Legendární quattro udává tempo i v oblasti elektromobility
• Nejnovější inovace: Torque Splitter a systém elektrického rozdělování točivého
momentu
• Úspěšná bilance: Od roku 1980 bylo vyrobeno 11,8 milionu vozů Audi s pohonem
všech kol
• Pohon 2.0: Elektrické quattro v modelech e-tron
Pohon quattro symbolizuje jízdní dynamiku, jízdní stabilitu, trakci a bezpečnost, technické kompetence a vrcholné výkony, zkrátka „Náskok díky technice“. Když říkáme Audi, jedním dechem dodáváme quattro. Princip čtyř poháněných kol je nosným pilířem značky – od prvního modelu quattro z roku 1980 až po aktuální elektrický pohon všech kol s elektrickým rozdělováním točivého momentu mezi jednotlivá kola v modelové řadě e-tron nabízené výrobcem prémiových automobilů.
Jak se quattro stalo legendou?
Model Audi quattro, který debutoval v roce 1980 na Ženevském autosalonu, přišel s konceptem přenosu hnací síly, jenž byl v segmentu osobních vozů zcela nový. Jeho pohon všech kol byl lehký, kompaktní, hospodárný a bez pnutí. Koncept quattro byl díky tomu vhodný zejména pro rychlé, sportovní osobní vozy, a to již od začátku. Patřičně pozoruhodná je bilance více než 40 let pohonu všech kol quattro.
Společnost Audi vyrobila dosud 11,8 milionu automobilů s pohonem všech kol. Pohon quattro je pevně
zakořeněný v DNA značky se čtyřmi kruhy a od 80. let 20. století slaví úspěchy v motoristickém sportu i u
zákazníků. K postavení ikony přispěly také četné legendární reklamy a akce, například vyjetí na vrchol
skokanského můstku s vozem Audi 100 CS quattro, za jehož volantem seděl profesionální soutěžní jezdec
Harald Demuth. Další milník vytyčuje značka Audi v éře elektromobility, a to elektrickým pohonem všech
kol quattro v modelech e-tron.
Kde a v jaké podobě se quattro v současnosti používá?
S výjimkou modelové řady A1 je systém quattro k dispozici ve všech modelových řadách, a to jako výhradně mechanický pohon všech kol. V novém modelu Audi RS 3* se vůbec poprvé ve voze Audi používá quattro se systémem RS Torque Splitter, který rozděluje hnací sílu zcela variabilně mezi zadní kola. V roce 2018 začala s modely e-tron* a e-tron Sportback* éra elektrického pohonu všech kol.
U modelů Audi etron pohání přední a zadní nápravu vždy jeden elektromotor. Technickým skvostem v modelové řadě etron jsou verze S. Jedná se o první velkosériově vyráběné modely, které disponují třemi elektromotory, z toho jsou dva uloženy na zadní nápravě. Cílené elektrické rozdělování točivého momentu mezi obě zadní * kola bez jejich vzájemného mechanického propojení, například rozvodovkou, dodává pohonu všech kol quattro ještě větší agilitu a trakci.
Čím se vyznačuje pohon quattro?
Audi nabízí ve své produktové řadě řadu zcela odlišných automobilových konceptů – a tomu odpovídá i
patřičně široká nabídka systémů quattro. Bez ohledu na jeho technickou realizaci je pohon quattro vždy
ztělesněním vynikající trakce, vysoké jízdní dynamiky a bezpečnosti. Všem variantám systému quattro je
společný systém selektivního rozdělování točivého momentu mezi jednotlivá kola, který zlepšuje
ovladatelnost vozu na limitu jízdní dynamiky mírnými brzdnými zásahy.
Při dynamickém průjezdu
zatáčkou jsou odlehčená vnitřní kola mírně přibrzďována. Rozdíl mezi hnacími sílami na obou stranách
způsobí mírné natočení vozu do zatáčky. Tyto impulzy přispívají k neutrální charakteristice jízdních
vlastností a mimořádné úrovni jízdní dynamiky a stability.
V čem spočívají rozdíly mezi pohony quattro pro motory uložené podélně a napříč?
V modelech Audi s motorem uloženým vpředu podélně tvoří základní pilíř trvalého pohonu všech kol
quattro samosvorný mezinápravový diferenciál. V běžném provozu je hnací síla rozdělována v poměru 40
procent na přední nápravu a 60 procent na zadní nápravu, tedy asymetricky s důrazem na zadní nápravu,
což podporuje sportovní jízdní vlastnosti.
V případě potřeby se přenáší až 70 procent hnací síly na přední nápravu, nebo maximálně 85 procent na zadní nápravu. Mezinápravový diferenciál je koncipován jako planetová převodovka, jejíž činnost je výhradně mechanická. Systém tak reaguje na změny provozních podmínek bez prodlevy. Kolo s vnitřním ozubením obklopuje centrální kolo a mezi nimi se otáčejí válcovitá planetová kola, která jsou spojena s otáčející se skříní.
Naproti tomu u kompaktních modelů s motorem uloženým vpředu napříč používá Audi poháněcí ústrojí quattro, jehož srdcem je elektronicky řízená a hydraulicky ovládaná vícelamelová mezinápravová spojka. Pro výhodnější rozložení hmotnosti je mezinápravová spojka uložena na konci spojovacího hřídele před rozvodovkou zadní nápravy. Řízení mezinápravové spojky je tak dynamické, že již při otočení volantu dokáže přesměrovat část točivého momentu z přední nápravy na zadní.
Také v supersportovním voze R8 s motorem uloženým uprostřed pracuje vícelamelová spojka, která je
uložena na přední nápravě a v případě nutnosti plynule mění rozdělování hnací síly ve prospěch předních
kol. Tím je realizován pro značku Audi typický pohon quattro.
Pro jaké modely je koncipován pohon quattro s technologií ultra?
Z hlediska hospodárnosti optimalizovaný pohon všech kol quattro s technologií ultra je koncipován pro
modely Audi, jejichž vpředu podélně uložený motor spolupracuje s mechanickou převodovkou nebo
s dvouspojkovou převodovkou S tronic. V tomto případě se používají dvě spojky. Pokud systém přejde na
hospodárný pohon předních kol, rozepne se přední spojka – lamelová spojka na výstupu z převodovky.
Směrem k zadní nápravě se již nepřenáší žádná hnací síla. Současně se v rozvodovce zadní nápravy rozepne druhá spojka. Tím se zastaví spojovací hřídel a s ním i komponenty v zadní části systému pohonu, které způsobují největší ztráty. Inteligentní řízení pohonu všech kol vždy předvídá pomocí rozsáhlé soustavy senzorů a nepřetržitého vyhodnocování dat jízdní dynamiku, stav vozovky a chování vozu.
Pohon všech kol quattro je tak připraven, kdykoli je zapotřebí. Při klidnější jízdě využívá quattro s technologií ultra všechny výhody pohonu předních kol.
Jaké quattro se používá u sportovnějších modelů?
Pro mimořádně výkonné a sportovní modely vybavené samočinnou převodovkou tiptronic s kapalinovým
měničem momentu nabízí Audi sportovní diferenciál, který ještě více zvyšuje úroveň jízdní dynamiky,
trakce a stability v každé jízdní situaci ideálním rozdělováním točivého momentu mezi levé a pravé zadní
kolo. Sportovní diferenciál má kromě součástí konvenčního diferenciálu také převod na obou stranách a
elektrohydraulicky ovládanou lamelovou spojku.
Po jejím sepnutí je kolo převodem plynule uvedeno do vyšších otáček. K tomu potřebná dodatečná hnací síla je odebírána protilehlému kolu na vnitřní straně zatáčky prostřednictvím diferenciálu. Tímto způsobem lze cíleně přenášet na jedno zadní kolo vyšší točivý moment. Sportovní diferenciál dokáže měnit rychlosti otáčení levého a pravého zadního kola za všech provozních stavů, tedy i při setrvačné jízdě. Při změně směru jízdy nebo zrychlování v zatáčce se zrychlí otáčení vnějšího kola, a sportovní diferenciál tím vůz doslova vtlačí do zatáčky bez jakéhokoli náznaku nedotáčivosti.
V nových modelech Audi RS 3 Sportback* a Audi RS 3 Limuzína* nalézá poprvé uplatnění trvalý pohon všech kol quattro se systémem RS Torque Splitter. I tento systém disponuje dvěma elektronicky řízenými vícelamelovými spojkami, z nichž každá je spojena s jedním hnacím hřídelem zadní nápravy. Systém koncipovaný pro sportovní výkony rozděluje točivý moment aktivně a variabilně mezi přední nápravu a jednotlivá kola zadní nápravy.
Při sportovní jízdě zvyšuje Torque Splitter hnací sílu na vnějším, více zatíženém zadním kole, což výrazně
potlačuje sklon k nedotáčivosti. V levotočivých zatáčkách přenáší točivý moment na pravé zadní kolo,
v pravotočivých zatáčkách na levé zadní kolo a při jízdě přímým směrem na obě kola. Výsledkem je
optimální stabilita a maximální agilita – především při průjezdech zatáčkami ve vysokých rychlostech.
Jak naproti tomu pracuje elektrický pohon všech kol?
Elektrický pohon všech kol – například v modelech Audi e-tron*, Audi e-tron Sportback*, Audi RS e-tron
GT* a Audi e-tron GT quattro* – nepřetržitě a zcela variabilně reguluje ideální rozdělování točivého
momentu mezi obě nápravy, a to během zlomků sekundy. Hnací síla je zcela variabilně rozdělována i v
modelu Audi e-tron S* s jedním elektromotorem na přední nápravě a dvěma elektromotory ve společné
skříni na zadní nápravě.
Každá náprava tak má jeden nebo – jako v případě modelu Audi e-tron S* – dokonce dva elektromotory, jejichž souhra vytváří elektrický pohon všech kol quattro. Elektrický pohon všech kol kombinuje hospodárnost pohonu jedné nápravy s jízdní dynamikou a trakcí pohonu všech kol.
Jak probíhá rozdělování točivého momentu bez fyzického spojení mezi přední a zadní nápravou?
Propojení mezi přední a zadní nápravou je zajišťováno výhradně síťově propojenými softwarovými funkcemi, které tvoří desítky tisíc řádků kódu a zohledňují bezpočet parametrů. Elektrické quattro rozděluje točivý moment mezi přední a zadní nápravu podle potřeby od nuly do 100 procent. To probíhá předvídavě, ještě dřív, než dojde k prokluzu kol na kluzké vozovce nebo při rychlém průjezdu zatáčkou, případně k nedotáčivému či přetáčivému chování vozu. Výsledkem je velmi precizní ovladatelnost, jejíž charakter lze nastavit v širokém rozsahu – od nekompromisní stability až po sportovnost – prostřednictvím podvozkových regulačních systémů.
Elektrický pohon všech kol nabízí ve spolupráci se
systémem selektivního rozdělování točivého momentu mezi jednotlivá kola vynikající trakci za všech povětrnostních podmínek a na každém povrchu. Jede-li e-tron GT quattro* v režimu „comfort“ systému řízení jízdní dynamiky Audi drive select, zajišťuje spolupráce obou elektromotorů maximálně hospodárný provoz. V modu „dynamic“ se charakter mění upřednostněním zadní nápravy, zatímco režim „efficiency“ jasně preferuje pohon předních kol, aby byla jízda maximálně hospodárná.
Sériově pro RS e-tron GT* a na přání pro e-tron GT* se dodává elektronicky řízená uzávěrka zadního
diferenciálu, jejíž regulaci má na starosti elektronická podvozková platforma. Vícelamelovou spojku, která
je jejím základem, lze ovládat zcela variabilně. Rozsah svornosti tak sahá od nuly do 100 procent.
Elektronicky řízená uzávěrka zadního diferenciálu zvyšuje cíleným rozdělováním točivého momentu
příčné zrychlení, zlepšuje trakci a stabilitu a potlačuje nežádoucí reakce při změnách zatížení. Točivý
moment se přenáší z kola s vyššími otáčkami na vnější kolo, které se otáčí pomaleji. Kromě toho se zásahy
na zadní nápravě vytvoří dodatečný otáčivý moment kolem svislé osy cíleným přibrzděním vnitřního kola
systémem selektivního rozdělování točivého momentu mezi jednotlivá kola.
Jakou roli hraje elektrické rozdělování točivého momentu mezi jednotlivá kola?
Obě elektricky poháněná SUV Audi e-tron S* a Audi e-tron S Sportback* jsou vybavena třemi
elektromotory. Jejich prostřednictvím lze realizovat funkce sportovního diferenciálu pro zvýšení agility i
výhody elektronicky řízené uzávěrky diferenciálu pro zvyšování trakce. Každý ze zadních elektromotorů
pohání prostřednictvím vlastní převodovky přímo jedno zadní kolo. Stejně jako mezi nápravami není ani
mezi oběma elektromotory žádné mechanické spojení.
Elektrické rozdělování točivého momentu mezi
zadní kola je otázkou milisekund. Tímto způsobem je možné přenášet extrémně vysoký točivý moment
pro další zvýšení příčné dynamiky. Vjede-li vůz ve vysoké rychlosti do zatáčky, přidělí elektromotor
vnějšímu zadnímu kolu vyšší točivý moment, zatímco hnací síla přenášená na vnitřní zadní kolo se
současně sníží. Rozdíl může být až 220 N.m. Na kolech je to vzhledem k použitému převodu cca 2100 N.m.
Jakou výhodu má použití jednotlivých elektromotorů?
Od okamžiku rozpoznání jízdní situace systémem do změny poměru rozdělování točivého momentu
elektromotorů uběhne pouhých 30 milisekund. U elektrického pohonu všech kol se neovládá žádná
mechanická spojka, nýbrž reguluje elektrický proud. To probíhá mimořádně rychle. Reakční doba je
čtyřikrát kratší než u systémů s konvenčním mechanickým rozdělováním hnací síly.
Software této funkce vypočítává novou hodnotu každých 5 milisekund. V závislosti na jízdní situaci,
například při různé adhezi nebo dynamickém průjezdu zatáčkou, se přenáší větší hnací síla na vnější kolo.
Výsledná otáčivá síla kolem svislé osy zvyšuje ochotu vozu ke změně směru jízdy a k projetí zatáčky
postačuje menší úhel otočení volantu.
Řidič tak do určité míry řídí vůz i pedálem plynu. Výsledkem jsou ještě agilnější jízdní vlastnosti a větší ochota měnit směr jízdy, což umožňuje projíždět zatáčky vyššími rychlostmi. Je-li zapotřebí vyšší trakce, může být rozdíl v točivých momentech ještě vyšší. Stojí-li jedno zadní kolo při zrychlení na kluzkém povrchu, například zledovatělé ploše, obdrží v závislosti na adhezi jen takový točivý moment, který dokáže na vozovku přenést. Točivý moment působící na kolo s nízkou adhezí přitom není omezen elektronickou uzávěrkou diferenciálu, jako je tomu u mechanického systému. Výhodou je přenos téměř kompletního točivého momentu na kolo s vysokou adhezí, a to beze ztrát hnací síly v důsledku brzdných zásahů.
Jaké systémy a řídicí jednotky jsou zapojeny do elektrického systému rozdělování točivého momentu mezi zadní kola?
Řídicí jednotky jsou vzájemně úzce propojené. V tomto případě probíhá interakce mezi funkcemi elektronicky řízeného stabilizačního systému (ESC), řídicí jednotky pohonu (DCU), elektronické podvozkové platformy (ECP) a výkonové elektroniky.
Jak tyto systémy spolupracují?
Vůdčí postavení má elektronická podvozková platforma s integrovaným rozdělováním točivého momentu
mezi nápravy i jednotlivá kola. Elektronická podvozková platforma zásadně přispívá k řízení a regulaci
pohonu všech kol a k rozdělování hnací síly mezi zadní kola. Senzory ji nepřetržitě informují o jízdním
stavu vozu. Na základě těchto dat a požadavků řidiče vypočítává ideální rozdělení točivého momentu
v podélném i příčném směru.
Elektronická podvozková platforma má například v modelu Audi e-tron S*
na starosti kromě elektrického rozdělování hnací síly mezi zadní kola také selektivní rozdělování točivého
momentu na přední nápravě. Při jízdě na limitu jízdní dynamiky je odlehčené vnitřní přední kolo mírně
přibrzďováno. Tento malý zásah, který řidič vůbec nezaznamená, zabraňuje prokluzu a zajišťuje ještě
bezpečnější ovladatelnost.
Kdy modely e-tron a e-tron S aktivují svůj elektrický pohon všech kol?
Elektrický pohon všech kol se aktivuje při poklesu adheze mezi pneumatikami a povrchem vozovky, při
mimořádně dynamické jízdě, případně pokud řidič požaduje vysoký výkon nebo maximální rekuperaci –
tedy získávání kinetické energie při brzdění a setrvačné jízdě. Pokud je zpomalení nižší než 0,3 g, pracují
elektromotory jako generátory, využívají přitom kinetickou energii vozu a přeměňují ji na elektrickou
energii, která se ukládá do akumulátorů.
To platí pro více než 90 procent všech brzdných manévrů
v každodenním provozu. Systém plynule připojí hydraulickou brzdovou soustavu až při vyšším tlaku na
pedál brzdy. Při brzdění z rychlosti 100 km/h dokáže například Audi e-tron S* získávat zpět kinetickou
energii výkonem až 270 kW. Vyžaduje-li řidič při zrychlování maximální výkon, poskytují modely e-tron
S nejvyšší výkon 370 kW a točivý moment 973 N.m.
Jak lze ovlivňovat charakteristiku elektrického pohonu quattro?
Řidič může přizpůsobovat elektrický pohon quattro svým požadavkům prostřednictvím hned dvou sériově dodávaných regulačních systémů, systému řízení jízdní dynamiky Audi drive select a elektronicky řízeného stabilizačního systému ESC.
Audi drive select mění charakter vozů různými jízdními režimy od vysloveně komfortního nastavení přes maximálně hospodárné až po vyloženě sportovní – podle stavu vozovky a individuálních preferencí. Mody ovlivňují například charakteristiku posilovače řízení a pohonu. Podobně nabízí různé režimy také elektronicky řízený stabilizační systém ESC. Na nezpevněných cestách optimalizuje mimo jiné regulaci stabilizačního, protiprokluzového a brzdového systému a aktivuje sériově dodávaného asistenta pro sjíždění strmých svahů.
Skupina Audi, se značkami Audi, Ducati a Lamborghini, je jedním z nejúspěšnějších výrobců automobilů a motocyklů v prémiovém segmentu. Společnost působí globálně na více než 100 trzích a má 17 výrobních závodů v jedenácti zemích. Mezi plně vlastněné dceřiné společnosti AUDI AG patří Audi Sport GmbH (Neckarsulm), Automobili Lamborghini S.p.A. (Sant’Agata Bolognese, Itálie) a výrobce sportovních motocyklů Ducati Motor Holding S.p.A. (Boloňa, Itálie).
Skupina Audi dodala v roce 2020 zákazníkům 1,693 milionu automobilů značky Audi, 7430 sportovních vozů značky Lamborghini a 48 042 motocyklů značky Ducati. Prémiový výrobce dosáhl ve fiskálním roce 2020 celkových příjmů z prodeje 50,0 miliardy eur a provozního zisku 2,7 miliardy eur. V současnosti pracuje pro společnost na celém světě přibližně 87 000 zaměstnanců, z toho 60 000 v Německu. Audi je s novými modely, inovativními nabídkami pro mobilitu a atraktivními službami poskytovatelem trvale udržitelné, individuální prémiové mobility.
Dovozcem prémiových automobilů Audi na český trh je společnost Porsche Česká republika, součást skupiny podniků Porsche Holding Salzburg a největší importér automobilů do České republiky. Audi nabízí v České republice všechny své modely od 1. dubna 2015 s prodlouženou zárukou na 4 roky při nájezdu do 120 000 km v rámci standardní výbavy vozu.
Hodnoty spotřeby paliva, resp. elektrické energie výše uvedených modelů
Spotřeba paliva, resp. elektrické energie, emise CO2 a třídy hospodárnosti se liší v závislosti na zvolené kombinaci kol a pneumatik a výbavě vozidla.
Audi RS 3 Sportback
Kombinovaná spotřeba paliva v l/100 km: 8,8 – 8,3;
kombinované emise CO2 v g/km: 201 – 190
Audi RS 3 Limuzína
Kombinovaná spotřeba paliva v l/100 km: 8,7 – 8,2;
kombinované emise CO2 v g/km: 198 – 188
Audi e-tron
Kombinovaná spotřeba elektrické energie v kWh/100 km: 26,1–21,7 (WLTP); 24,3–21,4 (EU);
kombinované emise CO2 v g/km: 0
Audi e-tron Sportback
Kombinovaná spotřeba elektrické energie v kWh/100 km: 25,9–21,0 (WLTP); 24,0–20,9 (EU);
kombinované emise CO2 v g/km: 0
Audi e-tron GT quattro
Kombinovaná spotřeba elektrické energie v kWh/100 km: 21,8–19,9 (WLTP); 19,6–18,8 (EU);
kombinované emise CO2 v g/km: 0
Audi RS e-tron GT
Kombinovaná spotřeba elektrické energie v kWh/100 km: 22,5–20,6 (WLTP); 20,2–19,3 (EU);
kombinované emise CO2 v g/km: 0
Audi e-tron S
Kombinovaná spotřeba elektrické energie v kWh/100 km: 28,4–26,2 (WLTP); 26,3–25,1 (EU);
kombinované emise CO2 v g/km: 0
Audi e-tron S Sportback
Kombinovaná spotřeba elektrické energie v kWh/100 km: 28,1–25,8 (WLTP); 26,0–24,6 (EU);
kombinované emise CO2 v g/km: 0
Uváděné hodnoty spotřeby paliva a emisí byly naměřeny v souladu s legislativně stanovenou metodikou. Od 1. září 2017 dostávají některé nové vozy typové schválení již podle globálně harmonizované zkušební metodiky pro osobní automobily a lehká užitková vozidla (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure, WLTP), která umožňuje měření spotřeby paliva a emisí CO2 s realističtějšími výsledky. Od 1. září 2018 probíhá proces, v němž WLTP postupně nahradí dosavadní evropský jízdní cyklus EU. Vzhledem k realističtějším podmínkám měření jsou hodnoty spotřeby paliva a emisí CO2, zjištěné podle metodiky WLTP, v mnoha případech vyšší než hodnoty naměřené podle metodiky EU.
Více informací o rozdílech mezi metodikami WLTP a EU naleznete na www.audi.de/wltp.
V současnosti stále platí povinnost zveřejňovat hodnoty podle metodiky EU. Pokud se jedná o nové vozy, které
obdržely typové schválení podle WLTP, jsou hodnoty EU vypočteny z hodnot WLTP. Hodnoty WLTP lze dobrovolně zveřejňovat jako doplňkové informace až do doby, kdy bude jejich používání povinné. Je-li uváděn rozsah hodnot EU, nevztahují se tyto údaje na jednotlivé, individuální vozidlo a nejsou součástí nabídky. Slouží pouze k účelu porovnání různých typů vozidel. Výbava na přání a příslušenství (díly karoserie, rozměry pneumatik, atd.) mohou změnit důležité parametry vozidla, jako je například hmotnost, valivý odpor nebo aerodynamika, a ovlivnit tak, společně s povětrnostními a provozními podmínkami a individuálním způsobem řízení, spotřebu paliva, resp. elektrické energie, emise CO2 a provozní vlastnosti vozidla.
Více informací o oficiálních hodnotách spotřeby paliva a emisích CO2 nových osobních motorových vozidel naleznete v „Příručce o spotřebě paliva, emisích CO2 a spotřebě elektrické energie nových osobních motorových vozidel“, která je bezplatně k dispozici u všech prodejců nebo ji lze získat od společnosti DAT Deutsche Automobil Treuhand GmbH, Hellmuth-Hirth-Str. 1, D-73760 Ostfildern-Scharnhausen nebo na www.dat.de.