Полный привод Subaru

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 субару на механике имеют честный полный привод с тремя дифференциалами (межосевой блокируется закрытой вискомуфтой). Из отрицательных сторон стоит упомянуть слишком усложненную конструкцию, получившуюся вследствие совмещения 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…

1 — входной вал, 2 — механизм понижающей передачи, 3 — ведущая шестерня 3-й передачи, 4- ведущая шестерня 4-й передачи, 5 — ведущая шестерня 5-й передачи, 6 — корпус раздаточной коробки, 7 — ведомая шестерня раздаточной коробки, 8 — хвостовик, 9 — ведущая шестерня раздаточной коробки, 10 — межосевой дифференциал, 11 — вязкостная муфта, 12 — передний выходной вал, 13 — вторичный вал коробки передач, 14 — ведомая шестерня 3-й передачи, 15 — ведомая шестерня 2-й передачи, 16 — ведомая шестерня 1-й передачи, 17 — вспомогательная шестерня 1-й передачи, 18 — передний межколесный дифференциал.

Но не будем отвлекаться. В автоматических трансмиссиях ныне эксплуатируемых Subaru используется два основных типа 4WD.

1.1. Active AWD / Active Torque Split AWD

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

Этот вариант издавна устанавливается на подавляющее большинство Subaru (с АКПП типа TZ1). По сути, этот «полный» привод такой же «честный», как и тойотовские V-Flex или ATC — те же самые подключаемые задние колеса и тот же самый принцип TOD (Torque on Demand). Межосевого дифференциала нет, а задний привод включается гидромеханической муфтой в раздатке — назад идет от ~10% усилия в нормальных условиях (если не относить это на внутреннее трение в муфте) до почти 50% в предельном состоянии.

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 (хотя слишком громко сказано «перераспределять») 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.

• В нормальных условиях, при полностью отпущенной педали акселератора распределение момента между передними и задними колесами составляет 95/5..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… 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.
• 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.
• 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.

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.

1.2. VTD AWD

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.

Евгений Е., Москва