Vtd subaru что это
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.
Как устроен и работает полный привод Subaru
Хорошо, что автор вопроса указал соотношение (60/40), хотя было бы лучше, если бы он уточнил еще и модель, а также годы ее выпуска. Ведь, несмотря на общее фирменное обозначение Symmetrical AWD, на автомобилях марки Subaru в зависимости от модели, года выпуска и рынка сбыта применяются совершенно разные полноприводные трансмиссии!
Дабы не запутывать читателей и не перегружать ответ перечислением и описанием всех возможных вариаций, кратко пробежимся по принципиальным схемам полного привода, применяемым на современных Subaru, и чуть подробнее остановимся на той, которая, как нам кажется, интересует автора вопроса.
Версии с механической коробкой передач имеют «честный» постоянный полный привод. Как правило, это схема CDG с симметричным межосевым дифференциалом, блокирующимся при помощи вискомуфты. Считайте, чистая механика, дополненная гидравликой, без какого-либо электронного управления. На некоторые модели, в частности Forester, также устанавливают задний межколесный дифференциал, блокируемый при помощи вискомуфты. Кроме того, на ряде моделей используется понижающая передача.
Но «заряженные» WRX STi оснащаются несимметричным дифференциалом, который обеспечивает перераспределение крутящего момента в пользу задних колес. Соотношение зависит от поколения «стихи», но находится на уровне 41:59 – 35:65. При этом «центр» имеет изменяемую (принудительно или автоматически) степень блокировки при помощи электромагнитной муфты. Данная система известна под названием Driver Controlled Center Differential (DCCD). На задней оси, кроме того, установлен «самоблок».
Для «заряженных» версий Subaru с автоматической трансмиссией (та же Impreza WRX STi, а также Forester S-Edition и Legacy GT) в свое время была предложена схема, получившая название Variable torque distribution AWD (VTD). В ней используется несимметричный планетарный дифференциал (45:55 в пользу задних колес), блокируемый с помощью электронно-управляемой многодисковой муфты. В качестве опции в заднем межколесном дифференциале также может быть установлена вискомуфта.
Наконец, Subaru с автоматическими трансмиссиями и вариаторами Lineatronic оснащаются системой полного привода с активным распределением крутящего момента Active torque split AWD (ACT). Судя по всему, именно про нее и спрашивает наш читатель. В зависимости от поколения и года выпуска имеются определенные конструктивные отличия, но принцип действия ACT остается неизменным.
При этом перераспределение тяги зависит от целого ряда параметров (выбранный режим коробки, скорость вращения передних и задних колес, положение педали «газа» и т.д.), на основании которых блок управления и «решает», насколько жестко зажать фрикционы и сколько момента перебросить на заднюю ось. Поэтому соотношение меняется в режиме реального времени и может варьироваться в пределах 90:10 – 60:40 в пользу передней оси. Кстати, задний межколесный дифференциал на ряде моделей также может быть оснащен вискомуфтой в качестве автоматической блокировки.
Сказать, что Subaru с ACT имеют «ненастоящий» полный привод нельзя: в отличие от многих моделей других марок с подключаемой задней осью здесь тяга к задним колесам поступает всегда. Но до «равноправного» соотношения 50:50 дело все же не доходит, в целом на скользких покрытиях такие автомобили управляются несколько иначе, нежели версии с механическим дифференциалом. Впрочем, все эти особенности раскрываются в далеко не стандартных режимах движения, а в «гражданских» даже опытный водитель вряд ли определит, какая из вариаций Symmetrical AWD использована.
Симметричный полный привод
Symmetrical AWD
В настоящее время на обычных автомобилях используются три типа привода: привод на передние колеса (FWD), привод на задние колеса (RWD) и привод на все колеса (4WD).
Уже в начале своей истории компания Subaru сделала ставку на полный привод, который в те времена применяли только для специальных автомобилей. В этой главе мы расскажем о преимуществах фирменной системы полного привода Subaru. Для лучшего понимания рассмотрим влияние каждого типа привода на динамические качества автомобиля. Поскольку эти качества во многом зависят от свойств шин, отвечающих за связь между автомобилем и поверхностью дороги, вначале следует ознакомиться с характеристиками шин.
Помимо обеспечения ездового комфорта при движении за счет поглощения толчков от неровностей дороги шины выполняют еще три важные функции:
Поскольку тяговое и тормозное усилия не могут возникнуть одновременно, на приведенной справа иллюстрации сила, действующая на шину, представлена двумя составляющими. Это две элементарные силы, величина которых ограничена общими свойствами шины, что означает отсутствие возможности управления, если шина исчерпала запас свойств для ускорения.
Представим себе автомобиль, движущийся по дуге. В этой ситуации на все четыре шины действует боковая сила, уравновешивающая центробежную силу, которая возникает в процессе поворота автомобиля. И хотя управляемыми являются только передние колеса, на все четыре колеса автомобиля действуют силы, стремящиеся вытолкнуть его наружу, за пределы траектории поворота. Если скорость автомобиля продолжает увеличиваться, сила, действующая на шины и обеспечивающая заданную траекторию движения, достигнет своего предела, после чего автомобиль отклонится от заданной траектории. В таком случае, если одна из шин нагружена положительным или отрицательным (тормозным) крутящим моментом, она достигнет своего предела по сцеплению раньше остальных шин. В зависимости от типа привода (FWD/RWD/4WD) такое явление может так или иначе влиять на поведение автомобиля. *
Характеристики шин в большой степени зависят от их материала и конструкции, а также от состояния дороги. Кроме того, на них влияет приложенная вертикальная нагрузка (чем больше нагрузка на шину, тем большую силу в контакте с дорогой она может реализовать). Шина способна поддерживать заданную траекторию только во время вращения. Если колесо полностью заблокировано, автомобиль становится неуправляемым.
Постоянный полный привод Subaru – Symmetrical AWD
Передний привод FWD
Задний привод RWD
Для спортивных моделей это скорее достоинство, чем недостаток, поскольку добавляет острых ощущений.
Полный привод 4WD
Безопасность
Переднеприводные автомобили с полуосями неодинаковой длины из-за поперечного расположения двигателя имеют склонность к уводу с прямолинейной траектории движения при интенсивном разгоне. Увод происходит в сторону полуоси большей длины. Происходит это из-за того, что при передаче крутящего момента через шарниры равных угловых скоростей (ШРУС) происходит разделение крутящего момента на две составляющие: одна – по вращению колеса – создает силу тяги, другая – стремится повернуть колесо в сторону (при разгоне – внутрь). Поскольку шарнир короткой полуоси (левой на а/м с левым рулем) работает с большими углами перекоса, чем шарнир длинной полуоси (правой), левое колесо стремится повернуться направо с большей силой, чем правое налево, в итоге автомобиль тянет вправо.
При резком разгоне на низких передачах передняя часть автомобиля может приподняться, еще больше увеличивая разность углов наклона полуосей. Чем интенсивнее разгон – тем сильнее автомобиль тянет вправо. При торможении двигателем – эффект обратный, но он незаметен, т.к. и разность углов наклона полуосей, и момент на полуосях в этом случае меньше.
Основное отличие симметричного привода Subaru – одинаковая длина правой и левой полуосей, что позволяет избежать увод автомобиля с прямолинейной траектории движения и обеспечить достаточные ходы подвески с четким отслеживанием профиля дороги. В результате автомобиль надежно «держит» дорогу, колеса словно липнут к поверхности.
Удовольствие от вождения
Как правило, полноприводные автомобили отличаются большей массой и худшей управляемостью, что в итоге приводит к повышенному расходу топлива. Симметричный полный привод благодаря своим конструктивным преимуществам не требует лишних компонентов. У некоторых моделей Subaru расход топлива сопоставим с показателями моноприводных моделей того же класса других изготовителей.
Благодаря продольно установленному оппозитному двигателю и симметричному приводу автомобили Subaru обладают отточенной управляемостью. Они наделены проходимостью полноприводных моделей, а по быстроте реакций превосходят обычные моноприводные модели.
Устойчивость и тяговое усилие
Эффективность полного привода зависит от концепции автомобиля. Чем активнее происходит распределение крутящего момента по колесам, тем выше проходимость, правда, чаще всего в ущерб управляемости.
У моделей Subaru при быстроте реакции и высокой эффективности полного привода крутящий момент может активно распределяться по колесам, сохраняя хорошую устойчивость и высокую проходимость на разных типах дорог без ущерба для топливной экономичности и управляемости.
Нетрудно понять разницу между полноприводными автомобилями на базе моноприводных моделей и автомобилями Subaru с их идеальной компоновкой, созданной с нуля.
Полноприводный автомобиль со свободным межосевым дифференциалом при пробуксовке одного из колес останавливается. Чтобы избежать этого, применяют механизм блокировки.
Однако работа такого механизма может негативно сказываться на управлении автомобилем. Так, при движении по сухому асфальту с заблокированным дифференциалом возникает циркуляция мощности, вызывающая рывки и затрудняющая выполнение поворота. Поэтому на сухой дороге дифференциал нужно разблокировать, а на сложных участках с низким сцеплением – заблокировать. Система постоянного полного привода может автоматически блокировать и разблокировать дифференциал в зависимости от условий движения.
Такое решение необходимо для предотвращения рывков при включении блокировки. Кроме того, более совершенное управление требуется в условиях резкого изменения дорожных условий. Вот когда опыт и технические знания в области управления системой полного привода действительно имеют значение!
Управляемость
Многоступенчатый режим ручного и три автоматических режима управления системы DCCD предоставляют возможность выбора одного из двух типов блокировки межосевого дифференциала. Это обеспечивает идеальный баланс великолепных показателей сцепления с дорогой и маневренности на любых дорожных покрытиях. Базовая пропорция распределения крутящего момента между передними и задними колесами — 41% / 59%. Перераспределение крутящего момента обеспечивается за счет управления многодисковой электромагнитной муфтой передачи крутящего момента и механического самоблокирующегося дифференциала.
Входящая в стандартную комплектацию всех модификаций автомобилей Subaru, система динамической стабилизации отслеживает соответствие поведения автомобиля намерениям водителя через сигналы многочисленных датчиков. Если автомобиль приближается к состоянию потери устойчивости, режимы работы системы распределения крутящего момента, двигателя и тормоза каждого колеса корректируются таким образом, чтобы обеспечить сохранение заданной траектории движения автомобиля.
Система динамической стабилизации VDC
Система активного управления вектором тяги ATV
Функция автоматического удержания автомобиля AVH
Функция автоматического удержания автомобиля обеспечивает неподвижность автомобиля даже после снятия стопы водителя с педали тормоза при остановке автомобиля.
Это означает, что водителю больше не требуется удерживать педаль тормоза в нажатом положении в таких ситуациях как заторы (пробки), ожидание смены сигнала светофора или при остановке на склоне.
Когда функция автоматического удержания автомобиля находится в режиме готовности, нажатие педали тормоза для остановки автомобиля инициирует включение системы динамической стабилизации. Это поддерживает давление тормозной жидкости в контуре, удерживая автомобиль на месте. Таким образом автомобиль остается неподвижным даже после отпускания педали тормоза.
Для прекращения удержания автомобиля необходимо выполнить одно из действий: выжать педаль акселератора, повторно выжать педаль тормоза, перевести рычаг селектора в положение «P» при выжатой педали тормоза.
Электрический стояночный тормоз включается автоматически, если:
При выполнении поворотов или маневров при объезде внезапных препятствий система динамической стабилизации сравнивает намерения водителя с фактическим поведением автомобиля. Это сравнение осуществляется на основе сигналов датчика угла поворота рулевого колеса, датчика нажатия педали тормоза, а также датчика бокового ускорения и угловой скорости рыскания.
После этого система обеспечивает корректировку выходной мощности двигателя и режимов работы тормоза каждого колеса, необходимую для удержания автомобиля на заданной траектории.
Системы симметричного полного привода Subaru
Автоматическая трансмиссия с системой переменного распределения крутящего момента (VTD *1 ):
Спортивная версия полного привода с электронным управлением, улучшающая характеристики поворачиваемости. Компактная система полного привода включает в себя межосевой планетарный дифференциал и многодисковую гидравлическую муфту блокировки *2 с электронным управлением. Распределение крутящего момента между передними и задними колесами в соотношении 45:55 непрерывно корректируется блокировкой дифференциала с помощью многодисковой муфты. Распределение крутящего момента контролируется автоматически, с учетом состояния дорожного покрытия. Это обеспечивает великолепную устойчивость, а за счет распределения крутящего момента с акцентом на задние колеса улучшаются характеристики поворачиваемости.
Актуальные модели (российская спецификация)
Subaru WRX c трансмиссией Lineartronic.
Ранее устанавливалась на автомобили: Subaru Legacy GT 2010‑2013, Forester S‑Edition 2011‑2013, Outback 3.6 2010‑2014, Tribeca, WRX STI с автоматической трансмиссией 2011‑2012
Система полного привода с активным распределением крутящего момента (ACT):
Система полного привода с электронным управлением, обеспечивающая бо́льшую курсовую устойчивость автомобиля на дороге, в сравнении с моноприводными автомобилями и полноприводными автомобилями с подключаемым приводом на другую ось.
Оригинальная многодисковая муфта передачи крутящего момента Subaru регулирует распределение крутящего момента между передними и задними колесами в режиме реального времени в соответствии с условиями движения. Алгоритм управления заложен в электронном блоке управления трансмиссией и учитывает скорости вращения передних и задних колес, текущий крутящий момент на коленчатом валу двигателя, текущее передаточное отношение в трансмиссии, угол поворота рулевого колеса и т.д. и при помощи гидроблока сжимает диски муфты с необходимым усилием. В идеальных условиях система распределяет крутящий момент между передними и задними колесами в соотношении 60:40. В зависимости от обстоятельств, таких, как буксование, крутой поворот и др. перераспределение крутящего момента между осями меняется. Адаптация алгоритма управления под текущие условия движения обеспечивает превосходную управляемость в любой дорожной ситуации, независимо от уровня подготовки водителя. Многодисковая муфта располагается в корпусе силового агрегата, является его составной частью и использует ту же рабочую жидкость, что и другие элементы автоматической трансмиссии, что обусловливает ее лучшее охлаждение, нежели при обособленном расположении, как у большинства производителей, и, следовательно большую долговечность.
Система полного привода с межосевым самоблокирующимся дифференциалом с вискомуфтой (CDG):
Механическая система полного привода для механических трансмиссий. Система представляет собой сочетание межосевого дифференциала с коническими шестернями и блокировки на основе вискомуфты. В обычных условиях крутящий момент между передними и задними колесами распределяется в соотношении 50:50. Система обеспечивает безопасное спортивное вождение, всегда максимально используя доступную тягу.
Система полного привода с электронноуправляемым активным межосевым дифференциалом повышенного трения (DCCD *3 ):
Система полного привода, ориентированная на обеспечение максимальных ходовых характеристик, для серьезных спортивных состязаний. Система полного привода с электронноуправляемым активным межосевым дифференциалом повышенного трения использует сочетание механической и электронной блокировок дифференциала при изменении крутящего момента. Крутящий момент между передними и задними колесами распределяется в соотношении 41:59, с акцентом на максимальные ходовые характеристики и оптимальное управление динамической стабилизацией автомобиля. Механическая блокировка отличается более быстрым откликом и срабатывает до электронной. Работая с большим крутящим моментом, система демонстрирует наилучший баланс между остротой управления и устойчивостью. Имеются предустановленные режимы управления блокировкой дифференциала, а также режим ручного управления, которыми водитель может пользоваться в соответствии с дорожной ситуацией.
Актуальные модели (российская спецификация)
Subaru WRX STI с механической трансмиссией.