Audi Quattro AWD 기술 심층 분석

아우디 콰트로 4륜 구동 기술은 건조하거나 악천후에도 모든 노면에서 최대의 접지력을 제공하는 것으로 알려져 있습니다.

콰트로 4륜 구동 시스템은 여러 면에서 아우디를 정의하며 도로와 경마장에서 여전히 불공평한 이점을 유지하고 있습니다. 모터스포츠 분야에서 콰트로는 1980년대 아우디를 수많은 월드 랠리 챔피언십에 진출시키는 데 일조했습니다. 이는 80년대와 1990년대 IMSA 및 Trans-Am 경주에서 Audi의 성공을 촉진했습니다. 그리고 이는 R18 e-트론 콰트로가 르망 24시간 경주에서 성공할 수 있었던 원동력이었습니다.

콰트로의 아이디어는 네 바퀴 모두에 견인력을 갖춘 자동차를 대량 생산하려는 욕구에서 비롯되었으며, 아우디 엔지니어들은 1970년대 폭스바겐 일티스 오프로더가 보여준 기본 특성을 기반으로 경량 4륜 구동 시스템을 처음 개발했습니다. 이 기술은 1980년 최초의 콰트로 4륜 구동 시스템 생산과 함께 아우디의 깃발 아래 도입되었습니다. 오늘날의 콰트로 4륜 구동은 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있는 다양한 유형을 갖춘 생산에 들어간 이후 40년간의 학습을 바탕으로 구축되었습니다. 오늘날의 구동계를 살펴보기 전에 초기 콰트로 시스템이 어떻게 작동했는지 이해하는 것이 중요합니다.

초기 콰트로 시스템

최초의 콰트로 4륜 구동 시스템은 3개의 기계적 차동 장치를 사용하여 앞바퀴와 뒷바퀴 사이에 토크를 분배했습니다. 진공 작동 스위치를 통해 운전자는 중앙 차동 장치를 잠가 전면 및 후면 차동 장치를 함께 잠그고 미끄러짐 없이 동일한 속도로 회전하도록 선택할 수 있습니다.

일반적으로 각 차축의 바퀴를 구동하는 기어 세트인 차동 장치는 각 바퀴가 이동하는 속도의 차이를 보상하기 위해 완전히 열려 있습니다. 예를 들어 코너링을 생각해 보세요. 안쪽 바퀴는 바깥쪽 바퀴보다 훨씬 적게 회전합니다. 후방 차동 장치를 잠그면 두 바퀴에 동력이 균등하게 전달됩니다. 이는 미끄러운 노면이나 견인력이 제한된 상황에서 주행할 때 필요하지만 어떤 조건에서도 접지력을 극대화하는 데에도 필요합니다. 전면에는 회전이 필요하기 때문에 잠금 차동 장치가 없습니다.

1980년대 후반 콰트로의 첫 번째 주요 업데이트에서는 동력을 앞뒤로 50:50으로 자동 분배하는 Torsen(토크 감지의 약자) 차동 장치가 원래의 수동 작동식 센터 차동 장치를 대체했습니다. 후면 차동 잠금 스위치는 그대로 유지되었습니다. 일부 대형 차량에는 후면 Torsen 차동 장치도 사용할 수 있습니다.

Torsen 중앙 차동 장치에는 한 쌍의 나선형 유성 기어가 들어 있습니다. 기어는 하우징 내부의 꼭 맞는 포켓에 고정되어 있으며 끝 부분에 있는 스퍼 기어를 통해 함께 연결되었습니다. 이 평기어는 유성기어가 같은 방향으로 회전하는 것을 허용하지 않았습니다. 그러나 차축이 견인력을 잃을 때 스퍼 기어는 견인력이 있는 바퀴에 토크를 전달하는 데 도움이 됩니다. 이를 통해 차량 토크의 최대 3분의 2가 앞차축이나 뒷차축으로 전달될 수 있습니다.

Haldex: 가로를 싫어하지 않음

중형 및 대형 아우디 차량에는 종방향 엔진이 있으며, 변속기와 차동 장치가 엔진 뒤에 있습니다. 2000년부터 미국에서는 Audi TT와 같은 소형 차량의 엔진이 옆으로 놓여 있는 상태로 출시되었습니다(종종 횡방향이라고 함). 그 결과, 변속기가 실제로 엔진 아래 공간을 차지하게 되면서 다른 종류의 콰트로 4륜 구동 시스템이 필요하게 되었습니다.

Haldex 커플링은 이러한 종류의 응용 분야에 필요한 패키징에 대한 해답입니다. Haldex 애플리케이션에서 프로펠러 샤프트는 변속기에서 후방 차동 장치까지 이어집니다. 프로펠러 샤프트의 끝은 Haldex 커플 링의 입력 샤프트에 연결됩니다. Haldex 커플 링에서 차동 장치로 연결되는 끝을 출력 샤프트라고합니다.

미끄러운 운전 표면에서는 하나 이상의 바퀴의 견인력이 감소할 수 있습니다. 결과적으로 Haldex 커플링은 입력축과 출력축의 속도 차이를 감지하여 조치를 취합니다. 장치 내부에서 롤러 베어링이 표면이 기복이 있는 리프팅 플레이트 주위로 회전하기 시작합니다. 이로 인해 피스톤의 리프팅 동작이 발생하여 유압이 형성됩니다. 이 압력이 앞차축과 뒷차축을 연결하는 할덱스 클러치에 작용해 사륜구동이 가능해진다. 엔진 속도, 가속 페달 위치 및 엔진 토크를 판독하는 센서도 후방 차동장치 활성화에 참여합니다. 또한 EDL(전자식 차동 잠금 장치)은 ABS 시스템을 활용하여 각 휠의 견인력 손실을 제어합니다.