10.05.2006

После того как в предыдущих материалах были довольно подробно рассмотрены схемы 4WD, применяемые на Тойотах, обнаружилось, что с другими марками по-прежнему ощущается информационный вакуум... Давайте для начала возьмем полный привод автомобилей Subaru, который многие называют "самым настоящим, продвинутым и правильным".

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.

Постоянный передний привод, без межосевого дифференциала, подключение задних колес гидромеханической муфтой с электронным управлением

1 - демпфер блокировки гидротрансформатора, 2 - муфта гидротрансформатора, 3 - входной вал, 4 - вал привода масляного насоса, 5 - корпус муфты гидротрансформатора, 6 - масляный насос, 7 - корпус масляного насоса, 8 - корпус КПП, 9 - датчик частоты вращения турбинного колеса, 10 - муфта 4-й передачи, 11 - муфта заднего хода, 12 - тормоз 2-4, 13 - передний планетарный ряд, 14 - муфта 1-й передачи, 15 - задний планетарный ряд, 16 - тормоз 1-й передачи и заднего хода, 17 - выходной вал КПП, 18 - шестерня режима "P", 19 - ведущая шестерня переднего привода, 20 - датчик частоты вращения заднего выходного вала, 21 - задний выходной вал, 22 - хвостовик, 23 - муфта A-AWD, 24 - ведомая шестерня переднего привода, 25 - обгонная муфта, 26 - блок клапанов, 27 - поддон, 28 - передний выходной вал, 29 - гипоидная передача, 30 - насосное колесо, 31 - статор, 32 - турбина.

Этот 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.

Постоянный полный привод, с межосевым дифференциалом, блокировка гидромеханической муфтой с электронным управлением

1 - демпфер блокировки гидротрансформатора, 2 - муфта гидротрансформатора, 3 - входной вал, 4 - вал привода масляного насоса, 5 - корпус муфты гидротрансформатора, 6 - масляный насос, 7 - корпус масляного насоса, 8 - корпус КПП, 9 - датчик частоты вращения турбинного колеса, 10 - муфта 4-й передачи, 11 - муфта заднего хода, 12 - тормоз 2-4, 13 - передний планетарный ряд, 14 - муфта 1-й передачи, 15 - задний планетарный ряд, 16 - тормоз 1-й передачи и заднего хода, 17 - промежуточный вал, 18 - шестерня режима "P", 19 - ведущая шестерня переднего привода, 20 - датчик частоты вращения заднего выходного вала, 21 - задний выходной вал, 22 - хвостовик, 23 - межосевой дифференциал, 24 - муфта блокировки межосевого дифференциала, 25 - ведомая шестерня переднего привода, 26 - обгонная муфта, 27 - блок клапанов, 28 - поддон, 29 - передний выходной вал, 30 - гипоидная передача, 31 - насосное колесо, 32 - статор, 33 - турбина.

Схема VTD (Variable Torque Distribution) применяется на менее массовых версиях с автоматическими коробками типа TV1 (и TZ102Y, в случае Impreza WRX GF8) - как правило, наиболее мощных в гамме. Здесь с "честностью" все в порядке - полный привод действительно постоянный, с несимметричным межосевым дифференциалом (45:55), блокирующимся гидромеханической муфтой с электронным управлением. Кстати, по такому же принципу работал еще с середины 80-х годов тойотовский 4WD на коробках A241H и A540H, но сейчас, увы, он остался только на исходно-заднеприводных моделях (полный привод типа FullTime-H или i-Four).

К VTD Subaru обычно прилагает достаточно продвинутую систему VDC (Vehicle Dynamic Control), по-нашему - систему курсовой устойчивости или стабилизации. При старте ее составная часть, TCS (Traction Control System), подтормаживает буксующее колесо и слегка придушивает двигатель (во-первых, углом опережения зажигания, во-вторых, даже отключением части форсунок). На ходу работает классическая динамическая стабилизация. Ну и благодаря возможности произвольно тормозить любое из колес, VDC эмулирует (имитирует) блокировку межколесного дифференциала. Конечно, это здорово, но не стоит серьезно полагаться на возможности такой системы - пока что ни у одного из автопроизводителей не получилось даже приблизить "электронную блокировку" к традиционной механике по надежности и, главное, эффективности.

1.3. "V-Flex"

Постоянный передний привод, без межосевого дифференциала, подключение задних колес вискомуфтой

Вероятно, стоит упомянуть и про 4WD, применяемый на малых моделях с вариаторными коробками (вроде Vivio и Pleo). Здесь схема еще проще - постоянный передний привод и "подключаемый" вискомуфтой при пробуксовке передних колес задний мост.

Мы уже говорили, что в английском языке под понятие LSD попадают все самоблокирующиеся дифференциалы, однако в нашей традиции так обычно называют систему с вискомуфтой. Но Subaru использовала на своих машинах целую гамму LSD-дифференциалов разных конструкций...

2.1. Вязкостный LSD старого образца

Подобные дифференциалы знакомы нам в основном по первой Legacy BC/BF. Конструкция у них непривычная - в шестерни полуосей вставляются не хвостовики гранат, а промежуточные шлицевые валы, на которые затем уже насаживаются внутренние гранаты "старого" образца. Такая схема используется до сих пор в передних редукторах некоторых субар, но задние редукторы этого типа были заменены на новые в 1993-95 гг.
В LSD-дифференциале правая и левая полусевые шестерни "соединяются" через вискомуфту - правый шлицевой вал проходит сквозь чашку и зацепляется со ступицей муфты (сателлиты дифференциала установлены консольно). Корпус муфты представляет одно целое с шестерней левой полуоси. В полости, заполненной силиконовой жидкостью и воздухом, на шлицах ступицы и корпуса стоят диски - внешние удерживаются на месте распорными кольцами, внутренние способны слегка перемещаться вдоль оси (для возможности получения "хамп-эффекта"). Муфта срабатывает непосредственно на разницу в частоте вращения между правой и левой полуосями.


Во время прямолинейного движения правое и левое колеса вращаются с одинаковой скоростью, чашка дифференциала и полуосевые шестерни перемещаются вместе и момент поровну делится между полуосями. При возникновении разницы в частоте вращения колес, корпус и ступица с закрепленными на них дисками перемещаются друг относительно друга, что вызывает появление силы трения в силиконовой жидкости. Благодаря этому в теории (только в теории) должно происходить перераспределение крутящего момента между колесами.

2.2. Вязкостный LSD нового образца

Современный дифференциал устроен гораздо проще. Гранаты "нового" образца вставлены непосредственно в полуосевые шестерни, сателлиты стоят на привычных осях, а пакет дисков установлен между корпусом дифференциала и шестереней левой полуоси. Такая вискомуфта "реагирует" на разность частоты вращения чашки дифференциала и левой полуоси, в остальном принцип работы сохраняется.


- Impreza WRX МКПП до 1997
- Forester SF, SG (кроме версий FullTime VTD + VDC)
- Legacy 2.0T, 2.5 (кроме версий FullTime VTD + VDC)
Рабочая жидкость - трансмиссионное масло класса API GL-5, вязкость по SAE 75W-90, емкость ~0.8 / 1.1 л.

2.3. Фрикционный LSD

Фрикционный дифференциал кулачкового типа впервые был применен Subaru в 1996 году на турбо-импрезах, затем он появился и на версиях Forester STi. Принцип его действия большинству хорошо знаком еще по нашим классическим грузовикам, "шишигам" и "уазикам".
Жесткой связи между ведущей шестерней дифференциала и полуосями здесь фактически нет, разность в угловой скорости вращения обеспечивается проскальзыванием одной полуоси относительно другой. Сепаратор вращается вместе с корпусом дифференциала, закрепленные на сепараторе шпонки (или "сухари") могут перемещаться в поперечном направлении. Выступы и впадины кулачковых валов вместе со шпонками образуют передачу вращения, наподобие цепной.

Евгений
Москва
arco@сайт
Легион-Автодата

Информацию по обслуживанию и ремонту автомобилей вы найдете в книге (книгах):

Хотел добавить полезной информации про симметричный привод Субару и конкретно моего Легася. Может, для того, кто еще сомневается брать или нет этот автомобиль, эта информация станет полезной и важной для принятия правильного решения.

В тех. характеристиках я указал, что привод постоянный полный и это так, но он еще и симметричный. Что это значит?

Вся система идеально симметрична относительно продольной оси автомобиля. Равномерно распределяющаяся на все четыре колеса нагрузка обеспечивает исключительную устойчивость во время движения и совершения манёвров.

Любая дорога, особенно в России, имеет неравномерное покрытие. Встречающиеся на асфальте ямы, скользкие участки, да и просто лужи при движении на большой скорости могут стать причиной потери управления автомобилем. Полный привод AWD позволяет избежать потери управления, контролируя сцепление каждого из колёс каждый момент. При проскальзывании одного из колёс автомобиль реагирует, предотвращая занос. Повышается курсовая устойчивость при движении на высоких скоростях, машина не «рыскает» на неровностях или колейной дороге.

В сложных погодных условиях сцепление шин с дорогой заметно ухудшается. Скользкая дорога, покрытая свежевыпавшим снегом, это практически непреодолимое препятствие для автомобиля с приводом на два колеса. Если вязнет любое из них, водитель практически обречён на поиск посторонней помощи. Полноприводная система AWD, установленная в автомобилях Subaru, придаёт даже исключительно городским автомобилям мощь и проходимость внедорожников. Если любое из колёс теряет сцепление с дорогой, нагрузка перераспределяется на остальные и машина продолжает движение.

На скоростном шоссе, преодолевая даже не очень крутые, на первый взгляд, повороты, автомобиль с приводом на два колеса неожиданно может сорваться в занос. Это происходит из-за постепенно и незаметно увеличивающейся центробежной силы, воздействующей на него во время манёвра. Прекрасный баланс всех конструкций системы полного привода Subaru и усилие, которое передаётся на каждое колесо, позволяют идеально соблюсти выбранную траекторию движения. Впервые городской автомобиль приобретает динамику и управляемость гоночного болида. Именно вслед за Subaru многие другие авто производители начали оснащать свои машины системами полного привода, но эта компания сохраняет лидерство по качеству исполнения своих разработок.

Система сочетает в себе довольно низкий центр тяжести, который присущ оппозитникам Субару и полную боковую симметричность трансмиссии. Это решение сочетает отличное распределение массы автомобиля и идеальную балансировку, благодаря чему полный привод AWD (All Wheel Drive) обеспечивает отличную устойчивость и прекрасное сцепление колес с дорожным покрытием в абсолютно любых условиях. Большим плюсом этой системы является размещение на одной линии всех компонентов: двигателя, трансмиссии, заднего дифференциала и кардана, образуя симметричную конструкцию в горизонтальной плоскости. Такое решение очень важно для идеального распределения веса автомобиля по длине и ширине, что дает нейтральный баланс, который обеспечивает более комфортное и безопасное вождение.

В подтверждение всему этому предлагаю посмотреть видео по ссылке ниже. Тема гололеда у нас в России актуальна как никогда. Лично я при покупке автомобиля делал большую ставку на безопасность, т.к. жизнь моей семьи главное. А так как у нас зима по полгода, то и выбор был очевиден в пользу полного привода. Только вот на Субарях он действительно лучший. КАК ВЫ ДУМАЕТЕ, КАКАЯ МАШИНА ЗАБРАЛАСЬ НА ЭТУ ГОРКУ? Вопрос снимется в конце ролика!

https://rutube.ru/tracks/3786687.html?v=aaf61c7931770df4820410f172d4b397.

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.

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.