Principe de fonctionnement et principe de fonctionnement de l'Audi Quattro
Teneur
La fameuse machine 4X4 Quattro... Qui ne connaît pas ce nom, si célèbre parmi les amateurs de belles voitures ? Cependant, si ce nom est presque devenu une légende, il faut regarder de plus près ce qu'il comprend, car il y a parfois une belle différence entre Quattro et Quattro !
Nous allons donc voir les différents systèmes Quattro qui existent sur les véhicules du Groupe Volkswagen, car oui, certains Volkswagen en bénéficient également. Ainsi, il existe trois systèmes principaux : un pour le moteur longitudinal avant, l'autre pour les moteurs longitudinaux arrière (rarement, R8, Gallardo, Huracan...) et le dernier pour les voitures les plus courantes (moteur transversal).
Comment fonctionnent les différents types de Quattro
Examinons maintenant de plus près l'architecture et le fonctionnement des différents types de Quattro.
Quattro TORSEN pour moteur longitudinal (1987-2010)
A6 avec moteur longitudinal
Torsen limite symétriquement la différence de vitesse entre les deux essieux (si elle est limitée à 70% alors on peut avoir une répartition de couple de 30% / 70% ou 70% / 30%).
commerce : passif / permanent
Répartition couple avant / postérieur : 50% - 50%
(avec une traction égale entre l'essieu avant et arrière)
La modulation : de 33% / 67% (soit 67% / 33%) à 20% / 80% (ou 80% / 20%) selon la version Torsen (selon la forme des dents et engrenages Torsen étudiés)
Défi : Limiter les glissements entre l'avant et l'arrière pour pouvoir sortir des endroits glissants.
Voici un peu l'intérieur du Torsen, son mécanisme empêche l'un des deux côtés de tourner sans bouger l'autre, contrairement à un différentiel classique. Ici, le moteur fait tourner l'ensemble du carter de différentiel (surligné en gris), qui comporte deux arbres (roues avant et arrière) reliés entre eux par des engrenages pour limiter la différence de vitesse entre eux (le fameux glissement limité).
Il s'agit d'un transfert permanent qui transmet donc le couple sur les essieux
avant et arrière stable
.
Le couple part du moteur, est transmis à la boite, puis tout va au premier différentiel à glissement limité Torsen (Torsen pour Torque Senchanter). A partir de ce différentiel, on va et vient dans un partage 50/50. Il est impossible de déconnecter complètement l'essieu arrière ou avant ici, quatre roues reçoivent toujours du couple, même petit. Le différentiel Torsen sera (je ne peux pas confirmer pour le moment) légèrement différent de la gamme des SUV de luxe (légèrement plus adaptés à la traversée) : Touareg, Q7, Cayenne.
Les essieux avant et arrière ont un différentiel standard (pas de limite de glissement) qui répartit le couple entre les roues gauche et droite. Mais il existe des versions légèrement plus avancées du Quattro conçues pour des versions plus sportives.
Enfin, la vectorisation de couple ne peut être appliquée ici que par l'ESP jouant sur les freins, elle est donc bien moins développée que la vectorisation de couple du différentiel arrière Quattro Sport.
Quattro CROWN GEAR (pignon / plat) pour moteur longitudinal (2010 -…)
Q7 avec moteur longitudinal
Cette version (depuis 2010) utilise un type de boîte de transfert différent. Cela permet de moduler la motricité. asymétrique entre les différents essieux en raison du blocage plus ou moins important du visqueux embrayage.
Dans tous les cas, il s'agit d'une transmission permanente qui transmettra en permanence le couple à l'avant et à l'arrière (bien que bien sûr la modulation de couple puisse être modifiée entre les essieux en fonction de l'embrayage, mais il y aura toujours un couple qui se produira sur chacun des eux) ...
commerce : passif / permanent
Répartition couple avant / postérieur : 60% - 40%
(avec une traction égale entre l'essieu avant et arrière)
La modulation : de 15% / 85% à 70% / 30% selon la différence d'adhérence entre les essieux avant et arrière. Ceci est asymétrique, comme vous pouvez le voir au niveau des répartitions possibles entre l'avant et l'arrière.
Défi : flirter avec les acheteurs BMW en leur expliquant qu'ils peuvent
в
85% de puissance à l'arrière (chez BMW nous étions toujours à 100%)
La cloche (boîtier) du différentiel (le rectangle noir qui entoure tout) est reliée à un essieu central équipé d'engrenages planétaires ("petits pignons gris" qui relient les arbres avant et arrière, conduisant ainsi aux essieux avant et arrière).
L'arbre vert menant à l'essieu arrière peut être couplé à la cloche grâce aux embrayages multidisques visibles dans la zone orange. C'est un viscosimètre (il vous permet d'avoir un glissement limité, sinon un différentiel de base qui n'empêche pas le patinage) : la liaison entre les embrayages vert et gris se fait s'il y a une différence de vitesse (c'est le principe d'un embrayage visqueux, l'huile dans l'habitacle se dilate lorsqu'elle chauffe, ce qui permet au embrayages à s'assembler car le silicone se dilate à chaud, et la différence de vitesse entre les embrayages provoque une agitation qui chauffe l'huile de silicone). Cela amène la cloche différentielle à se coupler à l'arbre de l'essieu arrière s'il y a une différence de vitesse entre les deux.
La répartition initiale est de 60 (arrière) / 40 (avant) car les pignons de l'essieu central (violet) ne touchent pas les jantes (bleu et vert) au même endroit (plus vers l'intérieur pour le bleu = 40). % ou plus vers l'extérieur pour le vert = 60 %). Le couple est différent de la base car il y a un effet de levier différent.
Toute la puissance passe par un arbre noir qui traverse l'arbre bleu (menant à l'essieu avant). Cela fait tourner l'essieu relié au carter de différentiel, et donc les planétaires. Ces roues solaires sont reliées à des engrenages plats (les "volants d'inertie" bleus et verts).
Si la vitesse entre l'arbre arrière et le carter de différentiel s'épaissit, silicone : les accouplements sont collés les uns aux autres, et de ce fait, l'arbre moteur sera directement relié à l'essieu arrière (par une cloche qui est reliée au moteur, mais il fera aussi référence au train arrière si le viscocoupleur s'enclenche. Dans ce cas, nous avons 85 % pour le train arrière et 15 % pour le train avant (situation = perte de traction sur le train avant).
Théorie ci-dessus et pratique ci-dessous.
Différentiel à couronne dentée – Audi Emotion Club AUDIclopedia
Quattro Ultra (2016 - ...)
commerce : actif / non permanent
Répartition couple avant / postérieur : 100% - 0%
(avec une traction égale entre l'essieu avant et arrière)
La modulation : de 100% / 0% à 50% / 50%
Cible ; Proposer une transmission intégrale qui limite la consommation au maximum, quitte à sacrifier la noblesse des appareils passés.
En mode traction, la plupart du temps (tout comme Haldex), l'objectif principal est de réduire la consommation et, surtout, d'être irréprochable sur tous les terrains.
Cette version est la plus récente au moment d'écrire ces lignes, il s'agit de remplacer la roue Crow par un appareil déconnectable. Ce dernier peut en effet découpler l'arbre arrière pour pouvoir passer en effort de traction, et donc ce n'est plus une transmission permanente... Donc le système ressemble beaucoup à Haldex, mais Audi fait tout pour nous y faire penser comme le moins possible. autant que possible (une marque qui est bien consciente de la réputation bien inférieure de Haldex par rapport à Torsen et Crown Gear). Il y a également deux embrayages de chaque côté de l'essieu arrière pour désengager l'arbre central, car sa rotation (même dans le vide) nécessite de l'énergie. La grande différence est que le Torsen / Crown Gear est autonome et très durable, alors que ce système doit être contrôlé par un ordinateur connecté à une gamme de capteurs. Par conséquent, il est potentiellement moins fiable, mais aussi moins durable car les disques peuvent chauffer (il est également limité à 500 Nm de couple, contrairement au Quattro classique avec Torsen).
Cet appareil est étonnamment proche du système Porsche disponible sur le Macan, même si les marques font tout pour brouiller les pistes et prétendre qu'elles n'ont rien en commun (en fait, ce n'est pas vrai, la matière pour beaucoup d'éléments est la même, et souvent même ZF. qui conçoit tout)... D'ailleurs, c'est presque le même principe, sauf que le différentiel Porsche permet l'utilisation de la traction ou de la traction (traction seule ou 4X4 sur la Quattro Ultra avec un différentiel multi-disques commutable) .
Dans son mode de fonctionnement, on peut dire que c'est tout le contraire de XDrive, car le dispositif BMW relie en permanence le moteur à l'arrière et, si nécessaire, attache l'essieu avant à la transmission. Ici, l'essieu avant est toujours connecté et, si nécessaire, l'essieu arrière est connecté à la chaîne de transmission et absorbe 50% du couple.
Lorsqu'une perte de traction est détectée sur l'essieu arrière, l'arbre de l'essieu arrière est relié à la chaîne de transmission.
Voici le fameux "différentiel" commutable (rouge - embrayage) ? Malheureusement, il est limité à 500 Nm de couple, ce qui prouve sa moindre traînée par rapport au bon vieux Quattro avec Torsen.
2018 Audi Q5 quattro Ultra COMMENT FONCTIONNE LE NOUVEAU VERROUILLAGE CENTRAL - Audi [Old Torsen] DIFFERENTIAL AWD
Quattro pour moteur transversal
Moteur transversal Q3
commerce : actif / non permanent
Répartition couple avant / postérieur : 100% - 0%(avec une traction égale entre l'essieu avant et arrière)
La modulation : de 100% / 0% à 50% / 50%
Objectif : Pouvoir proposer des quatre roues motrices sur les petits véhicules du groupe grâce à l'équipementier Haldex/Borgwarner.
Voici une Audi TT, mais c'est la même chose pour tout le monde.
Haldex 5. Génération - Comment ça marche
Tout est complètement différent ici, puisque nous avons affaire à une architecture complètement différente. La disposition transversale optimise l'espace disponible dans le véhicule au détriment de l'équilibre du véhicule (rappelons qu'on oublie ici les gros blocs et les grosses transmissions très robustes !).
Bref, tout, comme toujours, commence par le moteur à combustion interne/boîte de vitesses. En sortie, nous avons un différentiel qui tourne complètement et entraîne l'arbre central de la transmission à travers l'engrenage indiqué sur le schéma en violet. Ainsi, l'intérieur du différentiel avant est scindé en deux parties pour les roues gauche et droite.
Au bout de l'arbre de transmission reliant l'avant et l'arrière se trouve le fameux Haldex, si controversé pour les connaisseurs. En effet, tout le monde (ou plutôt les passionnés de voitures) connaît bien le guerrier Haldex / Torsen...
En fait, Torsen et Haldex se fichent que l'un soit un différentiel à glissement limité et que l'autre soit un système d'embrayage multidisque à commande électronique (hydroélectrique), qui tente donc de jouer le rôle d'un différentiel.
Dans cette configuration, la voiture ne peut pas obtenir plus de 50 % du couple sur l'essieu arrière, et cela est facile à comprendre en regardant l'image ci-dessus.
De plus, le travail se fait principalement en mode traction, et l'arrière peut être complètement coupé sans recevoir plus de couple : Haldex est débrayé et il n'y a plus de liaison entre l'arbre central et le différentiel arrière.
Différence Haldex / Torsen ?
Les différences entre eux sont importantes. Torsen est un différentiel passif qui fonctionne mécaniquement et de manière autonome. Il fournit un couple constant sur les deux essieux (le couple varie mais la force est toujours transmise à toutes les roues). Haldex a besoin d'un ordinateur et d'actionneurs pour fonctionner, et sa tâche principale est d'agir en réponse.
Alors que le Torsen fonctionne tout le temps, Haldex attend une perte de traction avant de s'engager, provoquant un petit temps d'arrêt, ce qui réduit son efficacité.
De plus, contrairement au Torsen, ce système chauffe beaucoup plus vite en raison du frottement des disques : donc, en théorie, il est moins durable.
Quattro Sport / Graphiques vectoriels / Vecteur de couple
Défi : Améliorer les performances de la voiture en virage et limiter le sous-virage naturel causé par Audi (dont le moteur est trop avancé).
Il y a ici un différentiel Torsen ou Crown Gear.
Le Quattro Sport se compose d'un différentiel sport beaucoup plus raffiné à l'arrière. En effet, ce dernier nous permet de proposer le fameux couple de vecteurs (que l'on connaît habituellement en anglais : Torque Vectoring. Cliquez ici pour en savoir plus sur le fonctionnement).
Ce dernier est constitué d'embrayages multidisques et d'engrenages planétaires disposés en spirale.
Cliquez ici pour en savoir plus
Quattro évolution : synthèse
Evolution longitudinale du Quattro : en bref
À l'exception des véhicules transversaux ou à moteur arrière, le système Quattro en est maintenant à sa sixième génération. Il consiste donc à revitaliser toutes les roues de la voiture à l'aide d'arbres de transmission et de nombreux différentiels.
La première génération apparue au tout début des années 80 (81 exactement), avait 3 différentiels : un à l'avant classique, deux au centre et à l'arrière, qui pouvaient être verrouillés (sans coulissement ni modulation, il est verrouillé).
C'était dans la deuxième génération, lorsque le différentiel central était incarné par le Torsen, un différentiel à glissement limité et non plus le seul blocage de différentiel. Cela permet alors de moduler la puissance avant/arrière entre 25% / 75% ou inversement (75% / 25%) au lieu de bloquer 50/50 comme dans la première génération.
Puis Torsen s'est également invité sur le train arrière de la troisième génération, sachant que ce dernier n'était utilisé que sur l'Audi V8 de 1988 (il s'agit de la future A8, mais elle n'a pas encore reçu de nom).
La quatrième génération est légèrement plus économique (et ne fournit pas seulement des limousines de luxe comme l'Audi V8) avec un différentiel arrière classique (qui peut être verrouillé électroniquement, d'où les freins via ESP).
Le système a ainsi évolué, conservant la même philosophie à ce jour en améliorant la capacité du Torsen central à faire varier en permanence le couple transmis entre les essieux avant et arrière (maintenant jusqu'à 85% mécaniquement sur l'essieu et même 100% grâce à l'action ESP sur les freins, ce qui rend l'utilisation du système presque aussi agréable qu'avec un groupe motopropulseur propre).
Puis vint un différentiel sport (monté sur l'essieu, ce n'est pas un différentiel avant/arrière, mais gauche/droite) sur l'essieu arrière en option ou sur certaines voitures de sport (S5, etc.). Il s'agit d'une célèbre technologie de vectorisation de couple qui est assez populaire parmi tous les fabricants haut de gamme, elle n'est pas seulement liée au Quattro.
Puis vint la Quattro Ultra (on parle toujours de voitures à conception longitudinale), conçue pour réduire la consommation de carburant. Fini la transmission permanente, elle peut être complètement désolidarisée (essieu arrière évidemment) pour économiser de l'énergie.
Donc, si on fait le bilan (sachant que la délimitation des dates n'est pas toujours évidente, car la période peut comprendre des voitures avec plusieurs générations de Quattro. Exemple : en 1995, Audi était vendue avec des Quattro 2, 3 ou 4...) :
- Génération 1 Quattro : 1981 - 1987
- Quattro 2e génération Torsen : 1987 - 1997
- Génération 3 Torsen Quattro : 1988 - 1994 (uniquement sur l'ancêtre A8 : Audi V8)
- Quattro 4e génération Torsen : 1994 - 2005
- Quattro 5e génération Torsen : 2005 - 2010
- Quattro 6ème génération Crown Gear : depuis 2011
- Quattro génération 7 Ultra (parallèle à la génération 6) : à partir de 2016
Evolution du Quattro Transversal : en bref
Le groupe Audi/Volkswagen commercialise également de nombreux véhicules à moteurs croisés populaires (A3, TT, Golf, Tiguan, Touran, etc.), pour ces modèles il était nécessaire de proposer des quatre roues motrices.
Et c'est là que la Quattro est proposée pour Volkswagen, Seat et Skoda, car ce n'est plus la vraie Quattro que les puristes adorent.
Si l'appareil a été assez lent à répondre à son démarrage (activation du train arrière), alors depuis lors il a considérablement progressé avec la cinquième génération actuelle. Cependant, il est logiquement moins complexe et calibré que le Quattro pour un moteur longitudinal conçu pour les voitures les plus luxueuses. Cet appareil a été inventé par les Suédois, pas par Audi.
La connexion Porsche ?
Même si Porsche fait de son mieux pour le supprimer, les transmissions Quattro sont bien une concession, sinon une identité. En parlant de Cayenne, on peut certainement parler de Quattro. Le Macan a simplement remplacé le centre Haldex par un système quasiment identique au Quattro Ultra (Torsen amovible). La différence ici, c'est qu'on peut envoyer 100 % vers l'avant ou vers l'arrière, le Quattro ultra se limitant à convertir la voiture en traction. Il est par ailleurs identique au différentiel arrière Vectoring en option et à la boîte de vitesses PDK, qui est en fait un S-Tronic (plus fourni par ZF). Mais chut, je serai grondé si ça sort...
