что такое авд на субару
Subaru Symmetrical AWD Что это? И с чем его едят.
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.
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.
Как работает полный привод Субару?
При покупке своего авто не раз задавался этим вопросом «Как работает полный привод Субару Forester 2013?» Один менеджер говорил одно, другой другое, вообщем в целом так и не понятно. как все же он работает. изучив инструкцию по эксплуатации, тоже особо ничего не нашел. и вот случайно нашел небольшой обзор, который чуть больше раскрыл эту тему.
Модели Subaru Legacy, Impreza, Forester имеют полный привод. Принцип действия у механических коробок передач и автоматов отличается. Рассмотрим их отдельно.
Механическая коробка передач
В моделях с МКПП все субару имеют честный полный привод с тремя дифференциалами (межосевой блокируется закрытой вискомуфтой). При нормальном движении момент распределяется 50/50, при пробуксовке одной из осей дифференциал блокируется параллельной с ним вискомуфтой, распределение моментов стремится вернуться к 50/50. Из отрицательных сторон стоит упомянуть слишком усложненную конструкцию, полученную совмещением продольно установленного двигателя и исходно-переднего привода. На спортивных версиях Subaru Impreza WRX STI встречается продвинутая МКПП с «электронноуправляемым» межосевым дифференциалом (DCCD), где водитель может на ходу изменять степень его блокировки.
В автоматических трансмиссиях используется два основных типа полного привода.
Постоянный передний привод, без межосевого дифференциала, подключение задних колес происходит гидромеханической муфтой с электронным управлением.
Данная схема имеет преимущества перед другими подключаемыми полными приводами тем, что на задние колеса постоянно передается момент, хоть и не большой, а не только при пробуксовки передних колес. Устанавливается на подавляющее большинство Subaru (с АКПП типа TZ1).
Примерный принцип работы системы:
* При полностью отпущенной педали акселератора распределение момента между передними и задними колесами составляет примерно от 95/5 до 90/10.
* 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. Зависимость между газом и давлением в магистрали не линейная и выглядит скорее как парабола. 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.
* Кроме того, на скоростях до 60 км/ч максимальная часть момента переходит на задние колеса независимо от степени нажатия на педаль газа. Это происходит из-за установленных на коробке датчиков частоты вращения переднего и заднего выходных валов, позволяющих определить пробуксовку передних колес.
* 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».
* При воткнутом в разъем предохранителе «FWD» повышенное давление к муфте не подводится и привод постоянно осуществляется только на передние колеса (распределение «100/0»).
* По мере развития автомобильной электроники пробуксовки стало удобнее контролировать по штатным датчикам ABS и уменьшать степень блокировки муфты при прохождении поворотов или срабатывании ABS.
Схема VTD применяется на менее массовых версиях с автоматическими коробками типа TV1 — как правило, наиболее мощных версиях. В данной схеме полный привод действительно постоянный, с несимметричным межосевым дифференциалом (45:55), блокирующимся гидромеханической муфтой с электронным управлением.
К VTD Subaru обычно прилагается продвинутая система VDC. Это система курсовой устойчивости или стабилизации. При старте ее составная часть, TCS, 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. Однако, эта «электронная блокировка» далека от традиционной в механике по надежности и эффективности.
На каких модификациях что стоит
Subaru Impreza
A AWD:
Все, кроме 2.0T WRX
VTD AWD:
GF8C58…GF8F58 2.0T (WRX)
GGAA58T…GGAB58T 2.0T (WRX)
Subaru Forester
A AWD:
SF5A52…53 2.0T
SF5B53 2.0T
SF5C53 2.0T (P#, V#, H#, I#)
SF5A56 2.0
SF5B56…57 2.0
SF5C56…57 2.0
SF5A55 2.0T (T/tb до 09.98)
SF9B58 2.5
SF9C58 2.5
VTD AWD:
SF5B55 2.0T (T/tb с 09.98)
SF5C53 (U#, J# — S/tb с 01.2000)
VTD AWD:
BE5 2.0T
BH5 2.0T
BH9 2.5 (A#, D#, F#, 3#)
BHE 3.0
хотя теперь осталось узнать к какой модификации относится форестер на беступенчатом вариаторе и где посмотреть эту маркировку что бы узнать. еще кстати один вопрос к владельцам Форестера 2013: Для чего нужно положение рычага селектора с буквой «L»
Что такое Subaru Symmetrical AWD?
Просьба смотреть до конца
Subaru Impreza XV 2010, 150 л. с. — наблюдение
Машины в продаже
Комментарии 31
Классно. Спасибо за видео.
www.drive2.ru/r/subaru/918058/ это дрысло было там, где от него были в шоке чуваки на эндуро =D
Ваше мнение о новом Форике, планирую брать в ближайшее время.
Мотор 2.0 или 2.5?
Как по надежности?
2 турбо. надежность зависит от подхода владельца )
2.0 турбо дороговат для меня
Не любой полный привод одинаково полезен…
Да, я этот вопрос изучал подробно лет 15 назад — поэтому и езжу на Субару!
(но это работает правильно только в МКПП. В АКПП совсем иная картина)
Короче, что механика, что автомат — если засел, то засел…Такая трансмиссия хороша для езды по мокрым, скользким и слегка заснеженным дорогам! Грязь или глубокий рыхлый снег и …
У кого какие мнения?
вот видео посмотрите ) думаю оно снимает все вопросы типа «почему крутится два колеса ведь привод полный?» (сама суть наинается с 3:40) примерно.
самый честный полный привод тока в механических блокировках )
Познавательно. Скинул себе в блог, чтоб был под рукой)
Спасибо за тему, побольше бы таких. Очень важно.
вот буквально сегодня в реальной ситуации ощутил, на ледяной горке остановился и заехал без проблем=)
А вот у меня в выходные была неприятная и чуть непонятная ситуевина…
Загородное шоссе. Жесткая пробка. Я, как один из самых умных пристроился за рав4 по обочине по сугробам. Все было хорошо до тех пор пока рав4 не увел колею сильно вправо обочины под скос… рафик сам застрял, а сзади и я присел так основательно в снегу. В общем я начал вперед назад по-тихоньку выбираться из западни. Пока выбирался обратил внимание, что вертели только передние колеса… задние вроде как бы не копали, по крайней мере заднее левое не крутило вообще, заднего правого не видно с водительского места… Кто может объяснить почему так? Ведь вроде симметричный авд как раз и должен крутить с одинаковым усилием все 4 колеса? Иль я че то путаю?
Минут через 10 дерганий вперед назад удалось выбраться, рав4 вроде так и остался там стоять, досматривать его эпопею я не стал, развернулся и объехал пробку другим путем.
Привет!)Попробую дать тебе ответ.Зубару конешно рулит, но не стоит думать что можно всё.Кстати каробас какой?Самый чесный привод на МЕХАНИКЕ!Вот этот ролик поможет
ну а этот так для души))))
У меня ручка, автомат не для субаря имхо 🙂 пасиб за видео, буду дома посмотрю
а вы знали как работает полный привод ваших Subaru.
Модели Subaru Legacy, Impreza, Forester имеют полный привод. Принцип действия у механических коробок передач и автоматов отличается. Рассмотрим их отдельно.
Механическая коробка передач
В моделях с МКПП все субару имеют честный полный привод с тремя дифференциалами (межосевой блокируется закрытой вискомуфтой). При нормальном движении момент распределяется 50/50, при пробуксовке одной из осей дифференциал блокируется параллельной с ним вискомуфтой, распределение моментов стремится вернуться к 50/50. Из отрицательных сторон стоит упомянуть слишком усложненную конструкцию, полученную совмещением продольно установленного двигателя и исходно-переднего привода. На спортивных версиях Subaru Impreza WRX STI встречается продвинутая МКПП с «электронноуправляемым» межосевым дифференциалом (DCCD), где водитель может на ходу изменять степень его блокировки.
В автоматических трансмиссиях используется два основных типа полного привода.
Постоянный передний привод, без межосевого дифференциала, подключение задних колес происходит гидромеханической муфтой с электронным управлением.
Данная схема имеет преимущества перед другими подключаемыми полными приводами тем, что на задние колеса постоянно передается момент, хоть и не большой, а не только при пробуксовки передних колес. Устанавливается на подавляющее большинство Subaru (с АКПП типа TZ1).
Примерный принцип работы системы:
* При полностью отпущенной педали акселератора распределение момента между передними и задними колесами составляет примерно от 95/5 до 90/10.
* 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. Зависимость между газом и давлением в магистрали не линейная и выглядит скорее как парабола. 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.
* Кроме того, на скоростях до 60 км/ч максимальная часть момента переходит на задние колеса независимо от степени нажатия на педаль газа. Это происходит из-за установленных на коробке датчиков частоты вращения переднего и заднего выходных валов, позволяющих определить пробуксовку передних колес.
* 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».
* При воткнутом в разъем предохранителе «FWD» повышенное давление к муфте не подводится и привод постоянно осуществляется только на передние колеса (распределение «100/0»).
* По мере развития автомобильной электроники пробуксовки стало удобнее контролировать по штатным датчикам ABS и уменьшать степень блокировки муфты при прохождении поворотов или срабатывании ABS.
Схема VTD применяется на менее массовых версиях с автоматическими коробками типа TV1 — как правило, наиболее мощных версиях. В данной схеме полный привод действительно постоянный, с несимметричным межосевым дифференциалом (45:55), блокирующимся гидромеханической муфтой с электронным управлением.
К VTD Subaru обычно прилагается продвинутая система VDC. Это система курсовой устойчивости или стабилизации. При старте ее составная часть, TCS, 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. Однако, эта «электронная блокировка» далека от традиционной в механике по надежности и эффективности.
На каких модификациях что стоит
Subaru Impreza
A AWD:
Все, кроме 2.0T WRX
VTD AWD:
GF8C58…GF8F58 2.0T (WRX)
GGAA58T…GGAB58T 2.0T (WRX)
Subaru Forester
A AWD:
SF5A52…53 2.0T
SF5B53 2.0T
SF5C53 2.0T (P#, V#, H#, I#)
SF5A56 2.0
SF5B56…57 2.0
SF5C56…57 2.0
SF5A55 2.0T (T/tb до 09.98)
SF9B58 2.5
SF9C58 2.5
VTD AWD:
SF5B55 2.0T (T/tb с 09.98)
SF5C53 (U#, J# — S/tb с 01.2000)
VTD AWD:
BE5 2.0T
BH5 2.0T
BH9 2.5 (A#, D#, F#, 3#)
BHE 3.0
хотя теперь осталось узнать к какой модификации относится форестер на беступенчатом вариаторе и где посмотреть эту маркировку что бы узнать.
Как работает полный привод Subaru. Часть 1, «Чем муфта отличается от дифференциала»
Конструкция современного полного привода — темный лес для многих, включая журналистов. Отсюда и перлы типа «задняя ось подключается при пробуксовке передних колес», и негативное отношение к любому приводу кроме трехдифференциального с тремя блокировками:) Этот пост включает в себя техническое описание и принцип работы различных типов полного привода автомобилей Subaru. Это описание взято из технического мануаля для обучения сотрудников Subaru, и насколько я понимаю, на драйве не публиковалось, так что будет полезно многим.
Устройства распределения крутящего момента по осям
При плохих условиях или на скользкой дороге (с низким значением μ) автомобиль с системой блокированного полного привода использует все преимущества полного привода, тогда как на дороге с хорошим покрытием (с высоким значением μ) он может проявлять нежелательные эффекты циркуляции мощности и торможения в крутом повороте.
Поэтому в системе постоянного полного привода используются устройства распределения крутящего момента по осям. Это или межосевой дифференциал, или вискомуфта, передающая часть тяговых сил на отстающие колеса или же многодисковая муфта MP-T (Multi Plate Transfer), позволяющая изменять свойства соединения между передней и задней осями по сигналу системы автоматического управления. Эти устройства позволяют устранить эффект торможения в крутом повороте, являющийся недостатком систем блокированного полного привода. SUBARU использует следующие типы систем полного привода:
1. Автоматическая трансмиссия (вариатор) с многодисковой муфтой передачи крутящего момента c гидравлическим управлением (MP-T)
Примечание: На российском рынке такой тип трансмиссии имеют Subaru Outback, Subaru Forester, Subaru XV c трансмиссией Lineartronic.
В данной системе многодисковая муфта с гидравлическим управлением (муфта передачи крутящего момента) устанавливается между ведущим валом редуктора, являющимся выходом на переднюю ось, и задним ведущим валом, являющимся выходом на заднюю ось. Она регулирует соединение между передней и задней осями за счет изменения сжатия дисков муфты в зависимости от условий движения. Управление осуществляет электронный блок управления трансмиссией.
Когда автомобиль движется по дороге с твердым покрытием в нормальных условиях, сила тяги, необходимая для движения автомобиля, относительно невелика, и возможности привода на два колеса достаточны для ее обеспечения.
В то же время, при движении в режиме блокированного полного привода по дорожному покрытию с высоким значением μ, проявляется циркуляция мощности в трансмиссии — это недостаток системы полного привода.
По этой причине система управляет распределением крутящего момента по осям следующим образом:
При обычном движении система работает так, чтобы избежать циркуляции мощности в трансмиссии, а поведение автомобиля становится близким к поведению автомобиля с системой переднего привода. Если требуется большая сила тяги, например, при ускорении, движении на подъем или по неровной дороге, за счет высокой степени блокировки привода муфтой передачи крутящего момента начинают проявляться преимущества полного привода.
Однако, даже при нагрузке в условиях движения, по дороге с ровным покрытием на постоянной скорости приблизительно, от 10 до 20% крутящего момента распределяются на заднюю ось, чтобы улучшить устойчивость прямолинейного движения за счет снижения риска сноса передней оси и снизить чрезмерный эффект недостаточной поворачиваемости, свойственный системе переднего привода.
Ступица муфты MP-T установлена на ведущем валу редуктора, который передает крутящий момент с трансмиссии на переднюю ось, а барабан муфты установлен на валу привода на заднюю ось. Между ступицей и барабаном муфты расположены через один ведущие и ведомые диски, образующие муфту передачи крутящего момента.
В задней части муфты передачи крутящего момента находится поршень, сдавливающий диски под действием давления рабочей жидкости трансмиссии. Изменяя гидравлическое давление, прикладываемое к этому поршню, можно бесступенчато управлять муфтой, от полностью выключенного, до полностью включенного состояния.
Система управления давлением муфты передачи крутящего момента состоит из соленоида электромагнитного клапана муфты передачи крутящего момента и самой муфты передачи крутящего момента. Клапан интегрирован в гидроблок автоматической трансмиссии. Соленоид электромагнитного клапана муфты передачи крутящего момента управляется сигналом с широтно-импульсной модуляцией, передаваемым с модуля управления трансмиссией (TCM).
Если коэффициент заполнения импульсов управляющего сигнала с TCM мал, управляющий клапан выдает низкое давление на поршень муфты передачи крутящего момента. Соответственно степень включения муфты передачи крутящего момента мала.
Если коэффициент заполнения импульсов управляющего сигнала с TCM повышается, управляющий клапан повышает давление на поршень муфты передачи крутящего момента. Таким образом, степень включения муфты передачи крутящего момента повышается.
2. Автоматическая трансмиссия с межосевым дифференциалом VTD (Variable Torque Distribution) + гидравлическая муфта блокировки
Примечание: Система VTD на данный момент на рынке не представлена, ранее устанавливалась на модели Subaru Legacy GT 2010-2013, Forester S-Edition 2011-2013, Outback 3.6 2010-2014, Tribeca, WRX с автоматической трансмиссией.
Несимметричный межосевой дифференциал используется для распределения крутящего момента между передней и задней осями в заданной пропорции. В данной системе между водилом, служащим выходным элементом для привода на переднюю ось и солнечной шестерней (2-й), служащей выходным элементом для привода на заднюю ось устанавливается гидравлически управляемая муфта блокировки.
Если межосевой дифференциал был бы свободным, при пробуксовке одного из колес крутящий момент не передавался бы на остальные колеса. Для решения этой проблемы и используется муфта блокировки, перераспределяющая крутящий момент в пользу запаздывающих колес и ограничивая разность частот вращения между осями. Управление блокировкой осуществляет блок управления трансмиссией.
Данная система включает в себя несимметричный межосевой цилиндрический дифференциал с внешним зацеплением, встроенный в механизм передачи крутящего момента. Он позволяет компенсировать разность частот вращения между передней и задней осями, а также обеспечивать неравное распределение крутящего момента между передней и задней осями (45:55). Число зубьев планетарной передачи подобрано таким образом, чтобы обеспечить неравное распределение крутящего момента между передней и задней осями, с передачей большей силы тяги на задние колеса, нежели на передние.
Это позволяет достичь управляемости, сравнимой с автомобилем с системой заднего привода, поскольку “подталкивание” автомобиля сзади улучшает поворачиваемость. Кроме того, лучше используется сцепной вес автомобиля при разгоне, когда нагрузка на колеса перераспределяется в пользу задней оси.
Межосевой дифференциал, представляет собой планетарную передачу с внешним зацеплением с двухвенцовыми сателлитами. Входной крутящий момент подводится на переднее (левое на рисунке) солнечное зубчатое колесо. Выход на переднюю ось – с водила через зубчатую передачу. Выход на заднюю ось – с заднего (правого на рисунке) солнечного колеса. Кроме того на заднем торце межосевого дифференциала между водилом и задним солнечным колесом установлена многодисковая муфта, которая обеспечивает блокировку дифференциала.
При обычном движении (нагрузка в условиях шоссейного движения) муфта блокировки находится в практически отключенном состоянии, а межосевой дифференциал распределяет крутящий момент между передней и задней осями в соотношении 45:55 соответственно. При изменении условий движения блок управления трансмиссией увеличивает давление на поршень муфты, увеличивая степень блокировки дифференциала. При этом оцениваются скорости колес передней и задней оси, нагрузка двигатель и т.д.
При изменении условий движения по команде блока управления автоматической трансмиссией включается муфта блокировки, обеспечивающая создание требуемой степени блокировки дифференциала.
Несимметричный межосевой дифференциал
Межосевой дифференциал представляет собой двухрядную планетарную передачу с двухвенцовыми сателлитами и внешним зацеплением. 1-я и 2-я солнечные шестерни установлены на промежуточном валу и заднем ведущем валу соответственно. Три сателлита, установленные на водило, имеют конструкцию, состоящую из двух одновенцовых сателлитов 1-го и 2-го, объединенных в единый двухвенцовый сателлит.
Мощность, передаваемая на промежуточный вал и 1-ю солнечную шестерню с трансмиссии, распределяется на два выхода: выход на задние колеса через 2-ю солнечную шестерню и задний выходной вал и на передние колеса через редуктор, приводимый от водила.
Предположим, что мы фиксируем 1-ю солнечную шестерню на месте, а затем вращаем 2-ю солнечную шестерню по часовой стрелке. При вращении 2-й солнечной шестерни, 2-й сателлит вращается против часовой стрелки. Поскольку сателлит в сборе имеет единую конструкцию, связывающих сателлиты с венцами разных диаметров, 1-й сателлит также вращается против часовой стрелки с той же частотой, что и 2-й сателлит. В то же время, поскольку 1-я солнечная шестерня зафиксирована, 1-й сателлит начинает вращаться по 1-й солнечной шестерне против часовой стрелки. В результате водило, на котором установлены сателлиты в сборе, поворачивается против часовой стрелки.
Это означает, что при фиксированном входном валу, когда 2-я солнечная шестерня действует, как выходной вал на задние колеса, водило действует, как выходной элемент на передние колеса, поворачиваясь в противоположном направлении. Это показывает, что наборы планетарных рядов могут использоваться в качестве межосевого дифференциала.
Далее давайте рассмотрим, каким образом крутящий момент распределяется между передней и задней осями при помощи межосевого дифференциала.
На этот раз допустим, что мы поднимаем кузов автомобиля таким образом, чтобы передние колеса не вращались, и подаем усилие привода на промежуточный вал. В таком состоянии 1-я солнечная шестерня будет вращаться, тогда как водило будет зафиксировано. Если шестерни, составляющие наборы планетарных передач, имеют следующее количество зубьев, число оборотов 2-й солнечной шестерни на один оборот 1-й солнечной шестерни рассчитывается следующим образом:
1-я солнечная шестерня: 33 зуба;
2-я солнечная шестерня: 18 зубьев;
Оба сателлита: 21 зуб.
Поскольку водило было зафиксировано, число оборотов 1-го сателлита на один оборот 1-й солнечной шестерни составляет:
33/21 (= 11/7)
Поскольку 2-й сателлит и 1-й сателлит выполнены единым узлом, 2-й сателлит также поворачивается на 11/7 оборота.
В то время как 2-й сателлит поворачивается на11/7 оборота, 2-я солнечная шестерня поворачивается на:
11/7 × 21/18 = 11/6 (приблизительно 1,83)
Исходя из вышесказанного, мы можем видеть, что 2-я солнечная шестерня поворачивается приблизительно на 1,83 оборота, тогда как 1-я солнечная шестерня поворачивается на один оборот.
Поскольку два ряда планетарной передачи в таких условиях работает, как обычная повышающая передача, крутящий момент передается на 2-ю солнечную шестерню (заднюю полуось) с понижением до 6/11 (приблизительно 55%) от входного крутящего момента.
Усилие, требуемое в этот момент для фиксации водила, равно крутящему моменту, распределяемому на переднюю ось, и составляет 5/11 (приблизительно 45%) от крутящего момента, подаваемого на 1-ю солнечную шестерню, а его остаток передается на 2-ю солнечную шестерню.
Блокировка дифференциала
Межосевой дифференциал предназначен для компенсации разности частот вращения между передней и задней осями, возникающей при повороте и т.д. Однако если одно из четырех колес теряет сцепление с дорогой и начинает пробуксовывать, межколесный дифференциал этой оси сбрасывает момент на колесе другого борта и, соответственно, момент на входе в него. Межосевой дифференциал, соответственно, будет неспособен передать тягу на оставшиеся колеса, сохраняющие сцепление с дорогой (эти колеса прекратят передавать тяговую силу). Чтобы избежать этого эффекта, в системе VTD применена многодисковая блокирующая муфта c гидравлическим управлением, установленная в задней части межосевого дифференциала. Ведущие и ведомые диски муфты встроены между водилом, работающим в качестве выходного элемента для передней оси, и задним ведущим валом, работающим в качестве выходного элемента для задней оси. Включение муфты обеспечивает частичную (вплоть до полной) блокировку дифференциала.
При обычном движении (малые разности скоростей колес передней и задней оси, малая нагрузка двигателя и т.д.) самоблокирующаяся муфта выключается снижением гидравлического давления на поршень, позволяя межосевому дифференциалу компенсировать разность частот вращения между передней и задней осями и распределять крутящий момент с двигателя на переднюю и заднюю оси в соотношении 45:55.
Но если блок управления трансмиссии выявляет изменение условий движения, требующих блокировки дифференциала (например, одно из колес начинает пробуксовывать), блокирующаяся муфта включается, создавая момент между водилом и задним ведущим валом, т.е. между валами выхода на переднюю и заднюю ось. Это означает, что передняя и задняя оси постепенно блокируются вплоть до полной блокировки привода.
Гидравлическая система автоматической трансмиссии с системой VTD в целом аналогична системе автоматической трансмиссии с многодисковой муфтой передачи, и состоит из электромагнитного клапана муфты передачи крутящего момента, управляющего клапана муфты блокировки и самой муфты. Соленоид электромагнитного клапана муфты управляется сигналом с широтно-импульсной модуляцией, передаваемым с TCM.
Процесс управления давлением на поршне муфты аналогичен процессу в автоматической трансмиссии с многодисковой муфтой передачи.
3. Механическая трансмиссия с симметричным межосевым дифференциалом + вискомуфта
Примечание: Система полного привода с межосевым самоблокирующимся дифференциалом с вискомуфтой CDG — на российском рынке Forester и Subaru XV — с механической трансмиссией. Ранее также WRX с механикой. Есть и более продвинутый вариант, система полного привода с многорежимным межосевым дифференциалом DCCD, который стоит на Subaru WRX STI с механической трансмиссией.
В данной системе совместно используются симметричный межосевой дифференциал на конических шестернях, распределяющий крутящий момент на переднюю и заднюю оси поровну, а также вискомуфта, осуществляющая частичную блокировку дифференциала. Вискомуфта устанавливается между корпусом дифференциала, являющимся входным элементом, и валом привода на заднюю ось.
В межосевом дифференциале механической трансмиссии с системой полного привода используется сочетание механизма дифференциала на конических шестернях и механизма самоблокировки на вискомуфте.
При нормальном движении межосевой дифференциал распределяет крутящий момент на переднюю и заднюю оси в соотношении 50:50 и поглощает разность частот вращения между передней и задней осями.
Когда между передней и задней осями возникает разность частот вращения, вискомуфта, установленная между корпусом дифференциала и валом редуктора привода на заднюю ось, передает крутящий момент со стороны высокой частоты вращения на сторону низкой частоты вращения, повышая силу тяги на медленной стороне (на стороне, где имеется сцепление с дорогой). Это повышает способность автомобиля к выходу из пробуксовки. Кроме того, когда нагрузка перераспределяется на задние колеса, например, в результате ускорения или при движении на подъем, система может улучшить ходовые характеристики, приближая их к системе блокированного полного привода, поскольку коэффициент распределения нагрузки по осям приближается к соотношению распределения силы тяги.
Межосевой дифференциал с вискомуфтой
Благодаря применению вискомуфты, соединяющей корпус дифференциала и ведущую шестерню редуктора привода на заднюю ось, конструкция межосевого дифференциала получается компактной, и позволяет продемонстрировать высокую эффективность при относительно небольшом объеме.
В межосевом дифференциале с вискомуфтой за счет разности частот вращения передних и задних колес вырабатывается вязкостный крутящий момент, и он автоматически ограничивает пробуксовку между передними и задними колесами, а также распределяет крутящий момент на передние и задние колеса.
Межосевой дифференциал предназначен для равного распределения крутящего момента, передаваемого на пустотелый ведущий вал через сцепление, первичный вал и различные зубчатые передачи трансмиссии, между передними и задними колесами. Он также поглощает разность частот вращения между передними и задними колесами, возникающую при повороте автомобиля.
За счет добавления вискомуфты в дифференциал, удается добиться следующего. Например, если передние колеса теряют сцепление с дорогой и начинают пробуксовывать на грязной дороге, вязкостный крутящий момент, вырабатываемый в вискомуфте и зависящий от разности частот вращения между корпусом дифференциала и задними колесами, передается с передних колес на задние так, чтобы тяга на задних колесах сохранялась.
Маршрут передачи мощности
Планетарный механизм межосевого дифференциала распределяет тягу между передними и задними колесами в соотношении 50:50. Если частоты вращения колес разные, дифференциал частично блокируется вискомуфтой, и автоматически перераспределяет тягу между передними и задними колесами в соответствии с разностью их частот вращения.
При прямолинейном движении с постоянной скоростью
Когда автомобиль движется с постоянной скоростью по ровной дороге, все колеса вращаются практически с одинаковой частотой. Следовательно, отсутствует разность частот вращения между передними и задними колесами, а межосевой дифференциал напрямую передает на валы привода передних и задних колес входную частоту вращения.
Поскольку разности частот вращения между корпусом дифференциала и ведущей шестерней раздаточной коробки отсутствует, вискомуфта не работает, а распределение крутящего момента в соотношении 50:50 остается неизменным.
При повороте на низкой скорости
При повороте автомобиля, передние и задние колеса вращаются с различными частотами, равно как и левые и правые, при этом передние колеса вращаются быстрее задних. Поскольку скорость автомобиля низкая и разность частот вращения небольшая, межосевой дифференциал поглощает разность и автомобиль поворачивает плавно. Хотя небольшая разность частот вращения и передается в этот момент на вискомуфту, перераспределение крутящего момента относительно невелико.
При ускорении с места на скользком дорожном покрытии
Когда автомобиль ускоряется с места на скользком дорожном покрытии и задние колеса пробуксовывают за счет разности в распределении веса между передними и задними колесами, разность частот вращения между корпусом дифференциала и ведущим валом раздаточной коробки становится большой, и вискомуфта начинает перераспределять крутящий момент, передавая соответствующий большой крутящий момент на передние колеса.
При движении по скользкой или неровной дороге
При движении по скользкой или неровной дороге, если одно колесо начинает пробуксовывать, разность частот вращения между корпусом дифференциала и ведущим валом раздаточной коробки возрастает. Крутящий момент перераспределяется вискомуфтой на те колеса, которые не пробуксовывают, повышая проходимость (на иллюстрации показан пример пробуксовки переднего колеса).
А вот так распределяется скорость и момент по осям на различных типах привода:
Вот собственно так и работают современные гражданские системы полного привода Subaru. Почему я делаю акцент на слово «гражданские»? Потому что в следующей части мы поговорим про работу трансмиссии Subaru WRX STi!