1980'de ilk kez Audi Quattro modelinde kullanılan ve sonrasında markanın çoğu modelinin çekiş sistemine adını veren quattro, sektörde 'dört tekerlekten çekiş' kavramıyla özdeşleşmiş durumda. Seneler içinde evrim geçiren quattro'nun farklı türleri bulunuyor ve bunlar torku hem ön-arkaya, hem de sağ-sola dağıtım şekliyle birbirinden belirgin biçimde ayrışıyor:

1 . Motoru boyuna yerleştirilen modeller

Motoru ve şanzımanı arka arkaya, uzunlamasına yerleştirilen ve 2016'ya kadar üretilen tüm Audi modellerinde (A4/Q5 ve üstü) mekanik kilitli bir orta diferansiyel aracılığıyla çalışan, sürekli dört çeker sistemi bulunuyor. 1987'ye kadar orta diferansiyel kilidi manueldi; sonrasındaysa Torsen (torque sensing) adlı, ön-arka aks arasındaki tork dağılımını otomatik yapan merkezi diferansiyele geçildi.

Başta bu sistemin standart tork dağılımı %50-50'ydi, 2006'da tanıtılan B7 kasa Audi RS4'le birlikteyse ön-arka %40-60 haline geldi. İhtiyaca göre iki yöne de iletilen tork, %85'e kadar çıkabiliyor ancak bu oran, otomobilin model ve senesine göre değişiyor.

Torsen'de tork dağılımı anlık olarak gerçekleşiyor, yani sistem proaktif çalışıyor; herhangi bir tekerlek henüz patinaja düşmeden çekiş sağlanmış oluyor. Buna karşın, elektronik kontrollü ya da viskoz kavramalı orta diferansiyel kullanan dört çeker sistemleri, tork dağılımını patinaj gerçekleştikten sonra yapıyor; yani reaktif çalışıyor. Torsen aynı zamanda hiçbir elektronik sensöre gerek duymadığı için, Haldex gibi bu sensörlerin arızalandığı durumlarda devre dışı kalabilen bir yapısı yok.

Torsen'in başlıca eksileriyse şunlar:

• Uzunlamasına motor-şanzıman yerleşimi, motorun öne itilmesine ve önemli bir kısmının ön aksın ötesinde yer almasına sebep oluyor. Genelde aracın 55-45 ön-arka ağırlık dağılımıyla sonuçlanan bu yerleşim, beraberinde Audi'lerin sık sık eleştirildiği önden kayma eğilimini getiriyor.
• Torsen çalışmak için her iki aksın da az da olsa tutunmasına ihtiyaç duyuyor. Eğer bir tekerlek tamamen boşa dönerse, sistem diğer tekerleklere yeterli tork gönderemiyor. Audi bunu çözmek için sonraki modellere EDL (Elektronik Diferansiyel Kilidi) ekledi: ABS sensörlerini kullanan EDL, boşa dönen tekerleği algılıyor ve frenleyerek kaymasını durduyor. Böylece Torsen’in diğer tekerleklere güç aktarabilmesi sağlanıyor.
• Önceki nesil Torsenlerde, tutunan/kayan aksa gönderilen tork oranı 2.7/1 ile 4/1 arasında değişiyor. Yani çekiş bulan tekerleklere, kayanlara göre 3-4 kat daha fazla tork aktarılabiliyor. Ancak bu oran aşılmadıkça sistem kilitli gibi davranıyor, yani ön ve arka birlikte dönüyor. Aşıldığındaysa, diferansiyel 'açılıyor' ve tekerlekler farklı hızlarda dönebiliyor. Bu çalışma karakterinden ötürü Torsen, aracın ön/arka ağırlık dağılımına göre torku dengeliyor ki bu da, yol tutuş ve hızlanmayı iyileştirse de, ekstrem koşullarda önden kaymaya yol açabiliyor.

2006'dan sonraki Torsen'ler doğrudan ön-arka tork dağılımı (standart %40-60) yapabildikleri gibi, EDL yardımıyla sağ-sol tekerleklere de farklı tork uygulayabildikleri için önden kaymayı kısmen de olsa bertaraf edebiliyorlar.

2008'den itibarense arka akstaki sağ-sol tork dağılımı, EDL yerine Magna Powertrain tarafından geliştirilen ve opsiyonel olarak sunulan spor diferansiyelle daha hızlı ve etkili bir şekilde yapılmaya başladı. İki adet çok plakalı kavrama ve süperpozisyon dişlileri kullanan bu diferansiyel, torku gerektiğinde tek bir arka tekerleğe yönlendirebiliyor.​

2010'da tanıtılan RS5'teyse Torsen yerine, Audi'nin kendi geliştirdiği crown gear (akış dişlisi) merkezi diferansiyel kullanılmaya başladı:

• Ön-arka tork dağılımı halen %40-60.
• Gerektiğinde öne %70, arkaya %85 tork gönderebiliyor.
• Tamamen kilitlenebiliyor, yani bir şaft boşa dönse bile diğerine tam tork verebiliyor.
• Torsen'e nazaran daha esnek ve elektronik sistemlerle daha iyi entegre edilebiliyor.
• Torsen'e göre daha kompakt ve 4.8 kg ile, yaklaşık 2 kg daha hafif.

quattro ultra

2016'dan itibaren quattro ultra'yla birlikte Audi, uzunlamasına motorlu modellerini sürekli dört çeker olmaktan çıkardı ve normal koşullarda önden çekişli hale getirdi. Bu sayede ultra, Torsen'e göre yakıt tüketimini 100 km'de yaklaşık 0,3 litre düşürüyor.

ultra'da şanzıman direkt olarak ön aksa bağlı ve merkezi bir diferansiyelle değil, elektromekanik kontrollü kavramayla çalışıyor. Dolayısıyla arka tekerleklerin önlerden bağımsız dönemediği bu sistem, birazdan sözünü edeceğimiz Haldex'e daha fazla benzerlik gösteriyor.

ultra her ne kadar 2016'da tanıtılmış da olsa, 2016 sonrası da pek çok Audi modeli Torsen ya da crown gear'la geliyor (örneğin 2018'e kadarki A5 2.0 TFSI'lar Torsen). Crown gear ise halen, S3/RS3 hariç, S ve RS modellerinde kullanılıyor. Aracınızın şasi numarası (VIN) aracılığıyla sorgulayacağınız PR koduyla, hangi tip quattro'ya sahip olduğunu öğrenebilirsiniz:

• GH0 - arka diferansiyel yok, önden çeker
• GH1 - açık arka diferansiyel, Torsen
• GH2 - spor arka diferansiyel, Torsen/crown gear
• GH4 - açık arka diferansiyel, quattro ultra

2 . Motoru enine yerleştirilen modeller

Motoru yanal olarak yerleştirilen Audi'lerde (A3/Q3/TT ve altı) 'transaxle' adlı şanzıman, diferansiyel ve aksın bir arada olduğu bir yerleşim kullanılıyor. Genelde önden çekişli olan bu modelleri dört çeker haline getirmek içinse Haldex adında, elektronik kontrollü, çok plakalı bir hidrolik kavramaya başvuruluyor (güncel RS3 hariç). Saab tarafından ortaya çıkarılan bu sistem ilk kez 1998'de Audi TT ve 8L kasa S3'te yer aldı, 2011'de de BorgWarner tarafından satın alındı:

• Benzer işlev görse de bir diferansiyel değil, sadece ön tekerlekler patinaja düştüğünde arka tekerleklere güç aktaran bir kavrama.
• Normalde torkun %95’i öne gidiyor; ön tekerlekler patinaja düşerse, %50’ye kadarını arkaya aktarabiliyor.
• Arka tekerlekler arasındaki güç dağılımı klasik açık diferansiyelle yapılıyor.
• Eğer arka tekerleklerden biri kayarsa sistem onu frenlemiyor, çünkü EDL sadece ön tekerleklerde çalışıyor.

Haldex'in avantajları:

• Normalde arka aks devrede olmadığından tüketim düşüyor.
• Motor enlemesine yerleştirildiği için araç daha kompakt oluyor ve iç hacim artıyor.
• Önden çekişli versiyona göre, arka aksa yakın kavrama sebebiyle, ağırlık dağılımı daha dengeli oluyor.

Dezavantajları:

• Bagaj hacmi azalabiliyor.
• Önden çekişli gibi davranıyor.
• Belli bir tepki süresi söz konusu, tork aktarımı anlık değil.
• 60.000 km’de yağ ve filtre değişimi gerekiyor (Torsen bakım gerektirmiyor).
• Çalışma verimliliği dört tekerlekteki sensörler ve ESP'den gelen verilere dayandığı için, tüm lastiklerin aşınma seviyesinin aynı olması gerekiyor.

8Y Audi RS3'se (ki benzer sistem Golf 8 R'da da mevcut) gene Magna Powertrain tarafından geliştirilen bir 'Torque Splitter', yani tork dağıtıcı kullanıyor. Bu sistem, geleneksel arka diferansiyel dişlilerini ortadan kaldırarak, her bir arka tekerleğe torku bağımsız olarak yönlendirebilen iki adet elektronik kontrollü çok plakalı kavrama içeriyor. Bu yapı, torkun %100'e kadarının arkaya aktarıldığı 'RS Torque Rear' modunda kontrollü drift yapma olanağı sağlıyor ve virajlarda dış arka tekerleğe daha fazla tork göndererek otomobilin çevikliğini artırıyor.

Motoru gene enine yerleştirilmiş ikinci nesil R8 de elektronik kontrollü hidrolik çok plakalı kavrama kullanıyor, yani onun dört çeker sistemi de aslında temelde Haldex; ancak diğer modellerin aksine, normalde torkun tamamı arkaya gönderiliyor ve ancak kayma gerçekleştğinde öne aktarılıyor.

Buna karşın, ilk nesil (2007-2015) R8'in motor ve şanzımanı uzunlamasına yerleştirilmişti ve viskoz kavramalı, kilitli arka diferansiyelli, sürekli dört çekerdi. Viskoz kavrama, tüm Audi'ler arasında yalnızca mk1 R8'de kullanıldı: İki set disk ve özel bir yağla çalışan bu mekanik tork aktarım sistemi, hız farkı oluştuğunda yağın iç direncinden faydalanarak torku diğer aksa aktarıyor. Sistemin ön-arka dağılımı normalde %15-85'ti, kayma durumundaysa öne en fazla %30'u gönderiliyordu.

Sonuç

Torsen en güvenilir sistem, çünkü tamamen mekanik. Haldex ve Ultra'yı –sorunsuzluk açısından– karşılaştıracak olursak:

• Ultra, senkronizasyon süreci nedeniyle Haldex'ten daha karmaşık: AWD devreye girmeden önce kam milinin ilk kavrama ile döndürülmesi gerekiyor, ardından ikinci kavrama bunu arka diferansiyele bağlıyor... bozulabilecek pek çok parça var.
• Haldex'te ise arka tekerlekler tahrikli olsun ya da olmasın, her şey her zaman dönüyor; bu nedenle çok daha basit bir sistem.

Kaynaklar

• Audi
• Reddit
• Wikipedia
• AWD slip tests on rollers