Постоянный и симметричный: особенности полного привода Subaru
Если в техническом руководстве встречается фраза Symmetrical All Wheel Drive, то можно не сомневаться, что речь идет об автомобилях Subaru. Симметричный полный привод — своеобразная визитная карточка японской компании. А в 2003 году Symmetrical AWD стал официальным термином. Тем не менее вокруг того, насколько верна формулировка этого «фирменного» технического решения, продолжается полемика. Так что есть смысл в очередной раз вернуться к этой теме.
Сначала о симметричности. Первое, на что обращают внимание оппоненты, — это «несимметричный межосевой дифференциал», используемый в одной из схем трансмиссий Subaru. Как же так? Нет симметрии, нет гармонии… На самом деле, говоря о симметрии, инженеры Subaru имеют в виду исключительно симметричность геометрическую. И действительно: горизонтально-оппозитный двигатель Subaru Boxer расположен продольно, длина левой и правой полуосей одинакова… Далее «по списку». Полная симметрия. Если же говорить о трансмиссии с механической коробкой передач, то здесь вообще абсолютно симметричная конструкция полного привода. В связи с этим стоит добавить, что оригинальные компоновочные решения Subaru позволили обеспечить и удачную развесовку автомобилей по осям, и эффективную реализацию характеристик двигателя, и баланс сцепления колес.
Схемы симметричного полного привода модели Subaru Outback.
Конструкция шасси Subaru WRX STI решена в спортивном ключе.
Теперь о постоянстве того самого полного привода. Как было сказано выше, в арсенале Subaru несколько типов трансмиссий, но самой массовой является автоматическая c бесступенчатой АКП и многодисковой муфтой MP-T (Multi Plate Transfer), управляемой посредством электроники и гидравлики. Такой вариант трансмиссии носит в Subaru название Active Torque Split, то есть «активное распределение крутящего момента». Давление, с которым сжимаются диски муфты, дозируется блоком управления трансмиссией и меняется в зависимости от условий движения. Важно, что ни при каких условиях диски муфты не распускаются полностью: минимум 20 % давления на диски всегда присутствует. И если принять во внимание, что гидравлическое давление в субаровских автоматических трансмиссиях составляет от 30 до 60 атмосфер (в зависимости от типа АКП), то давление от 3 до 15 атмосфер в любом случае будет воздействовать на диски муфты. Речь здесь идет именно о давлении, а не о процентах передачи крутящего момента. Тяга на переднюю ось через шестерню передается с вала коробки передач, а на заднюю ось — за счет трения дисков в муфте. Работой клапанов муфты посредством широтно-импульсного сигнала управляет блок TCM (Transmission Control Module). Диапазон изменения импульсов — от 20 до 100 %, и в такой же пропорции будет изменяться давление на поршень, сжимающий диски. К слову, это также говорит о постоянстве полного привода: полностью диски муфты не распускаются. И следует помнить, что 100‑процентное давление на диски не означает 100 % момента, передаваемого на колеса: «на-гора» выдается ровно столько, сколько сможет «осилить» муфта. При равномерном движении по ровной дороге муфта MP-T распределяет крутящий момент между передними и задними колесами в соотношении 60:40. Это некий базовый, идеальный алгоритм распределения крутящего момента, где передние колеса имеют чуть больше тяги, меньший радиус качения и вращаются несколько быстрее, нежели задние. При прохождении крутого поворота или в сложных дорожных условиях может происходить существенное перераспределение крутящего момента между осями, но до нуля давление, передаваемое на диски муфты, не падает никогда. Как уже говорилось, трансмиссия с муфтой MP-T и вариатором является наиболее распространенным вариантом и сегодня применяется на таких моделях Subaru, как Forester, Outback и XV.
На любом типе покрытия благодаря Symmetrical AWD автомобили Subaru демонстрируют отменную управляемость.
Следующая система распределения крутящего момента постоянного полного привода Subaru — VTD (Variable Torque Distribution), используемая в настоящее время на модели WRX. Применяемый здесь несимметричный межосевой дифференциал в обычных условиях распределяет крутящий момент между передней и задней осью в соотношении 45:55. В конструкции трансмиссии также используется муфта блокировки дифференциала. Блокировка межосевого дифференциала штука полезная, но в данном случае она, скорее всего, окажется нужной лишь в какой-то экстремальной ситуации. С 2009 года на всех автомобилях Subaru применяется система курсовой устойчивости VDC (Vehicle Dynamics Control), которая при необходимости успешно выполняет функции муфты блокировки.
Один из примеров симметрии — модель Tribeca.
Пока еще в гамме автомобилей Subaru остается и исчезающий вид — модели с механическими коробками передач. Этот очень неплохой вариант, к большому сожалению, пользуется все меньшим спросом у покупателей. В связи с этим в японской корпорации принято решение постепенно переходить на версии с автоматами. Что касается трансмиссии с механической КП, то в ее конструкции применен симметричный межосевой дифференциал с коническими шестернями, блокируемый с помощью вискомуфты. В обычных дорожных условиях тяга между передними и задними колесами распределяется в пропорции 50:50, но в случае, к примеру, пробуксовки вискомуфта добавит крутящий момент на «отстающие» колеса. Такая трансмиссия наверняка полюбилась тем, кто практикует спортивный стиль езды, но если говорить о спортивной составляющей истории Symmetrical All Wheel Drive, то это, конечно же, трансмиссия модели WRX STI.
Многодисковая муфта MP-T, управляемая гидравликой.
DCCD. Эта аббревиатура означает Driver Controlled Centre Differential и говорит о том, что водитель может принимать непосредственное участие в управлении межосевым дифференциалом. В конструкции трансмиссии модели WRX STI применен несимметричный цилиндрический дифференциал с распределением крутящего момента между передней и задней осью в соотношении 41:59. В схеме DCCD присутствует своеобразный симбиоз электронной и механической блокировок межосевого дифференциала, оперативно реагирующих на изменение крутящего момента. При движении в автоматическом режиме блок управления DCCD получает сигналы с многочисленных датчиков и, следуя некоему суперсекретному алгоритму, оптимально настраивает трансмиссию под конкретные дорожные условия. Но в настройку трансмиссии может вмешаться и водитель: в салоне есть соответствующий регулятор, позволяющий изменять степень блокировки электромагнитной муфты.
Понятно, что Symmetrical All Wheel Drive — это не самоцель корпорации Subaru, а важный инструмент, позволяющий сделать автомобили этой марки еще более эффективными и безопасными. А для водителей это еще и возможность получить удовольствие от управления.
Источник
Как работает полный привод на субару аутбек
Механические коробки нас, по традиции, интересуют мало. Тем более с ними все довольно прозрачно — со второй половины 90-х все субару на механике имеют честный полный привод с тремя дифференциалами (межосевой блокируется закрытой вискомуфтой). Из отрицательных сторон стоит упомянуть слишком усложненную конструкцию, полученную совмещением продольно установленного двигателя и исходно-переднего привода. А также отказ субаровцев от дальнейшего массового использования такой несомненно полезной вещи, как понижающая передача. На единичных «спортивных» версиях Impreza STi встречается и продвинутая МКПП с «электронноуправляемым» межосевым дифференциалом (DCCD), где водитель может на ходу изменять степень его блокировки.
 |
Но не будем отвлекаться. В автоматических трансмиссиях ныне эксплуатируемых Subaru используется два основных типа 4WD.
| 1.1. Active AWD / Active Torque Split AWD |
Постоянный передний привод, без межосевого дифференциала, подключение задних колес гидромеханической муфтой с электронным управлением
|
Э тот вариант издавна устанавливается на подавляющее большинство Subaru (с АКПП типа TZ1) и широко известен еще по Legacy образца 89 года. По сути, этот полный привод такой же «честный», как и свежий тойотовский Active Torque Control — те же самые подключаемые задние колеса и тот же самый принцип TOD (Torque on Demand). Межосевого дифференциала нет, а задний привод включается гидромеханической муфтой (пакет фрикционов) в раздаточной коробке.
Субаровская схема имеет некоторые преимущества в рабочем алгоритме перед другими типами подключаемого 4WD (особенно простейшими, вроде примитивного V-Flex). Пусть и небольшой, но момент при работе A-AWD передается назад постоянно (если только система не отключена принудительно), а не только при пробуксовке передних колес — это полезнее и эффективнее. Благодаря гидромеханике перераспределять усилие можно немного точнее, нежели в электромеханическом ATC. Кроме того, A-AWD конструктивно долговечнее. У машин с вискомуфтой подключения задних колес существует опасность резкого самопроизвольного «появления» заднего привода в повороте с последующим неуправляемым «полетом», но у A-AWD такая вероятность хоть и не исключена полностью, но значительно снижена. Однако с возрастом, по мере износа, предсказуемость и плавность подключения задних колес существенно уменьшается.
Алгоритм работы системы сохраняется прежним в течение всего времени выпуска, лишь немного корректируясь.
1) В нормальных условиях, при полностью отпущенной педали акселератора распределение момента между передними и задними колесами составляет 95/5. 90/10.
2) По мере нажатия на газ, подводимое к пакету фрикционов давление начинает увеличиваться, диски постепенно поджимаются и распределение момента начинает смещаться в сторону 80/20. 70/30. и т.д. Зависимость между газом и давлением в магистрали отнюдь не линейная, а выглядит скорее как парабола — чтобы значительное перераспределение происходило только при сильном нажатии педали. При полностью утопленной педали фрикционы поджимаются максимальным усилием и распределение доходит до 60/40. 55/45. Буквально «50/50» в данной схеме не достигается — это не жесткая блокировка.
3) Кроме того, установленные на коробке датчики частоты вращения переднего и заднего выходных валов позволяют определить пробуксовку передних колес, после чего максимальная часть момента отбирается назад независимо от степени дачи газа (кроме случая полностью отпущенного акселератора). Эта функция действует на малых скоростях, примерно до 60 км/ч.
4) При принудительном включении 1-й передачи (селектором), фрикционы сразу поджимаются максимально возможным давлением — таким образом как бы определяются «сложные вседорожные условия» и привод сохраняется самым «постоянно полным».
5) При воткнутом в разъем предохранителе «FWD» повышенное давление к муфте не подводится и привод постоянно осуществляется только на передние колеса (распределение «100/0»).
6) По мере развития автомобильной электроники пробуксовки стало удобнее контролировать по штатным датчикам ABS и уменьшать степень блокировки муфты при прохождении поворотов или срабатывании ABS.
Следует обратить внимание, что все паспортные распределения моментов даются только в статике — при ускорениях/замедлениях развесовка по осям меняется, поэтому реальные моменты на осях получаются другими (иногда «очень другими»), точно также как и при разном коэффициенте сцепления колес с дорогой.
Мы начали серию материалов о технических особенностях автомобилей Subaru, первой темой которой стал оппозитный двигатель. Продолжая тему, представляем еще одну ключевую технологию марки — симметричный полный привод
Еще в самом начале своей истории компания Subaru сделала ставку на полноприводные версии выпускаемых моделей — технологии, которая в то время была доступна в основном на специальных автомобилях. В 1972 году Subaru представила свою первую полноприводную модель Leone Estate Van 4WD, и с тех пор более половины продаж компании приходятся на автомобили с полным приводом. Важно и то, что симметричный полный привод Subaru не адаптировался к автомобилям с приводом на одну ось, а сразу создавался для использования на автомобилях с четырьмя ведущими колесами. Что же касается полного привода Subaru Symmetrical All Wheel Drive с полуосями одинаковой длины вкупе с продольно расположенным оппозитным двигателем Subaru Boxer и смещенной в пределы колесной базы трансмиссией, то такая компоновка позволяет помимо близкой к идеальной развесовки по осям обеспечить эффективную реализацию мощности двигателя и хороший баланс сцепления колес с дорогой на любом виде покрытия. То есть оптимальное распределение крутящего момента между всеми колесами, а значит, и высокий уровень управляемости.
Крутящий момент оптимально распределяется на все колеса, благодаря чему поворачиваемость близка к нейтральной
Симметричный полный привод уверенно противодействует и сносу передней оси, и заносу задней
Видов полного привода Symmetrical AWD четыре. Первый из них, VTD, сегодня на российском рынке не представлен, а ранее использовался на моделях Legacy GT 2010–2013 гг., Forester S-Edition того же периода, Outback с 3,6-литровым двигателем 2010–2014 гг., Tribeca, WRX и WRX STI 2011–212 гг. В этой системе использован межосевой дифференциал планетарного типа, который блокируется многодисковой гидравлической муфтой с электронным управлением.
Изначальные характеристики распределения крутящего момента в соотношении 45:55 с помощью системы курсовой устойчивости Vehicle Dynamic Control постоянно контролируются и автоматически изменяются в зависимости от состояния дорожного покрытия, профиля и рельефа дороги. Вторая система — ACT с активным распределением крутящего момента. Здесь через многодисковую электронно-управляемую муфту крутящий момент, в зависимости от состояния дороги, дозированно передается на передние и задние колеса до соотношения 60:40 в режиме реального времени. На российском рынке с этим типом полного привода представлены модели Forester, Outback и XV с трансмиссией Lineatronic.
Для механических трансмиссий предназначена система полного привода CDG с самоблокирующимся дифференциалом. В ее конструкции применен межосевой дифференциал с коническими шестернями, блокируемый вискомуфтой. При этом в обычных условиях движения распределение тяги между передними и задними колесами происходит в соотношении 50:50. Эта система очень хорошо подходит для спортивного вождения, поэтому неудивительно, что ранее она использовалась на модели WRX с механической КП, а сегодня на российском рынке представлены модели Forester и XV с механической трансмиссией. Четвертый тип полного привода Subaru — DCCD имеет в своем арсенале электронноуправляемый активный дифференциал повышенного трения, и он полностью ориентирован на любителей спортивного вождения, тех, кто любит бренд Subaru за его автомобили с гоночным характером.
Именно с таким типом привода у нас представлен автомобиль Subaru WRX STI. Эта конструкция представляет собой симбиоз электронной и механической блокировок межосевого дифференциала, реагирующих на изменения крутящего момента. Сначала срабатывает более быстродействующая механическая блокировка, затем включается блокировка электронная. Крутящий момент между передними и задними колесами распределяется в соотношении 41:59, и работа всей системы ориентирована на оптимальное использование максимальных ходовых характеристик. В конструкции дифференциала предусмотрена возможность «преднатяга», то есть режима предварительной установки его характеристик. Быстро реализуя высокий крутящий момент, такая система обеспечивает хороший баланс между остротой и точностью управления и стабильностью автомобиля. Разумеется, в этом типе привода предусмотрен и ручной режим управления трансмиссией.
Низкий центр тяжести компактного оппозитного двигателя, симметричный полный привод с приводами одинаковой длины и вариациями трансмиссий… Все это обеспечивает отличную управляемость на любом виде покрытий
И в заключение несколько хорошо известных постулатов о преимуществах полного привода. В данном случае симметричного полного привода Subaru Symmetrical AWD. Благодаря тому, что крутящий момент распределяется на все четыре колеса, автомобиль демонстрирует стабильное поведение как на дуге поворота на асфальтовом покрытии, так и при движении по дороге с неоднородным покрытием. Особенно заметно преимущество полноприводного автомобиля во время езды по зимним дорогам. Во-вторых, полноприводной автомобиль больше склонен к нейтральной поворачиваемости, нежели его моноприводные собратья. Таким образом, у его водителя куда меньше шансов уехать мимо поворота. И, конечно, полноприводной автомобиль, как правило, обладает хорошей динамикой разгона: крутящий момент, передающийся на все четыре колеса, позволяет лучше реализовать возможности двигателей большой мощности.
Ответы (2)
Вопрос интересный, тем более, что в прошлом году японский бренд отпраздновал 40-летнюю годовщину с того момента, как с конвейера предприятия сошел первый полноприводный автомобиль — Subaru Leone Estate Van 4WD. Небольшая статистика – за сорок лет Subaru выпустила более 11 миллионов экземпляров автомобилей со всеми ведущими колесами. И по сей день полный привод от Subaru считается одной из самых эффективных трансмиссий в мире. Секрет успеха этой системы в том, что японские инженеры используют симметричную систему распределения крутящего момента между осями, так и между колесами, что позволяет машинам, на которых установлен этот тип трансмиссии, эффективно справляться с условиями бездорожья (кроссоверы Forester, Tribeca, XV), так и уверенно себя чувствовать на спортивных трассах (Impreza WRX STI). Конечно, эффект системы был бы не полным, не используй компания свой фирменный горизонтально-оп позитный двигатель Boxer, который симметрично расположен по продольной оси машины, в то время как система полного привода сдвинута назад, к колесной базе. Такое положение агрегатов обеспечивает автомобилям Subaru устойчивость на дороге вследствие малых кренов кузова – так как горизонтально-оп позитный двигатель обеспечивает низкий центр тяжести, и автомобиль не испытывает излишней или недостаточной поворачиваемости при прохождении виражей на скорости. А постоянный контроль тягового усилия на всех четырех ведущих колесах позволяет иметь отличное сцепление с дорожным покрытием практически любого качества.
Отмечу, что симметричная система полного привода – это лишь общее название, а самих систем у Subaru четыре.
Вкратце укажу особенности каждой из них. Первый, в обиходе называемый спортивным полным приводом, это система VTD. Ее особенность заключается в улучшении характеристик поворачиваемости автомобиля, что достигается за счет применения в системе межосевого планетарного дифференциала и многодисковой гидромуфты блокировки, которая управляется при помощи электроники. Базово распределение крутящего момента по осям выражается как 45:55, но при малейшем ухудшении состояния дорожного покрытия система автоматически выравнивает момент между обеими осями. Таким типом привода оснащаются модели Legacy GT, Forester S-Edition, Impreza WRX STI с автоматической КПП и другие.
Второй тип симметричного полного привода, использующийся на Forester с АКПП, Impreza, Outback и XV с коробкой передач Lineatronic, называется ACT. Ее особенность в том, что в ее конструкции используется специальная многодисковая муфта, корректирующая распределение крутящего момента между осями в зависимости от состояния дорожного покрытия. Стандартно момент в этой системе распределяется в соотношении 60:40.
Третьим типом полноприводной трансмиссии от Subaru является CDG, в конструкции которой используется межосевой самоблокирующийс я дифференциал и вискомуфта. Эта система предназначена для моделей с механической коробкой передач (Legacy, Impreza,Forester, XV). Соотношение распределения крутящего момента между осями в штатной ситуации у этого типа привода составляет 50:50.
Наконец, четвертым типом полного привода в Subaru является система DCCD. Она устанавливается наImpreza WRX STI с «механикой», распределяет при помощи мультирежимного межосевого дифференциала, который управляется электрически и механически, крутящий момент между передней и задней осью в соотношении 41:59. Именно сочетание механической, когда водитель сам может выбрать момент блокировки дифференциала, и электронной блокировок делает эту систему гибкой и пригодной для использования в гонках при экстремальных условиях.
Источник
