كواترو (نظام الدفع الرباعي)
Quattro (وتعني أربعة باللغة الإيطالية وتُكتب quattro ) هي العلامة التجارية التي تستخدمها شركة أودي للسيارات للإشارة إلى أن تقنيات أو أنظمة الدفع الرباعي (AWD) تُستخدم في طرازات محددة من سياراتها. [ 1 ]
كلمة "quattro" هي علامة تجارية مسجلة لشركة Audi AG، وهي شركة تابعة لمجموعة فولكس فاجن الألمانية لصناعة السيارات . [ 1 ]
طُرح نظام كواترو لأول مرة عام ١٩٨٠ في طراز أودي كواترو ذي الدفع الرباعي الدائم ، والذي يُشار إليه غالبًا باسم Ur -Quattro (بمعنى "الأصلي" أو "الأول"). ومنذ ذلك الحين، يُستخدم مصطلح كواترو للإشارة إلى جميع طرازات أودي اللاحقة ذات الدفع الرباعي. ونظرًا لحقوق التسمية المُستمدة من العلامة التجارية، تُكتب كلمة كواترو الآن دائمًا بحرف "q" صغير من قِبل الشركة المصنعة، تكريمًا للطراز الذي سُمّي به سابقًا.
استخدمت شركات أخرى ضمن مجموعة فولكس فاجن علامات تجارية مختلفة لسياراتها ذات الدفع الرباعي. فبينما استخدمت أودي مصطلح "كواترو" دائمًا، استخدمت سيارات فولكس فاجن في البداية مصطلح " سينكرو "، ولكن مؤخرًا، تستخدم فولكس فاجن مصطلح " فور موشن ". أما سكودا فتستخدم ببساطة مصطلح "4x4" بعد اسم الطراز، بينما تستخدم سيات الرقم "4" فقط ("فور درايف" مؤخرًا ). لا تُحدد أي من العلامات التجارية أو المصطلحات المذكورة أعلاه آلية عمل أو نوع نظام الدفع الرباعي، كما هو موضح أدناه.
الأنظمة الطولية

دأبت مجموعة فولكس فاجن على تطوير أنظمة الدفع الرباعي (4WD) منذ تأسيسها تقريبًا خلال الحرب العالمية الثانية . كانت سيارات فولكس فاجن كوبيلفاجن ، وفولكس فاجن شفيمفاجن ، وفولكس فاجن كوماندورسفاجن جميعها مركبات عسكرية تتطلب تشغيل جميع عجلاتها الأربع، وكانت الأخيرة نسخة من فولكس فاجن بيتل ذات الدفع الرباعي . ساعدتهم خبرتهم في المجال العسكري وأنظمة الدفع الرباعي لاحقًا في تصميم فولكس فاجن إلتيس للجيش الألماني ( البوندسفير ) في سبعينيات القرن الماضي. استخدمت إلتيس شكلًا مبكرًا من نظام الدفع الرباعي، والذي أصبح فيما بعد مرادفًا لمصطلح "كواترو". [ 2 ]
ترس تفاضلي مركزي قابل للقفل
في نظام الدفع الرباعي الأصلي، الذي استُخدم لاحقًا في سيارات الركاب، يقع المحرك وناقل الحركة بشكل طولي . يُنقل عزم الدوران عبر ناقل الحركة إلى ترس تفاضلي مركزي ميكانيكي [ 3 ] يقوم بتوزيعه بين المحورين الأمامي والخلفي . وكان نظام الدفع الرباعي يعمل بشكل دائم.
الترس التفاضلي المركزي تورسن T1
بعد عام 1987، استبدلت أودي الترس التفاضلي المركزي ذي القفل اليدوي بترس تفاضلي مركزي من نوع تورسن (مستشعر العزم) من النوع الأول ("T1"). وقد سمح هذا بتوجيه عزم المحرك تلقائيًا إلى المحاور الفردية حسب ظروف القيادة وقوة التماسك. في الظروف العادية (حيث يكون التماسك متساوياً بين المحورين الأمامي والخلفي )، يُوزّع عزم الدوران بينهما بنسبة 50:50 افتراضياً في العديد من الإصدارات، وإن لم يكن جميعها. أما في الظروف غير المواتية (أي عند وجود تباين في التماسك بين المحورين)، فيمكن توجيه ما يصل إلى 90-100% من عزم دوران المحرك إلى المحور الأمامي أو الخلفي (بحسب نوع ناقل الحركة أو طراز ترس تفاضلي تورسن). وتساعد الطبيعة الميكانيكية المؤتمتة بالكامل لترس تفاضلي تورسن المركزي على منع انزلاق العجلات ، وذلك بتحويل عزم الدوران فوراً، دون أي إشعار ملحوظ لركاب السيارة، [ 4 ] إلى المحور ذي التماسك الأكبر. ويمكن وصف هذه الطريقة بأنها استباقية. علاوة على ذلك، وعلى عكس أنواع التروس التفاضلية التي تعمل إلكترونياً، لا يحتاج ترس تورسن إلى بيانات إلكترونية من مصادر مثل مستشعرات سرعة العجلات ؛ وبالتالي، فهو يتمتع بميزة الأمان في حال تعطل أحد مستشعرات سرعة العجلات، على عكس تصميمات أخرى مثل نظام هالدكس للجر . عيب. بالمقارنة، فإنّ الاقتران اللزج والتروس التفاضلية المركزية التي يتم التحكم فيها إلكترونيًا، والمستخدمة في أنظمة الدفع الرباعي الأخرى، هي أنظمة تفاعلية، لأنها لا تعيد توجيه عزم الدوران إلا بعد حدوث انزلاق العجلات. وتظهر الميزة بوضوح عند التسارع الشديد ، بما في ذلك أثناء الانعطاف ، حيث يكون نقل عزم الدوران بين المحاور سلسًا، مما يحافظ على ديناميكيات السيارة مستقرة، ويقلل بشكل كبير من احتمالية فقدان السيطرة عليها.

يوفر نظام كواترو القائم على ترس تورسن ميزةً إضافيةً في الوظيفة المعاكسة لتوزيع عزم الدوران على عجلات الطريق، ألا وهي كبح المحرك . فعند استخدام كبح المحرك لإبطاء السيارة، يعمل نظام تورسن على تثبيت أحمال "عزم الدوران العكسي" الناتجة على المحورين الأمامي والخلفي بالتساوي، تمامًا كما يتم توزيع عزم دوران "دفع" المحرك ميكانيكيًا بشكل كامل وتلقائي. وهذا يسمح بتوزيع تأثير كبح المحرك على جميع العجلات والإطارات الأربعة. وبذلك، تتمكن السيارة المجهزة بنظام كواترو القائم على ترس تورسن من تنفيذ انعطافات عالية السرعة أكثر استقرارًا أثناء التباطؤ، مع تقليل خطر فقدان السيطرة نتيجة فقدان التماسك في المحورين الأمامي أو الخلفي.
إلا أن هذا التكوين لنظام كواترو له بعض القيود:
- مع وضع مجموعة المحرك وناقل الحركة في وضع طولي، يقع المحور الأمامي خلف المحرك، مما يؤدي إلى انتقاد بعض سيارات أودي لكونها ثقيلة من الأمام. ينتج عن ذلك توزيع للوزن بنسبة 55:45 (أمامي:خلفي).
- يشبه نظام تورسن في طبيعته نظام الترس التفاضلي محدود الانزلاق، فبدلاً من توزيع عزم الدوران بشكل مباشر (كما تفعل القابضات التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر)، فإنه يدعم فرق عزم الدوران عبر الترس التفاضلي (نسبة انحياز عزم الدوران/TBR)، من الجانب الأقل تماسكًا إلى الجانب الأكثر تماسكًا. وبالتالي، فإن تورسن محدود بطبيعته في مقدار عزم الدوران الذي يمكن توفيره للمحور الأكثر تماسكًا بعزم الدوران المتاح على المحور الأقل تماسكًا. لذلك، إذا فقد أحد المحاور تماسكه، بغض النظر عن نسبة انحياز عزم الدوران، فلن يحصل المحور الآخر على عزم دوران كافٍ. في الحالات القصوى، عند استخدام ترس تفاضلي مركزي، سيؤدي فقدان التماسك الكامل لعجلة واحدة إلى عزم دوران محدود للغاية للعجلات الثلاث الأخرى. استجابت أودي لهذا القيد في أولى سياراتها المجهزة بنظام تورسن بإضافة ترس تفاضلي خلفي يُقفل يدويًا، ثم استبدلت هذه الميزة لاحقًا بنظام القفل التفاضلي الإلكتروني (EDL)، الذي يتيح استخدام مكابح كل عجلة على حدة (تتم مراقبتها بواسطة مستشعرات نظام منع انغلاق المكابح ABS) للحد من دوران كل عجلة على حدة. تم تطبيق نظام EDL على كل من التروس التفاضلية الأمامية والخلفية (المفتوحة) للعمل بسرعات أقل من 80 كم/ساعة. ويؤدي ذلك إلى زيادة عزم الدوران من عجلة واحدة ذات احتكاك منخفض، مما يسمح بنقل المزيد من عزم الدوران من خلال ترس تورسن إلى العجلات المتبقية ذات الاحتكاك العالي.
- بينما يدعم نظام تورسن القياسي (النوع 1 أو T1 ) نسبة عزم دوران ثابتة تبلغ 50:50؛ أي أن عزم الدوران المدخل يُوزع بالتساوي على كلا عمودي الإخراج، يتميز نظام T1 بنسبة انحياز عزم الدوران (TBR) تتراوح بين 2.7 و4:1؛ أي أنه يسمح بتوفير عزم دوران أكبر بحوالي 3 إلى 4 مرات لعمود الإخراج الأكثر قوة جرًا مقارنةً بالعمود الأقل قوة جرًا، أو ما يعادل توزيعًا لعزم الدوران يتراوح بين 25% و75%. مع ذلك، يكون نظام تورسن T1 مُقفلًا بطبيعته في معظم الظروف (أعمدة الإخراج مُقفلة معًا). فقط عند الوصول إلى نسبة انحياز عزم الدوران (أي عندما يكون فرق عزم الدوران بين عمودي الإخراج أكبر مما يمكن أن تتحمله هذه النسبة)، يدور عمودا الإخراج بالنسبة لبعضهما البعض، ويُفتح قفل الترس التفاضلي. تُتيح هذه الخاصية حركة عزم دوران حرة نسبيًا بين مخرجي الترس التفاضلي (المركزي)، ضمن حدود نسبة انحياز عزم الدوران. وبالتالي، فإن توزيع عزم الدوران الساكن في ترس تورسن T1 في نظام التفاضل المركزي، بدلاً من أن يكون 50:50، يعكس توزيع وزن السيارة (الساكن والديناميكي) نتيجةً لقوة الجر المتاحة على كل من عمودَي الإخراج (الأمامي والخلفي). في السيارات العادية، يُعدّ هذا التوزيع مرغوبًا من حيث الثبات والتسارع والجر، ولكنه قد يكون غير مرغوب فيه من حيث التحكم (انزلاق العجلات الأمامية). في حين أن ترس تورسن T1 القياسي في نظام كواترو بنسبة 2.7:1 كافٍ في معظم الظروف، تتوفر تروس تفاضلية من نوع تورسن T1 بنسب أعلى (4:1) والتي يمكنها الحدّ من انزلاق العجلات الأمامية بشكل أكبر من خلال دعم توزيع أوسع لعزم الدوران. مع ذلك، يُعدّ الحل الأمثل هو توزيع عزم الدوران مباشرةً بين عمودي الإخراج (الأمامي والخلفي)، ولهذا السبب اعتمدت أودي تصميم تورسن من النوع 3 ( T3 ) في أحدث أجيال كواترو.
نوع تورسن "C" (T3)
يجمع الترس التفاضلي المركزي Torsen T3 بين مجموعة تروس كوكبية وترس تفاضلي Torsen في تصميم مدمج مُصمم خصيصًا لتركيبات الترس التفاضلي المركزي. على عكس T1 Torsen حيث يكون توزيع عزم الدوران بنسبة 50:50 اسميًا، فإن توزيع عزم الدوران في T3 Torsen، بفضل استخدام مجموعة التروس الكوكبية، يكون غير متماثل بنسبة 40:60 بين المحورين الأمامي والخلفي (أي عندما يكون التماسك متساويًا على المحورين الأمامي والخلفي، يتم توجيه 40% من عزم الدوران إلى المحور الأمامي، و60% إلى المحور الخلفي). وكما هو الحال في T1 Torsen، يتم توزيع عزم الدوران ديناميكيًا اعتمادًا على ظروف الجر، ولكن مع انحياز ثابت فعلي (وليس اسميًا). يتيح T3 خصائص قيادة وديناميكيات مركبة أقرب إلى سيارات الدفع الخلفي . تم تقديم هذا الترس التفاضلي غير المتماثل Torsen لأول مرة في سيارة Audi RS4 (B7) موديل 2006 التي حظيت بإشادة واسعة . تم استخدام ناقل الحركة اليدوي من النوع 3 في سيارات أودي S4 و RS4 B7 من عام 2006 إلى عام 2008، بالإضافة إلى طرازات S6 و S8 و Q7 من عام 2007.
تم تحقيق توزيع عزم الدوران على المحاور وبين العجلات اليمنى واليسرى من خلال التطورات المختلفة لنظام كواترو، بدءًا من قفل تفاضلي يدوي يمكن للسائق اختياره (للمحور الخلفي فقط)، وصولًا إلى التروس التفاضلية المفتوحة المزودة بنظام القفل التفاضلي الإلكتروني (EDL). يُعد نظام EDL نظامًا إلكترونيًا، يستخدم نظام منع انغلاق المكابح (ABS) الموجود، وهو جزء من برنامج الثبات الإلكتروني (ESP)، حيث يقوم بكبح العجلة الدوارة الوحيدة على المحور، مما يسمح بنقل عزم الدوران عبر المحور إلى العجلة التي تتمتع بالتماسك. [ 5 ]
ترس تفاضلي مركزي ذو عجلة تاجية
أطلقت أودي جيلاً جديداً من نظام الدفع الرباعي كواترو في سيارة RS5 موديل 2010. ويتمثل التغيير الرئيسي في استبدال الترس التفاضلي المركزي من نوع "تورسن" C بترس تفاضلي "كراون جير" من تطوير أودي. ورغم أن هذا الترس يبدو ظاهرياً مشابهاً للترس التفاضلي المفتوح العادي، إلا أنه مُعدّل للاستخدام المركزي، ولكنه يختلف عنه في بعض الجوانب الأساسية:

- تتصل الحاملة المركزية والتروس العنكبوتية المرتبطة بها مباشرة بعجلتين تاجيتين متصلتين بعمودي الدفع الأمامي والخلفي.
- تتصل عجلتا التاج بالتروس العنكبوتية بأقطار مختلفة، مما ينتج عنه عزم دوران مختلف عند تدويرهما بواسطة التروس العنكبوتية. وقد صُمم هذا النظام لإنتاج توزيع ثابت لعزم الدوران بنسبة 40:60 بين المحورين الأمامي والخلفي.
- تتصل كل عجلة تاجية بعمود الإخراج الخاص بها مباشرة، بينما يتصل حامل العنكبوت بكل عمود إخراج باستخدام مجموعة قابض تمنح الوحدة القدرة على التحكم في توزيع عزم الدوران بالإضافة إلى توزيع عزم الدوران الثابت.
إذا فقد أحد المحاور تماسكه، تنشأ سرعات دوران مختلفة داخل الترس التفاضلي، مما يؤدي إلى زيادة القوى المحورية التي تجبر صفائح القابض على الإغلاق. بمجرد الإغلاق، يُقفل عمود الإخراج، مما يؤدي إلى تحويل معظم عزم الدوران إلى المحور، وبالتالي تحقيق تماسك أفضل. في الترس التفاضلي ذي التروس التاجية، يمكن أن يتدفق ما يصل إلى 85% من عزم الدوران إلى المحور الخلفي، وما يصل إلى 70% منه إلى المحور الأمامي.
توفر ميزات الترس التفاضلي ذو الترس التاجي المزايا التالية مقارنةً بترس تورسن من النوع "C"
- تتيح هذه الميزة إمكانية ضبط توزيع عزم الدوران بشكل أكثر استقرارًا مع قفل كامل، بينما لا يوفر نظام تورسن سوى توزيع عزم دوران يصل إلى نسبة انحياز عزم الدوران؛ أي أن ترس التاج التفاضلي يمكنه القفل الكامل بغض النظر عن نسبة الانحياز. وعلى عكس نظام تورسن، لا يعمل ترس التاج التفاضلي كترس تفاضلي محدود الانزلاق، ويمكنه العمل مقفلًا بالكامل دون أي قوة جر على أحد أعمدة الإخراج.
- سهولة التكامل مع إلكترونيات التحكم مما يسمح بتوجيه عزم الدوران الإلكتروني للعجلات الأربع مع أو بدون الترس التفاضلي الرياضي الخلفي النشط
- انخفاض كبير في الحجم والوزن (بوزن 4.8 كجم، أي أخف بحوالي 2 كجم من النوع C من تورسن)
والنتيجة النهائية لهذا التقدم في نظام كواترو هي قدرة إلكترونيات السيارة على إدارة ديناميكيات السيارة بشكل كامل في جميع حالات الجر، سواء عند الانعطاف أو التسارع أو الكبح أو في أي مزيج من هذه الحالات.
التطورات
لم تُطلق أودي نظام كواترو رسمياً في أجيال محددة. وعادةً ما تُطرح التغييرات على تقنية كواترو لأول مرة مع فئة أو طراز محدد ضمن المجموعة، ثم تُعمم على طرازات أخرى في مراحل مناسبة من دورة حياة الطراز.
وكان الاستثناء لما سبق هو ظهور سيارة RS5 لعام 2010 والتي تم الترويج لها من قبل شركة أودي، من بين أمور أخرى، على أنها ظهور "جيل جديد من نظام كواترو".
الجيل الأول من نظام كواترو

استُخدمت هذه التقنية من عام 1981 إلى عام 1987 في سيارات أودي كواترو توربو كوبيه، وأودي 80 (منصة B2، 1978-1987، أودي 4000 في سوق أمريكا الشمالية )، وأودي كوبيه كواترو (منصة B2، 1984-1988)، وأودي 100 (منصة C3، 1983-1987، أودي 5000 في سوق أمريكا الشمالية). كما استُخدمت، بدءًا من عام 1984، في سيارات فولكس فاجن باسات (منصة B2، فولكس فاجن كوانتوم في السوق الأمريكية) حيث عُرفت باسم سينكرو .
نوع النظام: دفع رباعي دائم .
ترس تفاضلي مركزي مفتوح ، قابل للقفل يدويًا عبر مفتاح موجود على الكونسول المركزي.¹
ترس تفاضلي خلفي مفتوح، يمكن قفله يدويًا عبر مفتاح موجود على الكونسول المركزي.¹
ترس تفاضلي أمامي مفتوح، بدون قفل.
¹ نظام منع انغلاق المكابح (ABS) معطل عند قفله.
كيفية عمل النظام: عند فك قفل جميع التروس التفاضلية، لن تتمكن السيارة من الحركة إذا فقدت إحدى العجلات (الأمامية أو الخلفية) تماسكها (على الجليد أو في الهواء). عند قفل الترس التفاضلي المركزي مع فك قفل الترس التفاضلي الخلفي، لن تتمكن السيارة من الحركة إذا فقدت إحدى العجلات الأمامية وإحدى العجلات الخلفية تماسكها. عند قفل الترس التفاضلي الخلفي مع فك قفل الترس التفاضلي المركزي، لن تتمكن السيارة من الحركة إذا فقدت كلتا العجلتين الخلفيتين أو إحدى العجلتين الأماميتين تماسكها. عند قفل كل من الترس التفاضلي المركزي والخلفي، لن تتمكن السيارة من الحركة إذا فقدت كلتا العجلتين الخلفيتين وإحدى العجلتين الأماميتين تماسكها.
الجيل الثاني من نظام كواترو
ابتداءً من عام 1986 على منصة الجيل الجديد B3 (1986-1991) أودي 80/90 كواترو ، وعلى منصة الجيل الأقدم أودي 100 C3 وأودي كواترو حتى نهاية إنتاجهما، ومنصة B4 (1991-1995) أودي 80 ، أودي S2 ، أودي RS2 أفانت ، ومنصة C4 (1991-1994) أودي 100 كواترو، أودي S4 .
نوع النظام: دفع رباعي دائم .
ترس تفاضلي مركزي من نوع تورسن ، تقسيم "افتراضي" بنسبة 50:50، يقوم تلقائيًا بتوزيع ما يصل إلى 71.5٪ من نقل عزم الدوران إلى أي من المحورين.
ترس تفاضلي خلفي مفتوح، يمكن قفله يدويًا عبر مفتاح موجود على الكونسول المركزي بجوار فرامل اليد.¹
ترس تفاضلي أمامي مفتوح، بدون قفل.
¹ يتم تعطيل نظام منع انغلاق المكابح (ABS) عند القفل، ويتم فتح القفل تلقائيًا إذا تجاوزت السرعة 25 كم/ساعة (16 ميل/ساعة) .
الجيل الثالث من كواترو
يستخدم فقط في سيارات أودي V8 بدءًا من عام 1988 وحتى عام 1994.
نوع النظام: دفع رباعي دائم/جزئي .
محرك V8 مع ناقل حركة أوتوماتيكي :
ترس تفاضلي مركزي كوكبي مع قابض قفل متعدد الألواح يتم التحكم فيه إلكترونيًا
الترس التفاضلي الخلفي من نوع تورسن 1.
ترس تفاضلي أمامي مفتوح.
محرك V8 مع ناقل حركة يدوي :
ترس تفاضلي مركزي من نوع تورسن 1.
ترس تفاضلي خلفي من نوع تورسن 1.
ترس تفاضلي أمامي مفتوح.
كيف يعمل النظام: في ظروف الطريق، لن تتمكن السيارة من التحرك إذا فقدت إحدى العجلات الأمامية وكلتا العجلتين الخلفيتين قوة الجر تمامًا.
الجيل الرابع من كواترو
بدأ استخدام نظام الدفع الرباعي 4Xmotion في سيارات أودي A4 / S4 / RS4 (منصة B5)، وأودي A6 / S6 / allroad / RS6 ، وأودي A8 / S8 ، بناقل حركة يدوي وآلي. كما استُخدم في سيارة فولكس فاجن باسات B5 ، حيث كان يُعرف في البداية باسم syncro ، ولكن عند وصولها إلى الولايات المتحدة، أُعيد تسميته إلى 4motion . [ 6 ] واستُخدم أيضًا في سيارة فولكس فاجن فايتون والسيارات الشقيقة لها على منصة فولكس فاجن Group D. واستخدمت فولكس فاجن طوارق نظام 4Xmotion مع ناقل حركة ووحدات نقل طاقة ومحاور أمامية منفصلة.
تم استبدال الترس التفاضلي الخلفي ذي القفل اليدوي من الأجيال السابقة بترس تفاضلي مفتوح تقليدي مزود بنظام قفل تفاضلي إلكتروني (EDL) (الذي يكشف دوران العجلات عبر مستشعرات سرعة العجلات في نظام منع انغلاق المكابح ABS، ويطبق المكابح على إحدى العجلات الدوارة، ناقلاً بذلك عزم الدوران عبر الترس التفاضلي المفتوح إلى العجلة المقابلة ذات التماسك الأكبر). يعمل نظام EDL بسرعات تصل إلى 80 كم/ساعة (50 ميل/ساعة) في جميع طرازات كواترو (أما في الطرازات الأخرى، فتصل السرعات إلى 40 كم/ساعة (25 ميل/ساعة) ).
نوع النظام: دفع رباعي دائم .
تفاضلي مركزي من نوع تورسن 1، تقسيم افتراضي 50:50، يقوم تلقائيًا بتوزيع ما يصل إلى 75٪ من نقل عزم الدوران إلى المحور الأمامي أو الخلفي.
ترس تفاضلي خلفي مفتوح، قفل تفاضلي إلكتروني (EDL). [ 5 ]
ترس تفاضلي أمامي مفتوح، قفل تفاضلي إلكتروني (EDL). [ 5 ]
الجيل الخامس من كواترو
بدأ الأمر مع سيارة أودي RS4 B7 ونسخة ناقل الحركة اليدوي من سيارة أودي S4 B7 موديل 2006. وتم اعتمادها في جميع طرازات S4 و S6 و S8 في عام 2007. [ 1 ]
نوع النظام: نظام دفع رباعي غير متماثل دائم .
ترس تفاضلي مركزي من نوع تورسن 3 (النوع "ج")، بنسبة توزيع افتراضية 40:60 بين المحورين الأمامي والخلفي، يقوم تلقائيًا بتوزيع ما يصل إلى 80% من عزم الدوران على أحد المحورين باستخدام ترس تفاضلي مركزي عالي التحيز بنسبة 4:1. وبمساعدة نظام التحكم الإلكتروني بالثبات (ESP)، يمكن نقل ما يصل إلى 100% من عزم الدوران إلى أحد المحورين.
ترس تفاضلي خلفي مفتوح، قفل تفاضلي إلكتروني (EDL). [ 5 ]
ترس تفاضلي أمامي مفتوح، قفل تفاضلي إلكتروني (EDL). [ 5 ]
نظام كواترو الموجه
أطلقت أودي نظام التفاضل الرياضي الجديد ، الذي يُتيح توجيه عزم الدوران، لأول مرة في سيارات كواترو من الجيل الخامس. وقد سمح هذا النظام بتوزيع عزم الدوران ديناميكيًا على المحور الخلفي في سيارة أودي S4 B7 (2008) التي كانت أول سيارة تُطرح في السوق، وهو الآن إضافة اختيارية لجميع سيارات كواترو التي لا تزال تستخدم التفاضل المركزي غير المتماثل تورسن (النوع "C") بنسبة 40:60. ويحل هذا النظام محل التفاضل الخلفي المفتوح العادي، بينما لا يزال المحور الأمامي يعتمد على تفاضل مفتوح مزود بنظام EDL. [ 5 ]

تم تصميم وتصنيع نظام توزيع عزم الدوران التفاضلي للمحور الخلفي بواسطة شركة ماجنا باورترين، [ 7 ] وهو متوفر في سيارات أودي A4 وA5 وA6 ومشتقاتها (بما في ذلك طرازات RS ). يقوم هذا النظام بتوزيع عزم الدوران بشكل انتقائي على عجلات المحور الخلفي، مما يُولّد عزم دوران جانبي، يُحسّن من ثبات السيارة ويُعزز استقرارها عند انزلاقها الزائد أو الناقص، وبالتالي يزيد من مستوى الأمان.
يعمل الترس التفاضلي الرياضي باستخدام ترسين متراكبين ("تعزيز السرعة") في الترس التفاضلي، يتم تشغيلهما بواسطة قابضات متعددة الأقراص على جانبي ترس التاج التفاضلي. عندما يتطلب الأمر ذلك من قِبل البرنامج (باستخدام مستشعرات الانحراف الجانبي والطولي، ومستشعرات نظام منع انغلاق المكابح للعجلات، ومستشعر عجلة القيادة)، يقوم برنامج التحكم (الموجود في وحدة تحكم بالقرب من الترس التفاضلي الخلفي) بتفعيل مجموعة القابضات المناسبة. يؤدي ذلك إلى نقل حركة عمود الإخراج عبر الترس المتراكب إلى العجلة المتصلة به، بينما يستمر العمود الآخر في تدوير العجلة مباشرةً (أي، دون تفعيل مجموعة القابضات). ينتج عن عمود الإخراج ذي السرعة الأعلى عزم دوران متزايد للعجلة، مما يُنتج عزم انحراف (دوران). في التشغيل العادي، يتم توصيل عزم دوران متزايد إلى العجلة الخارجية للمنعطف، مما يزيد من عزم دوران السيارة، أي استجابتها للانعطاف في الاتجاه الذي تشير إليه عجلة القيادة.
الجيل السادس من كواترو
أطلقت أودي الجيل السادس من نظام الدفع الرباعي كواترو في سيارة RS5 موديل 2010. ويكمن التغيير الرئيسي في هذا الجيل في استبدال الترس التفاضلي المركزي من نوع "تورسن" C بترس تفاضلي "كراون جير" من تطوير أودي. بفضل هذا الترس التفاضلي الجديد، يمكن توزيع ما يصل إلى 70% من عزم الدوران على العجلات الأمامية، بينما يمكن توزيع ما يصل إلى 85% على العجلات الخلفية عند الحاجة. وتتمثل النتيجة النهائية لهذا التطور في نظام كواترو في قدرة إلكترونيات السيارة على التحكم الكامل في ديناميكياتها في جميع ظروف التماسك، سواء عند الانعطاف أو التسارع أو الكبح أو على الثلج أو في أي مزيج من هذه الظروف. وقد تم اعتماد هذا النظام لاحقًا في سيارة A7، والجيل الأحدث من سيارتي A6 وA8.
بورغ وارنر
لا تستخدم أودي Q7 (الجيل الأول)، الشقيقة في منصتها لفولكس فاجن طوارق وبورش كايين، نفس قاعدة أي من الطرازين السابقين. وبدلاً من ذلك، توفر شركة بورغ وارنر نظام الدفع الرباعي لهذه السيارة الرياضية متعددة الاستخدامات الأكثر ملاءمة للطرق الوعرة. ويتم استخدام ترس تفاضلي من نوع تورسن 3 (T3).
ألترا
أعلنت أودي عن نظام "أودي كواترو بتقنية ألترا" في فبراير 2016، وهو نظام دفع أمامي مخصص للاستخدام على منصات ذات محركات مثبتة طولياً. [ 8 ]
الأنظمة المستعرضة
منذ أن طرحت مجموعة فولكس فاجن أول سيارة بمحرك عرضي عام 1974، تم النظر في نظام الدفع الرباعي (4WD) لعائلة سياراتها المبنية على منصة A. ولم يظهر نظام الدفع الرباعي في السوق إلا مع الجيل الثاني من هذه المنصة. في منتصف ثمانينيات القرن الماضي، كانت سيارة جولف سينكرو Mk2 ، بمحركها وناقل حركتها العرضيين ، تُوجّه معظم عزم دورانها بشكل أساسي إلى المحور الأمامي.
تتصل وحدة نقل الطاقة (PTU) بالمحور الخلفي عبر عمود الدوران . كما تنقل وحدة نقل الطاقة عزم الدوران إلى المحور الأمامي. عند المحور الخلفي، يُنقل عزم الدوران أولاً عبر وصلة لزجة قبل وصوله إلى مجموعة تروس الدفع النهائي. تحتوي هذه الوصلة على صفائح احتكاك وزيت ذي لزوجة مناسبة بحيث يؤثر الضغط على عدد الصفائح المتصلة والفعالة (وبالتالي، مقدار الطاقة المُوَصَّلة إلى العجلات الخلفية).
ابتداءً من الجيل الرابع من منصة A4 ، تم الاستغناء عن وصلة اللزوجة لصالح وصلة هالدكس تراكشن الكهروهيدروليكية محدودة الانزلاق (LSC) أو القابض . وحدة هالدكس تراكشن LSC ليست تفاضلية، وبالتالي لا يمكنها العمل كوحدة تفاضلية بالمعنى الحقيقي . يمكن لوحدة هالدكس تراكشن تحويل ما يصل إلى 100% من عزم الدوران إلى المحور الخلفي حسب الحاجة. يختلط الأمر على الكثيرين بشأن توزيع عزم الدوران في أنظمة هالدكس. في ظروف التشغيل العادية، يعمل قابض هالدكس بنسبة نقل عزم دوران تبلغ 5%. في الظروف المعاكسة، عندما تحدد مستشعرات سرعة عجلات السيارة أن كلا العجلتين الأماميتين فقدتا التماسك، يمكن لقابض هالدكس أن يُقفل بقوة 100%، مما يعني نقل كل عزم الدوران إلى المحور الخلفي. يتم تحقيق توزيع عزم الدوران بين العجلات اليمنى واليسرى باستخدام تفاضل مفتوح تقليدي. إذا فقد أحد جانبي المحور المُدار تماسكه، فإن مكون القفل التفاضلي الإلكتروني (EDL) في نظام التحكم الإلكتروني بالثبات (ESP) يتحكم في ذلك. يقوم نظام EDL بكبح عجلة واحدة دوارة؛ وبالتالي، ينتقل عزم الدوران عبر المحور إلى العجلة المقابلة عبر الترس التفاضلي المفتوح. في جميع السيارات ذات المحرك العرضي المزودة بنظام الدفع الرباعي القائم على نظام هالدكس، يتحكم نظام EDL بالعجلات الأمامية فقط، وليس الخلفية.
تشمل المزايا الرئيسية لنظام هالدكس تراكشن LSC مقارنةً بنظام تورسن ما يلي: تحسين طفيف في كفاءة استهلاك الوقود (بفضل فصل المحور الخلفي عند عدم الحاجة إليه، مما يقلل من فقد الطاقة في نظام نقل الحركة الناتج عن الاحتكاك)، وإمكانية الحفاظ على حيز محرك صغير ومقصورة ركاب أكبر بفضل تصميم المحرك العرضي. ومن المزايا الأخرى لنظام هالدكس، مقارنةً بنسخ الدفع الأمامي فقط من نفس الطراز، توزيع أكثر توازناً للوزن بين الأمام والخلف (بفضل موقع الترس التفاضلي المركزي لنظام هالدكس بجوار المحور الخلفي).
تشمل عيوب نظام هالدكس للجر ما يلي: يتميز هذا النظام بخصائص قيادة الدفع الأمامي (فعند استخدام فرامل المحرك ، يتم تطبيق الحمل على العجلات الأمامية فقط، وذلك بسبب طبيعة نظام هالدكس التفاعلية وتأخر إعادة توزيع قوة المحرك قليلاً)، كما تتطلب وحدة هالدكس للتحكم في الجر صيانة إضافية، تتمثل في تغيير الزيت والفلتر كل 60,000 كيلومتر (37,000 ميل) (بينما يُعتبر نظام تورسن عمومًا لا يحتاج إلى صيانة). ومن عيوب نظام هالدكس المهمة الأخرى ضرورة أن تكون جميع الإطارات الأربعة بنفس مستوى التآكل (ونصف قطر الدوران)، نظرًا لاحتياج النظام إلى بيانات من جميع مستشعرات سرعة العجلات الأربعة. وأخيرًا، من عيوبه المهمة انخفاض سعة صندوق الأمتعة، نظرًا لحجم وحدة هالدكس للتحكم في الجر الكبير الذي يتطلب رفع أرضية الصندوق بمقدار ثلاث بوصات تقريبًا.
اقتران لزج
تم استخدام نظام الدفع الرباعي هذا فقط في المركبات التي تحمل علامة فولكس فاجن التجارية، ولم يتم استخدامه مطلقًا في أي سيارات أودي باستثناء طرازات أودي R8 .
وُجد نظام الدفع الرباعي ذو الاقتران اللزج المذكور آنفاً في الجيل الثاني من سيارات منصة A2 ذات المحرك العرضي، بما في ذلك فولكس فاجن جولف Mk2 وجيتا . كما وُجد أيضاً في فولكس فاجن تايب 2 (T3) (فاناجون في الولايات المتحدة)، والجيل الثالث من جولف وجيتا، والجيل الثالث من فولكس فاجن باسات B3 (التي استندت إلى منصة A مُعدّلة بشكل كبير)، وفولكس فاجن يوروفان .
كان نظام فاناجون يميل إلى الدفع الخلفي، حيث كان المحرك وناقل الحركة في الخلف، بينما وُجدت وصلة الدفع اللزجة في المحور الأمامي بالقرب من المحور النهائي. عُرف نظام الدفع الرباعي هذا باسم سينكرو في جميع المركبات.
ما هو: نظام دفع رباعي أوتوماتيكي (عند الطلب).
تم تركيب وصلة لزجة بدلاً من الترس التفاضلي المركزي، مع آلية العجلة الحرة لفصل المحور المدفوع عند الكبح.
ترس تفاضلي خلفي مفتوح (قفل تفاضلي ميكانيكي اختياري في فاناجون).
ترس تفاضلي أمامي مفتوح (قفل تفاضلي ميكانيكي اختياري في فاناجون).
عادةً ما تكون هذه السيارة ذات دفع أمامي (باستثناء فاناجون، انظر أعلاه). في ظروف القيادة العادية، يُنقل 95% من عزم الدوران إلى المحور الأمامي. ولأن وصلة الدفع اللزجة تُعتبر "بطيئة" (إذ تحتاج سائل السيليكون إلى بعض الوقت ليسخن ويتصلب)، يُنقل 5% من عزم الدوران إلى المحور الخلفي باستمرار لـ"شد" وصلة الدفع اللزجة مسبقًا وتقليل زمن التفعيل. تُقفل الوصلة عند حدوث انزلاق، ويُنقل ما يقارب 50% من عزم الدوران تلقائيًا إلى المحور الخلفي (الأمامي في فاناجون). في ظروف القيادة على الطرق المعبدة، لن تتحرك السيارة إذا فقدت إحدى العجلات الأمامية وإحدى العجلات الخلفية تماسكها.
تسمح قطعة العجلة الحرة ، المثبتة داخل الترس التفاضلي الخلفي، للعجلات الخلفية بالدوران أسرع من العجلات الأمامية دون قفل وصلة التماسك اللزجة ومنع نظام منع انغلاق المكابح (ABS) من تطبيق المكابح على كل عجلة على حدة. وبفضل العجلة الحرة، لا يمكن نقل عزم الدوران إلى المحور الخلفي إلا عندما تتحرك السيارة للأمام. ولتفعيل نظام الدفع الرباعي عند الرجوع للخلف ، تم تركيب عنصر تحكم في دواسة الوقود يعمل بالشفط على علبة الترس التفاضلي. يقوم هذا الجهاز بقفل آلية العجلة الحرة عند استخدام وضع الرجوع للخلف. وتُفتح آلية العجلة الحرة عند دفع ذراع ناقل الحركة إلى اليمين، متجاوزًا الترس الثالث. ولا تُفتح آلية العجلة الحرة فورًا بعد الخروج من وضع الرجوع للخلف عمدًا، وذلك لمنعها من الدوران بين وضع القفل ووضع الفتح إذا علقت السيارة وحاول السائق تحريكها عن طريق تغيير التروس من الأول إلى الخلف ثم العودة.
تتمثل عيوب نظام الدفع الرباعي هذا في وقت تشغيل الوصلة اللزجة.
- عند الانعطاف تحت التسارع على سطح زلق، يتم تشغيل المحور الخلفي بتأخير، مما يتسبب في تغيير مفاجئ في سلوك السيارة (من الانعطاف الناقص إلى الانعطاف الزائد).
- عند بدء الحركة على سطح رملي، يمكن للعجلات الأمامية أن تغوص في الرمال قبل تفعيل نظام الدفع الرباعي.
هالدكس
ابتداءً من عام ١٩٩٨، استُبدلت وحدة هالدكس تراكشن LSC السويدية بوصلة الدفع اللزجة. تستخدم أودي نظام هالدكس في طرازات كواترو من سيارات أودي S1 ، وأودي A3 ، وأودي S3 ، وأودي TT . كما تستخدمه فولكس فاجن في طرازات 4motion من الجيلين الرابع والخامس من سيارات فولكس فاجن جولف ، وفولكس فاجن جيتا ، وجولف R32، وفولكس فاجن شاران ، والجيل السادس من فولكس فاجن باسات (المبنية أيضًا على منصة A)، وترانسبورتر T5 . لا تزال سيارات أودي تحمل العلامة التجارية "كواترو"، بينما تُعرف سيارات فولكس فاجن باسم 4motion. كما استخدمت سكودا أوكتافيا 4x4، وسيات ليون 4، وسيات الحمراء 4 نظام هالدكس LSC، كونها مبنية على طرازات مجموعة فولكس فاجن . ومن المثير للاهتمام أن بوجاتي فيرون تستخدم أيضًا نظام هالدكس، ولكن بناقل حركة ووحدة نقل طاقة ومحاور أمامية وخلفية منفصلة.
ما هو: نظام دفع رباعي أوتوماتيكي (عند الطلب).
قابض هالدكس تراكشن LSC متعدد الألواح مع وحدة تحكم إلكترونية ECU، يعمل كتفاضل مركزي زائف.
ترس تفاضلي خلفي مفتوح، بدون قفل تفاضلي إلكتروني.
ترس تفاضلي أمامي مفتوح، EDL.
كيفية الاستخدام: في المركبات ذات الدفع الأمامي ، قد تقوم وحدة Haldex Traction LSC بتحويل ما يصل إلى 100% من عزم الدوران إلى المحور الخلفي حسب الظروف. يجد الكثيرون توزيع عزم الدوران في أنظمة Haldex Traction مُربكًا. في ظروف التشغيل العادية، تعمل وحدة Haldex LSC بنسبة 5% (يتم تقسيم 5% بين المحورين الأمامي والخلفي، حيث يذهب 97.5% من عزم الدوران إلى المحور الأمامي و2.5% إلى المحور الخلفي). في الظروف الصعبة حيث تفقد العجلتان الأماميتان تماسكهما، يمكن لوحدة Haldex أن تُقفل بقوة 100%. هذا يعني أنه نظرًا لعدم نقل أي عزم دوران إلى المحور الأمامي، يجب نقل كل عزم الدوران (بعد خصم الفاقد) إلى المحور الخلفي. يتم توزيع عزم الدوران بين العجلتين اليمنى واليسرى باستخدام ترس تفاضلي مفتوح تقليدي. إذا فقد أحد جانبي المحور المُدار تماسكه، فإن قفل الترس التفاضلي الإلكتروني (EDL) يتحكم في ذلك. يقوم قفل الترس التفاضلي الإلكتروني بكبح عجلة واحدة تدور، وبالتالي يتم نقل عزم الدوران إلى العجلة المقابلة عبر الترس التفاضلي المفتوح. في جميع السيارات ذات المحرك العرضي المزودة بنظام الدفع الرباعي Haldex Traction LSC ، يتحكم EDL فقط في العجلات الأمامية، وليس العجلات الخلفية.
في المركبات المجهزة بنظام EDL على العجلات الأمامية فقط، لن تتحرك السيارة إذا فقدت كلتا العجلتين الأماميتين وإحدى العجلات الخلفية قوة الجر.
مرة أخرى، بسبب قيود القفل التفاضلي الإلكتروني (انظر وصف quattro IV أعلاه)، في ظروف الطرق الوعرة يكفي أن تفقد عجلة أمامية واحدة وعجلة خلفية واحدة قوة الجر ولن تتحرك السيارة.
نظام هالدكس للجر هو نظام تفاعلي أكثر منه وقائي، إذ يتطلب وجود فرق في الانزلاق (أو سرعة الدوران) بين نظامي المحورين قبل أن يعمل هالدكس ويرسل عزم الدوران إلى المحور الخلفي. وهذا يختلف عن دوران العجلات، حيث يمكن للنظام أن يتفاعل في أقل من دورة كاملة لأي عجلة في السيارة. أما نظام تورسن، فيوفر توزيعًا متساويًا لعزم الدوران بشكل دائم في ظروف عدم الانزلاق، مما يقلل من احتمالية حدوث الانزلاق.
تقوم وحدة التحكم الإلكترونية (ECU) في نظام هالدكس بفصل قابض هالدكس في الوصلة المركزية فور الضغط على المكابح لضمان عمل نظام منع انغلاق المكابح (ABS) بكفاءة. عند الانعطافات الحادة بسرعات منخفضة (مثل ركن السيارة)، تفصل وحدة التحكم الإلكترونية القابض لتجنب تراكم السرعات في ناقل الحركة. عند تفعيل نظام الثبات الإلكتروني (ESP)، يتم فصل قابض هالدكس لتمكين نظام ESP من التحكم الفعال في السيارة، وينطبق ذلك على ظروف التسارع والتباطؤ.
تسويق
في إطار احتفال أودي بتقنية الدفع الرباعي كواترو، تم إنتاج إعلان تلفزيوني بعنوان "أهاب" مستوحى من الرواية الأمريكية موبي ديك. عُرض الإعلان لأول مرة في الولايات المتحدة خلال مباريات التصفيات النهائية لدوري كرة القدم الأمريكية للمحترفين عام 2012. [ 9 ]
تم تسويق نظام كواترو باستخدام تميمة أودي جيكو منذ عام 2005، بما في ذلك الإعلانات المطبوعة والتلفزيونية، ولعبة فيديو لجهاز بلاي ستيشن. [ 10 ]
انظر أيضاً
- 4motion - نظام الدفع الرباعي الذي يحمل علامة فولكس فاجن التجارية.
- 4Matic - نظام دفع رباعي من مرسيدس-بنز
- نظام الدفع الرباعي All-Trac من تويوتا
- نظام الدفع الرباعي ATTESA من نيسان
- نظام S-AWC - نظام دفع رباعي موجه لعزم الدوران من شركة ميتسوبيشي موتورز
- نظام SH-AWD - نظام دفع رباعي موجه لعزم الدوران من هوندا
- نظام الدفع الرباعي BMW xDrive
- الدفع الرباعي - تاريخ الدفع الرباعي في سيارات الركاب
- نظام الدفع الرباعي المتناظر - نظام الدفع الرباعي من سوبارو
مراجع
- 1 2 3 Audi.com - مسرد المصطلحات quattro مؤرشف بتاريخ 22-06-2008 في Wayback Machine
- ↑ موقع أودي أمريكا الصحفي: 25 عامًا من أودي كواترو، مؤرشف بتاريخ 19 يونيو 2008 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) بتاريخ 22 فبراير 2005
- ↑ Audi.com - مسرد المصطلحات - الترس التفاضلي المركزي - مؤرشف بتاريخ 15-05-2008 في أرشيف الإنترنت
- ↑ "تجربة قيادة أودي A" . كار ديكو . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2017-09-08 .
- 1 2 3 4 5 6 Audi.com - مسرد المصطلحات قفل الترس التفاضلي الإلكتروني مؤرشف بتاريخ 22-06-2008 في أرشيف الإنترنت
- ↑ "ما هو توزيع قوة الدفع في سيارتي أودي A4 2.5tdi V6 بقوة 180 حصانًا؟" . Audi-Sport.net . تاريخ الاطلاع: 19 سبتمبر 2017 .
- ↑ أسبوع السيارات
- ↑ تريسي، ديفيد (22 فبراير 2016). "سيارة أودي كواترو الجديدة عالية التقنية على وشك إثارة غضب أكبر معجبيها" . جالوبنيك . تم الاسترجاع في 24 فبراير 2016 .
- ↑ "أودي تستخدم أسلوب هيرمان ميلفيل لتسليط الضوء على مزايا نظام كواترو" . أوتوبلوغ . ١٣ يناير ٢٠١٢. تاريخ الاطلاع: ١٦ ديسمبر ٢٠٢٢ .
- ↑ وير، جوشوا (25 يناير 2022). "أودي جيكو وأودي كواترو: ما الرابط بينهما؟" . بريستيج إمبورتس . تاريخ الاسترجاع: 8 أبريل 2026 .
روابط خارجية
- بوابة أودي الدولية للشركات
- ثبات مستقل. تطبيق ذكي. مؤرشف بتاريخ 11 فبراير 2021 على موقع Wayback Machine، صفحة أودي كواترو في المملكة المتحدة
- أودي
- أسماء تجارية لأنظمة الدفع الرباعي
