Ewolucja i wizja: napęd quattro w modelach Audi

Historia sukcesu tej technologii napędu rozpoczęła się od premiery Audi quattro w 1980 roku. „Był lekki i kompaktowy, dzięki czemu po raz pierwszy nadawał się do masowo produkowanych pojazdów sportowych” – wyjaśnia Weidemann. Od tego czasu technologia ta wielokrotnie wywoływała poruszenie zarówno w sportach motorowych, jak i modelach produkcyjnych. Stało się tak również dzięki takim wyczynom jak pokonywanie zaśnieżonych skoczni narciarskich i przejazd legendarną trasą Streif – oczywiście pod górę. „Te osiągnięcia – mówi Dieter Weidemann – stały się wizytówką technologii quattro”. Dla inżynierów szczególnie ważne są pewność prowadzenia i związane z nią poczucie bezpieczeństwa podczas jazdy po lodzie i śniegu, czyli nawierzchniach o bardzo niskim współczynniku tarcia. Według Weidemanna to właśnie kierowcy cenią najbardziej w napędzie quattro. 

Inżynier jest zaangażowany w rozwój technologii quattro już od ponad 25 lat. „Najpierw pracowałem w dziale rozwoju modułów, między innymi nad centralnym mechanizmem różnicowym, sercem wielu modeli quattro”. Już wtedy spędzał dużo czasu na stanowiskach i torach testowych. „Moje obowiązki były nierozerwalnie związane z oceną prowadzenia, dynamiki i komfortu jazdy. Tutaj, na stanowiskach testowych w warunkach laboratoryjnych, uzyskujemy cenne dane i spostrzeżenia. Ale ostatecznie trzeba doświadczyć tej technologii i poczuć jej działanie, aby zapewnić jej pożądany poziom rozwoju”. Obecnie Weidemann i jego zespół odpowiadają za dopracowywanie właśnie tych aspektów we wszystkich autorskich projektach Audi. 

„Napęd quattro zawsze będzie częścią DNA Audi. Jest to jedno z naszych pionierskich osiągnięć, może nawet największe w całej historii marki” – mówi Weidemann. Podczas gdy początkowo koncentrowano się przede wszystkim na bezpieczeństwie i przyczepności, z biegiem lat coraz ważniejsze stawały się inne cechy. „Na początku XXI wieku, najpóźniej wraz z wprowadzeniem sportowego mechanizmu różnicowego w 2008 roku, dynamika jazdy stała się priorytetem. Później, wraz z technologią ultra i pierwszymi w pełni elektrycznymi modelami e-tron, czołowym zagadnieniem stała się wydajność”. Ale nawet w przypadku napędów quattro, w których priorytetem jest zwiększona wydajność, podstawowe wartości dotyczące przyczepności i dynamiki jazdy pozostają nadal bardzo istotnym aspektem. 

Za wprowadzenie technologii quattro w świat napędów elektrycznych zasilanych akumulatorem są odpowiedzialni między innymi Korbinian Weber i Bastian Heidler. „Używamy tutaj tej samej infrastruktury co w przypadku silników spalinowych. Ponieważ w samochodzie elektrycznym naturalnie chcemy i musimy zapewnić tę samą równowagę, precyzję i harmonię – to samo doświadczenie quattro” – wyjaśnia Weber. Bastian Heidler natomiast dodaje: „Nawet jeśli wykorzystuje zupełnie inne rozwiązania techniczne”. 

Elektryczny napęd na cztery koła quattro, stosowany w modelach zbudowanych na nowej Premium Platform Electric – takich jak Audi Q6 e-tron – opiera się na połączeniu dwóch niezależnych jednostek elektrycznych: kompaktowego silnika synchronicznego z magnesami trwałymi (PSM) na tylnej osi i silnika asynchronicznego (ASM) na przedniej osi. „Główny napęd zapewnia PSM, a ASM jest aktywowany tylko wtedy, gdy zachodzi taka potrzeba. Sprzężenie między przednią i tylną osią, czyli to, co uzyskuje się za pomocą komponentów mechanicznych w silnikach spalinowych, jest tutaj realizowane wyłącznie za pośrednictwem połączonych w sieć funkcji oprogramowania” – wyjaśnia Heidler, który rozwija napędy elektryczne dla AUDI AG od 2016 roku. Rozpoznanie sytuacji na drodze i dostosowanie momentu obrotowego silników elektrycznych zajmuje systemowi tylko 30 milisekund. „To naprawdę błyskawiczne działanie, znacznie szybsze niż w przypadku systemów z połączeniami mechanicznymi” – podkreśla Korbinian Weber.

Technologia ta nieustannie i w sposób zmienny reguluje rozkład momentu napędowego pomiędzy obie osie w zależności od zapotrzebowania – od 0 do 100% – i zajmuje jej to ułamek sekundy. Dzieje się to, można by rzec, proaktywnie, zanim samochód wpadnie w poślizg na śliskiej nawierzchni czy podczas szybkiego pokonywania zakrętów lub zanim dojdzie do podsterowności albo nadsterowności. „Nasze modele w pełni elektryczne oferują tę samą równowagę i dynamikę, jakich ludzie oczekują od Audi od dziesięcioleci. Przy czym nowo opracowane elektryczne układy napędowe mogą zapewnić tę wydajność w sposób bardzo skuteczny i bardzo cichy, a tym samym jeszcze bardziej komfortowy”. 

Wymiana doświadczeń z ekspertami takimi jak Dieter Weidemann jest szczególnie cenna podczas prac. Zasada oddzielenia od siebie obu osi pomimo napędu quattro nie jest w Audi niczym nowym. „Wprowadziliśmy zoptymalizowany pod kątem wydajności napęd quattro z technologią ultra do konwencjonalnych układów napędowych już około 10 lat temu” – mówi Weidemann. Tutaj wykorzystywane są dwa sprzęgła. Gdy system przełącza się na wydajny napęd na przednią oś, przednie sprzęgło – sprzęgło wielotarczowe na wyjściu skrzyni biegów – się otwiera. Zapobiega to przenoszeniu momentu obrotowego na oś tylną. „Otwierając drugie sprzęgło rozdzielające w mechanizmie różnicowym tylnej osi, zapewniamy, że główne przyczyny strat oporu w tylnej części układu napędowego zostają zatrzymane”.

Fakt, że quattro można mimo wszystko nazwać napędem stałym na cztery koła, wynika z tego, że inteligentny system sterowania napędem na wszystkie koła stale analizuje dane dotyczące dynamiki jazdy, warunków drogowych i prowadzenia za pomocą kompleksowej technologii czujników oraz wykorzystuje modele symulacyjne do wykonywania obliczeń, które, można powiedzieć, wybiegają w niedaleką przyszłość. „Dzięki tej zdolności przewidywania napęd quattro z technologią ultra jest zawsze gotowy do użycia, zanim zajdzie taka potrzeba, a więc pod względem funkcjonalnym nie różni się od stałego napędu na cztery koła” – wyjaśnia Weidemann. W nowych, w pełni elektrycznych modelach Audi działa to w zasadzie tak samo. 

Napęd quattro od dziesięcioleci nieustannie się rozwija oraz wyznacza nowe standardy, a teraz z powodzeniem wszedł w erę mobilności w pełni elektrycznej. Obecnie udział samochodów Audi z napędem quattro wśród wszystkich dostarczanych klientom modeli marki wynosi ponad 50%. „W porównaniu z silnikiem spalinowym, który może się poszczycić 45-letnią historią z napędem quattro – mówi Heidler – z e-quattro jesteśmy praktycznie na początku drogi”. Weidemann i Heidler są przekonani, że historia sukcesu Audi będzie trwała. Obaj zgodnie zapewniają, że marce nie brakuje pomysłów.