Dezvoltarea lanțului de acționare

Cum au funcționat predecesorii modernului AWD modern? O mică prezentare tehnică de la prima versiune AWD până în prezent.

Avantajele sistemului de tracțiune integrală

Tracțiunea integrală are trei avantaje în reținerea drumului:

În cazul tracțiunii integrale, tracțiunea completă este disponibilă teoretic din partea transmisiei. Forța motrice nu afectează efectul de direcție, așa că Subaruk este în mod convingător binevoitor cu predarea previzibilă și previzibilă a drumului. Pentru a obține această reținere de drum necesară (de la toți producătorii de mașini, apropo), modul de tracțiune integrală este ideal pentru aceasta, deoarece forța motrice este distribuită pe toate cele patru roți.

Sistemul de transmisie este crucial, deoarece modul de propulsie și distribuția forței determină în mod esențial momentul în care roata depășește forța maximă de frecare pe suprafața drumului. Acest lucru este deosebit de important în colțurile în care trei forțe joacă un rol, forța motrice a motorului care deplasează mașina înainte, forța de frecare care menține roata pe suprafața drumului și ghidarea laterală (forța centripetă) care rezultă din cealaltă Două. Această forță acționează împotriva forței centrifuge și, cu cât este mai puternică, cu atât este mai sigur în viraje. Schimbul lateral crește odată cu forța motrică luată: Pentru două mașini cu aceeași putere a motorului, una are tracțiune integrală (forța motrică este împărțită în patru), rezultând o direcție laterală mai mare decât cealaltă, care are tracțiune pe două roți. (unde forța motrice este împărțită în două.)

Exemplu: Dacă un motor are 100 CP, fiecare roată motrică poate transfera maximum 30 CP pe șosea în condițiile existente. Într-o mașină cu două roți, fiecare roată motrice (100: 2) oferă 50 CP, cu 20 CP mai mult decât poate transporta pe șosea. Rezultatul: roata se învârte. Roțile au un singur tip de tracțiune, care se distribuie în timpul direcției laterale, conducerii, frânării. Dacă se pierde tracțiunea, rezultă nu numai depășirea roții, ci ghidarea laterală etc. încetează de asemenea să existe.

În cazul tracțiunii integrale, pe de altă parte, 100 CP sunt distribuiți uniform pe cele patru roți, fiecare roată (100: 4) este de 25 CP, astfel încât puterea rămâne în rezerva de 5 CP per roată din motive de siguranță! Roțile nu se vor roti. Această diferență este valabilă în toate condițiile, dar este și mai importantă pe solurile cu valori diferite de frecare reduse. Cu cât situația este mai predispusă la accidente, cu atât este mai mare semnificația avantajului tracțiunii integrale față de tracțiunea integrală.

Simetrie sistematică: „Tracțiunea integrală simetrică” a lui Subaru

Simetria designului este specialitatea definitorie a fabricii, sistemul Subaru este „Simmetrical AWD”, care constă dintr-o combinație de motor cutie și tracțiune integrală.
Comparativ cu toate motoarele V și motoarele în linie, boxermot are avantajul unui centru de greutate redus și a unui design complet simetric. Semnul distinctiv al boxerului este aranjarea rolelor opuse. În interior, perechea de pistoane se confruntă unul cu celălalt ca doi boxeri, pistoanele deplasându-se orizontal. Această structură are ca rezultat și un bloc motor mai rigid. Cu motorul boxer, echilibrul greutății este perfect, construcție plană, scurtă și solidă, arborele cotit scurt și rigid permite viteze mari, construcția redusă a motorului oferă un centru de greutate redus pentru mașină și o distribuție aproape ideală a greutății. Centrul de greutate scăzut asigură un cuplu redus în colțuri, ceea ce determină înclinarea scăzută a corpului și asigură o menținere stabilă a drumului. Motorul boxerului este magic cu funcționarea fără vibrații: boxerul funcționează fără probleme chiar și fără un arbore compensator, până la viteza maximă.

În principal, aceste caracteristici ale sistemului de tracțiune integrală Subaru sunt cele care conduc la echilibru și performanță ridicată: de la motorul montat longitudinal prin transmisie, arborele cardanic până la diferențialul din spate, întregul sistem de acționare rulează în linie dreaptă într-un mod simetric orizontal. aranjament. Aceasta înseamnă un echilibru neutru care duce la cea mai bună reținere a drumului. Toate componentele mai grele, cum ar fi transmisia, sistemul de acționare final etc. cade între cele două axe. Acest lucru evită supraponderarea din față sau din spate și reduce cuplul de pe mașină, derivând la virare. .În noul Subaruk, motorul este plasat și mai jos și mai jos, îmbunătățind astfel stabilitatea deja semnificativă.
Cuplul redus optimizează manevrabilitatea, reducând inerția direcției și îmbunătățind rezistența la drum a mașinii. Cu această proprietate, stabilitatea crește și evitarea accidentelor crește.
Aceasta este o adevărată cheie a siguranței, deoarece este mai bine să eviți un accident decât să supraviețuiești „doar”.

Simetria designului de bază nu numai că asigură proprietăți excelente de funcționare, dar îmbunătățește în mod semnificativ siguranța pasivă, deoarece rămâne suficient spațiu pe ambele părți ale compartimentului motorului. Acest lucru permite instalarea de suporturi de cadre care duc direct din habitaclu la bara de protecție și acționează ca absorbante de energie semnificative într-o coliziune frontală. Designul plat al motorului permite motorului să alunece sub placa de podea în cazul unui accident frontal, are și rol de absorbție a energiei și nu provoacă daune în habitaclu.

Viitorul: îmbunătățirea dinamicii mașinilor pentru mașinile cu tracțiune integrală

Subaru lucrează constant la optimizarea tracțiunii integrale în toate domeniile comenzilor electronice. Scopul a fost un concept de mașină complex care include tracțiune integrală simetrică AWD, VDC, controlul cuplului și măsurarea presiunii roților. Îmbunătățirile diferențialului central, dezvoltarea unui diferențial central cu alunecare limitată controlată electronic și optimizarea LSD-urilor față și spate au condus aproape automat la dezvoltarea mașinilor AWD cu proprietăți dinamice.

Ecuația viitorului: Subaru = tracțiune integrală

Subaru se dezvoltă constant din septembrie 1972, când a lansat prima mașină cu tracțiune integrală din lume. Sistemul Subaru-AWD simetric orizontal a rămas tehnologia de pionierat pentru tracțiunea integrală, care a fost introdusă în urmă cu 36 de ani în producția de autoturisme. Cu toate acestea, tehnologia AWD simetrică este departe de a fi epuizată, iar Subaru lucrează constant la îmbunătățirea acestei tehnologii.

Dezvoltare consecventă a sistemului de tracțiune integrală Subaru din 1972 până în 2007

În cazul transmisiei manuale Subaruk și a automatelor, controlul diferențialului central a fost rezolvat diferit.

Transmisie mecanică

1972: tracțiune integrală comutabilă mecanic
Cea mai simplă formă de tracțiune integrală este tracțiunea integrală comutabilă, care se numește de fapt FOUR-WHEEL DRIVE. Strămoșul. Leone a făcut o conexiune rigidă la puntea spate cu un ambreiaj mecanic printr-un ambreiaj cu gheare cu prima punte față acționată permanent.

1980: tracțiune integrală mecanică comutabilă și "Dual-Range"

Pornind de la vechiul sistem de tracțiune integrală comutabil, Subaru a dezvoltat în continuare sistemul. În plus față de Subaru 1800, un sistem de tracțiune integrală comutabil, are o transmisie suplimentară în transmisie. Trăgând un braț, a fost angrenată o treaptă de viteză, iar puntea spate a fost cuplată și în tracțiune. Când se trage o altă pârghie, se activează o altă transmisie în transmisie, gama duală, „bisectoarea”.

1983: tracțiune integrală comutabilă pneumatică
Atât pentru Libero, cât și pentru Justy, Subaru a configurat tracțiunea integrală, dar conexiunea a fost realizată electropneumatic prin simpla apăsare a unui buton situat pe transmisie. O cutie cu membrană a fost plasată în cutia de viteze, la care a fost conectată o electrovalvă, conectată pe o parte la aspirația motorului și pe cealaltă parte a diafragmei pentru a fi afectată de presiunea atmosferică. Această diferență de presiune a activat arborele ambreiajului montat pe membrană, asigurând o conexiune fixă la puntea spate.

1987: tracțiune integrală permanentă
Cu XT Coupé, a început epoca tracțiunii integrale permanente la Subaru.

În primul rând, tracțiunea integrală a fost combinată cu transmisia manuală cu cinci trepte și transmisia automată cu patru trepte. În cazul transmisiei manuale, diferențialul de mijloc a distribuit forța de acționare pe puntea față-spate, închizând diferența de viteză între axe electromecanic: un comutator electric a activat un mâner de blocare mecanică întotdeauna la 100%.

1988: tracțiune integrală permanentă cu blocare vâscoasă

Pentru prima dată, prima generație Legacy a folosit visco-cuplarea autoblocantă Subaru. Practic, transmisia este similară cu XT, dar diferențialul central se poate închide complet, treptat, în funcție de diferența de viteză dintre puntile față și spate. Acest sistem este folosit și astăzi în unele modele.

2005 STI-AWD cu tracțiune integrală permanentă cu diferențial central al roții planetare, LSD elicoidal, DCCD

Impreza WRX STI are un avantaj sportiv față de ediția standard WRX: pe lângă transmisia cu șase trepte, a dezvoltat un diferențial central cu un sistem de transmisie planetară. În poziția de eliberare a ambreiajului, distribuția cuplului între punțile față și spate este de 36-64%. Această setare a cuplului poate fi modificată chiar de șofer.
Folosind un comutator rotativ, pilotul deplasează ambreiajul electromagnetic, cu care angrenajele planetare schimbă cuplul în funcție de programul selectat.

(DCCD - Diferențial controlat de șofer) La închiderea maximă, uneltele planetei împart distribuția forței cu 50-50%.

LSD elicoidal la diferențialul din față optimizează tracțiunea la roțile din față.

Transmisie automată

1981: Transmisie automată multi-disc-4WD
MultiPlateTransfer -4WD (MP-T) profită de presiunea hidraulică a transmisiei automate și combină automata cu tracțiunea integrală, care poate fi comutată în mișcare prin simpla apăsare a unui buton. Acest sistem constă dintr-un ambreiaj cu șapte discuri pe arborele de ieșire care se conectează la arborele de antrenare din spate. În mișcare, tracțiunea integrală comutabilă transferă presiunea hidraulică de la pompa de ulei de transmisie la ambreiajul cu mai multe discuri, care se închide automat și transferă cuplul pe puntea motrice din spate. Acesta este modul în care MP-T compensează diferența de viteză între roțile din față și cea din spate. „Auto 4WD” înseamnă modul inteligent pe toate roțile, în care presiunea hidraulică de pe ambreiajul cu mai multe discuri este atunci când frâna este acționată și ștergătorul este pornit. (Sic!)

1987: tracțiune integrală permanentă
Pe autoturismul Subaru XT ACT-4 (Control activ al cuplului), distribuția cuplului este diferențiată: mecanică pentru puntea roții din față, cu o pereche de trepte de viteză identice; hidraulic la puntea spate printr-un ambreiaj cu mai multe plăci care rulează în ulei.

1989: transmisie ECTV și tracțiune integrală comutabilă
Cu Justy, care este echipat cu o transmisie ECVT, tracțiunea integrală ar putea fi activată prin simpla apăsare a unui buton. Comutatorul a deplasat hidraulic un arbore de comutator care a conectat fix unitatea distribuitorului cu un manșon glisant.

1991: tracțiune integrală permanentă cu VTD
La Gran Turizmo SVX, Subaru a introdus o transmisie automată îmbunătățită cu Variable Torque Distribution (VTD). Diferențialul central constă dintr-un reductor planetar și (cu diferențialul spate viscokupplung) acesta transmite în mod normal 36% din puterea motorului către roțile din față și 64% spre spate. Cu noua distribuție a puterii, electronica distribuie cuplul cu un nou sistem comparativ cu tehnologia anterioară pentru a oferi cea mai bună tracțiune. Blocarea hidraulică a discului închide sistemul de angrenaje planetare continuu la diferența de viteză care se produce și distribuie cuplul între roțile din față și spate. Cuplajul vâscos funcționează pe puntea spate, astfel încât nu se pierde nici o forță din cauza roților care se rotesc.

1998: tracțiune integrală permanentă cu VTD și VDC
Cele două sisteme au fost introduse de Subaru pe modelul emblematic Legacy. Hardware-ul a rămas același, controlul electronic prin senzori prin comunicarea CAN către unitatea de control VDC. (Controlul dinamicii vehiculului)

2004: Tracțiune integrală permanentă cu VTD și VDC optimizate
Noua transmisie automată cu cinci trepte cu VTD este capabilă să distribuie cuplul de acționare între punțile față și spate într-o gamă relativ largă printr-un sistem planetar cu plăci de blocare multi-disc. Prin urmare, automatul este potrivit pentru VTD, în special pentru mașinile care sunt controlate de VDC, deoarece această unitate de control comunică bine cu unitatea de control automat. Unitatea de control detectează când mașina este supra-direcționată sau sub-direcționată și trimite informații către unitatea de control a transmisiei. Acest lucru reduce cuplul de acționare pe arborele instabil prin blocarea plăcii multidisc.

Acest sistem funcționează din 2004 în 3.0 Legacy și Outback.

Tehnica în detaliu

Structura și funcționarea blocării discului
Transmisie automată cu VTD

Cuplul de la transmisie este transmis la unitatea de angrenaje planetare prin angrenajul solar primar, care acționează angrenajele planetare. Acestea sunt în contact constant cu purtătorul de viteze planetar, care este în comunicare cu pinionul care duce la puntea din față. Angrenajele planetare din spate conduc arborele de transmisie la puntea spate prin intermediul transmisiei solare secundare.
Distribuția forței de acționare pe punțile față și spate este controlată în cele din urmă de distribuitorul final. Blocarea discului închide sistemul de angrenaje planetare la diferența de viteză între puntile față și spate. Distribuția normală a puterii de 36/64% poate fi modificată continuu prin blocarea plăcii. În plus, gradul de închidere depinde de mărimea diferenței de viteză și poate fi de până la 100% în cazul unei diferențe mari.

Funcționarea și proiectarea ambreiajului cu mai multe plăci
(Transmisie automată ACT-4)

Ambreiajul cu disc cu ulei este format din aripioare exterioare și interioare alternante. Aripioarele exterioare (aripioare de oțel) sunt în contact strâns cu suportul planetei. Aripioarele interioare (aripioare de frecare) de pe suportul lamelelor sunt strâns legate de arborele de acționare al osiei spate. Pistoanele din carcasa de acționare finală sunt deplasate hidraulic. Presiunea uleiului pe pistoane este controlată de o supapă controlată de senzor care primește semnale de la unitatea de comandă a transmisiei. Cele mai importante semnale de intrare pentru controlerul automat sunt utilizate pentru a controla închiderea: informațiile despre viteza senzorului de viteză și informațiile provenite de la unitatea de control VDC. Prin aceasta, dispozitivele electronice detectează sarcina pe mașină și diferența de viteză între punțile față și spate într-o poziție dată. Pe baza acestor informații, unitatea de control calculează presiunea uleiului necesară în cilindru în funcție de fiecare stare de deplasare, care comprimă discurile. Cu cât presiunea este mai mare, cu atât este mai mare forța de compresiune a cilindrului, cu atât este mai mare forța motrice pe puntea spate.

Structura și funcția ambreiajului vâscos (transmisie manuală cu diferențial central)

VDC (Controlul dinamicii vehiculului)

Obiectivul dezvoltării Subaru este de a optimiza stabilizarea rețelei de drum pe drumuri alunecoase (prin închiderea diferențialului mediu) și manevrarea în siguranță pe drumuri uscate (cu distribuție optimă a cuplului). Aceste condiții au fost realizate prin coordonarea feedback-ului VDC și a punctului pivot. Acest sistem funcționează pe versiunea 3.0 Legacy, Outback, lansată din 2004 și acum pe toate modelele Subaru.

Pentru a-i readuce pe șoferi cu inima ușoară pe calea siguranței, Masaru Katsurada, inginer de dezvoltare la Subaru, a luat măsuri: sistemul ar trebui să fie responsabil pentru stabilizarea mașinii longitudinal și transversal folosind sistemul de gestionare și frânare a motorului dincolo de limitele fizice ale mașinii. Tehnicienii ar trebui să regleze VDC astfel încât mașina să nu-și piardă caracterul sportiv. Scopul lucrării generale a fost de a oferi VDC un ajutor scurt, dar clar, în legătură cu cele patru roți antrenate, într-o situație lipsită de speranță în apropierea limitei fizice.

Pentru autoturismele cu tracțiune integrală Subaru, controlul dinamicii rutiere - „VDC” - asigură o siguranță ridicată la cel mai înalt vârf tehnic disponibil astăzi. Începând cu 2007, în versiunea 3.0 Legacy și Outback, sistemul a fost rafinat cu Si-Drive introducere.