Technologie : présentation des premiers systèmes quattro d’Audi

Technologie : présentation des premiers systèmes quattro d’Audi

A l’occasion des 40 ans de la transmission intégrale quattro, parlons technique, notamment des premiers systèmes quattro développés par Audi d’abord pour l’Ur-quattro puis pour différents types de véhicules via les technologies Haldex (moteur transversal) et Torsen (moteur longitudinal).

Origines et histoire de la transmission intégrale
Apparue en 1980 au salon automobile de Genève, l’Audi Ur-quattro est entrée dans la légende de l’automobile grâce à sa transmission intégrale quattro dont l’efficacité n’est plus à prouver, notamment grâce aux nombreuses victoires en rallyes dans les années 1980.

Quarante ans plus tard, le terme quattro est devenu synonyme de traction intégrale, efficace en toutes conditions routières même difficiles. Cette technologie a permis à Audi de propulser son image vers le haut et de devenir l’une des principales marques automobiles premium.

La transmission intégrale quattro offre une adhérence maximale (avec l’aide de bons pneus) sur n’importe quelle surface de route par temps sec ou par mauvais temps, notamment sur route enneigée.

Après de nombreuses victoires en rallyes, notamment au sein du Groupe B, Audi a engagé des voitures de course à transmission intégrale dans différents championnats dont le Trans-AM via l’Audi 200 quattro Trans-AM en 1988 et l’IMSA via l’Audi 90 quattro IMSA-GTO en 1989. Au début des années 1990, des Audi V8 quattro ont été engagées en DTM accumulant de belles victoires.

L’origine du quattro est né avec la DKW Munga, petit 4×4 léger conçu pour l’armée allemande à la fin des années 1950. Dans les années 1970, un autre système de traction intégrale léger a été créé et démontré sur le véhicule tout-terrain Volkswagen Iltis qui a servi de base pour le système quattro. Supervisés par le Dr. Ferdinand Piëch, Les ingénieurs Audi ont ensuite transposé cette technologie pour un coupé sportif : l’Ur-quattro.

La transmission intégrale quattro d’aujourd’hui s’appuie sur les 40 années d’apprentissage depuis le début de la production, avec plusieurs types différents disponibles dans diverses applications. Avant de comprendre les technologies d’aujourd’hui, il est important de comprendre le fonctionnement des systèmes quattro antérieurs.

Premier système quattro à 3 différentiels
Apparu sur l’Audi quattro et rapidement sur quelques berlines dans les années 1980 (modèles 80, 90, 100, 200), le premier système de traction intégrale quattro d’Audi utilise trois différentiels mécaniques pour répartir le couple entre les roues avant et arrière. Via un interrupteur à vide (d’abord situé entre les sièges avant puis sur le bas du tableau de bord), le conducteur peut choisir de verrouiller le différentiel central pour verrouiller ensemble les différentiels avant et arrière, les faisant tourner à la même vitesse sans glissement. Pour rappel, le différentiel est un ensemble d’engrenages entraînant les roues sur chaque essieu.

Normalement, le différentiel est complètement ouvert pour aider à compenser la différence de vitesse de chaque roue. Dans un virage, par exemple, la roue intérieure tourne beaucoup moins que la roue extérieure. Le verrouillage du différentiel arrière permet de garantir une puissance égale aux deux roues, ce qui est nécessaire lors de la conduite sur des surfaces glissantes ou des situations de traction limitée, mais également pour maximiser l’adhérence dans toutes les conditions. L’avant n’a pas de différentiel de blocage en raison de la nécessité de tourner.

Torsen : pour les moteurs longitudinaux à partir de 1986
Dans la première évolution majeure de la transmission intégrale quattro à la fin des années 1980, un différentiel Torsen (abréviation de torque-sensing – détection de couple) – qui divisait automatiquement la puissance à 50:50 de l’avant vers l’arrière – a remplacé le différentiel central d’origine à commande manuelle. Un interrupteur de blocage de différentiel arrière est resté; certains véhicules plus gros étaient également disponibles avec un différentiel arrière Torsen.

Le différentiel central Torsen abrite une paire d’engrenages planétaires hélicoïdaux. Les engrenages sont maintenus dans des poches hermétiques à l’intérieur du boîtier et cannelés ensemble à travers des engrenages cylindriques à leurs extrémités. Ces engrenages cylindriques ne permettent pas au train épicycloïdal de tourner dans le même sens. Cependant, lorsqu’un essieu perd de la traction, les engrenages droits aident à canaliser le couple vers les roues avec la traction. Cela peut permettre d’envoyer jusqu’à deux tiers du couple du véhicule sur l’essieu avant ou arrière.

Haldex : pour les moteurs transversaux à partir de 1999
Les véhicules Audi de moyenne et grande taille ont un moteur longitudinal (A4, A6, A8, …), avec leurs transmissions et différentiels positionnés derrière le moteur. À partir de 1999, les véhicules compacts – comme l’Audi A3 et l’Audi TT –  avaient leur moteur positionné transversalement avec leur boîte de vitesse située à côté. En conséquence, leur transmission ont pris de la place sous le moteur, nécessitant un type différent de transmission intégrale quattro.

Un accouplement Haldex était la solution trouvée pour ce type de véhicules. Le système Haldex non permanent comprend un arbre de transmission qui s’étend de la transmission au différentiel arrière. L’extrémité de l’arbre de transmission se connecte à l’arbre d’entrée de l’accouplement Haldex. L’extrémité qui se connecte du couplage Haldex au différentiel est appelée arbre de sortie.

Sur une route glissante, une ou plusieurs roues peuvent avoir une traction réduite. En conséquence, le couplage Haldex détecte une différence de vitesse entre les arbres d’entrée et de sortie et relève des mesures. À l’intérieur de l’unité, un roulement à rouleaux commence à tourner autour d’une plaque de levage avec une surface ondulée. Il en résulte un mouvement de levage d’un piston, qui crée une pression hydraulique. Cette pression est appliquée à l’embrayage Haldex qui relie les essieux avant et arrière, ce qui rend possible la transmission intégrale. Des capteurs de lecture du régime moteur, de la position de la pédale d’accélérateur et du couple moteur participent également à l’activation du différentiel arrière. De plus, le verrouillage électronique du différentiel (EDL – Electronic Differential Lock) utilise le système ABS pour contrôler la perte de traction sur chaque roue individuelle.

Photos : 4Legend.com / Audi

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