SUBARU | Technika | Symmetrical AWD

Na "Symmetrical AWD" będący podstawą konstrukcji samochodów Subaru, składa się zamontowany wzdłużnie z przodu, poziomy, przeciwsobny silnik SUBARU BOXER, oraz również prawie całkowicie symetryczny układ napędowy – skrzynia biegów wraz z przednim dyferencjałem i półosiami o jednakowej długości, umieszczony w osi samochodu wał napędowy biegnący do tylnego dyferencjału, a wreszcie tylna przekładnia główna i tylne półosie, również o równej długości. Właśnie owo kompletne rozwiązanie skutkuje stabilnością samochodu, który staje się przez to bezpieczny, ale przede wszystkim efektywny i skuteczny w swych drogowych zachowaniach. Przedstawiona wyżej konfiguracja układu napędowego jest tradycją firmy Subaru od momentu, gdy ok. czterdzieści lat temu wyprodukowała ona swój pierwszy samochód z napędem 4WD. Konstrukcja tamta, Subaru Leone 4WD, była w rzeczywistości pierwszym masowo produkowanym, osobowym (a nie terenowym lub luksusowo – sportowym) samochodem z napędem czterech kół. Przez czterdzieści lat nie zmieniło się jedno – cały układ napędowy, począwszy od poziomego, przeciwsobnego silnika aż do tylnej przekładni głównej z jej mechanizmem różnicowym, umieszczony jest w jednej prostej linii, w osi podłużnej samochodu. Drugą charakterystyczna cechą układu Symmetrical AWD jest to, że zamontowany jest on najniżej jak to możliwe, a zarazem przesunięty maksymalnie do tyłu. W efekcie środek ciężkości całego samochodu znajduje się wyjątkowo nisko i blisko geometrycznego środka samochodu. To umożliwiło ograniczenie - bez nadmiernego usztywniania zawieszenia - niechcianych bocznych przechyłów samochodu występujących na zakrętach oraz wzdłużnych przechyłów podczas hamowania i przyspieszania. Efektem końcowym jest stabilne zachowanie Subaru w każdych warunkach drogowych, dobra trakcja układu 4WD, a przy tym komfortowe pokonywanie nierówności. Żaden z tych elementów nie musiał paść ofiarą kompromisu, zatem można było osiągnąć wyjątkowe zadowolenie z jazdy, i kierowcy i pasażerów.
Symmetrical AWD stosowane przez Subaru realizowane jest w praktyce przez kilka różnych systemów, zależnie od modelu auta i wersji układu napędowego.

Wpływ konstrukcji układu napędowego na kierowalność samochodu

Przednionapędowe i tylnonapędowe układy napędowe, czyli takie, które (przeciwnie do Subaru) nie przekazują napędu stale przez cztery koła, charakteryzują się tym, że mogą dostarczyć do kół napędzanych nadmierny moment napędowy. Wynika to z prostego faktu, że na jedną oś przypada tu w praktyce dwukrotnie więcej momentu generowanego przez silnik niż w systemie AWD. Na zakręcie, czyli tam gdzie występują także boczne siły bezwładności, wszystkie te obciążenia mogą się zsumować i spowodować utratę przyczepności, która w samochodzie z napędem jednej osi wystąpi znacznie wcześniej niż w samochodzie z napędem wszystkich kół. W takim przypadku dochodzi zwykle do utraty stabilności pojazdu – przeciążona oś napędzana zaczyna się ślizgać na zewnątrz od założonego przez kierowcę toru jazdy. Tymczasem system AWD, który rozdziela moment napędowy pomiędzy cztery koła, czyni to w sposób bardziej zrównoważony. Efektem jest bardziej neutralne prowadzenie, oraz brak utraty przyczepności wzdłużnej, także podczas pokonywania zakrętu. Jeżeli mimo wszystko jedno z kół zaczyna na śliskiej nawierzchni tracić przyczepność, pozostałe trzy dysponują wystarczającą zdolnością do przenoszenia napędu, by skompensować to zjawisko. Porównując systemy z napędem jednej osi i AWD widzimy, że ten ostatni dysponuje większą zdolnością do przenoszenia siły napędowej, a więc jest bezpieczniejszy. Oczywiście, współczesne rozwiązania pozwalają ograniczyć momenty napędowe w samochodach z napędem tylko przednim lub tylko tylnym i zminimalizować ryzyko poślizgu. Jednak gdy napędzane są cztery koła a moce silników są porównywalne, zachowanie auta jest łatwiejsze do skontrolowania, a przyspieszenie znacznie lepsze. O ile opisany wyżej efekt może dotyczyć różnych systemów napędu czterech kół, druga własność systemu Symmetrical AWD jest charakterystyczna wyłącznie dla rozwiązań stosowanych przez Subaru. Chodzi tu o wspomnianą już konstrukcję, pozwalającą na zamontowanie całości, ale przede wszystkim silnika i skrzyni biegów nisko w samochodzie, w ten sposób, że położenie środka ciężkości całego pojazdu jest również obniżone. Skutkuje to bezpośrednio większą stabilnością auta podczas pokonywania zakrętów – skoro pojazd samoistnie nie ma tendencji do mocnych przechyłów, nie trzeba im przeciwdziałać stosując wyjątkowo sztywne regulacje zawieszenia. To zaś powoduje, że zawieszenie ma odpowiednio duży skok i koła dobrze współpracują nawet z nierówną nawierzchnią. Konkluzja jest jednoznaczna – podstawowe założenia techniczne Subaru sprawiają, że na wszelkich rodzajach dróg, poczynając od autostrad, przez kręte drogi górskie, a kończąc nawet na trasach offroadowych samochód "automatycznie", prowadzi się stabilnie, pewnie i jest komfortowy. kierowca, który nie musi z nim walczyć czuje się zrelaksowany i przede wszystkim bezpieczny. Można więc powiedzieć, że konstrukcja samochodu Subaru realizuje założenia tego, co nazywamy aktywnym bezpieczeństwem – z samej swej istoty zapobiega skutkom wypadków, zmniejszając prawdopodobieństwo ich wystąpienia.

(Stosowany w samochodach Legacy, Outback, Impreza i Forester z automatycznymi skrzyniami 4AT oraz ze skrzyniami bezstopniowymi Lineartronic)

Jest to system napędu AWD opracowany wyłącznie dla czterobiegowych automatycznych skrzyń biegów wyposażonych w tryb manualny, oraz do skrzyń bezstopniowych Lineartronic.
W rozwiązaniu tym nie stosuje się centralnego mechanizmu różnicowego. System przenosi moment napędowy bezpośrednio do przedniego dyferencjału, oraz przy użyciu wielopłytkowego mokrego sprzęgła uruchamianego hydraulicznie (MP-T – Multi Plate Transfer), do wału napędowego biegnącego do tylnego dyferencjału. W większości zastosowań podstawowy podział momentu wynosi 60% dla osi przedniej i 40% dla osi tylnej. Czujniki nieustannie monitorują zmiany przyczepności/obrotów przednich i tylnych kół, położenie pedału gazu, użycie hamulca i skręt kierownicy, a sterownik na tej podstawie kontroluje pracę elektromagnetycznego zaworu dostarczającego olej do siłownika sprzęgła. W zależności od chwilowych wymagań, 100% momentu może być skierowane na koła przednie lub podział może wynosić 50%/50% (pełna blokada sprzęgła). Ten rodzaj napędu AWD pozwala aktywnie stabilizować ruch pojazdu, a w razie potrzeby, dla zmniejszenia oporów, zmniejszać udział napędu tylnego.

(Stosowany w samochodach Legacy 2.5GT, Outback 3.6R, Tribeca, oraz WRX STI)

Ten system napędu AWD opracowano dla pięciobiegowych automatycznych skrzyń biegów E-5AT z manualnym trybem zmiany biegów, gdzie ma on za zadanie wspierać sportowy styl jazdy i poprawiać kierowalność samochodu. W tym przypadku podstawowy podział momentu napędowego przód/tył dokonuje się w planetarnym, centralnym mechanizmie różnicowym, w stosunku 45%/55%. Przewaga momentu napędowego dla kół tylnych ma na celu zminimalizowanie tendencji do podsterowności auta. Centralny mechanizm różnicowy wyposażono w sterowane hydraulicznie sprzęgło zwiększające jego tarcie wewnętrzne. Zestaw czujników pobiera dane określające poślizg kół, użycie hamulca, pedału gazu itp. a sterownik zaworu hydraulicznego dobiera odpowiednio stopień blokady dyferencjału. Przy maksymalnej blokadzie rozdział momentów wynosi 50%/50%, z tym, że sterownik w każdym momencie dąży do uzyskania jednocześnie sportowych atrybutów jazdy oraz pełnej stabilności samochodu. W niektórych modelach uzupełnieniem tego systemu jest opcjonalny tylny mechanizm różnicowy ze zwiększonym tarciem.

(System napędu AWD stosowany jest w Legacy, Outback, Imprezie i Foresterze z manualnymi pięcio- i sześciobiegowymi skrzyniami biegów 5MT i 6MT)

Jest to system AWD przeznaczony dla manualnych skrzyń biegów. Jego prosta konstrukcja składa się z klasycznego centralnego mechanizmu różnicowego opartego na stożkowych kołach zębatych, oraz ze sprzęgła lepkościowego zwiększającego jego tacie wewnętrzne, po wystąpieniu różnicy prędkości obrotowych obu wałów wyjściowych. Podstawowy podział momentu pomiędzy koła przednie i tylne wynosi 50%/50%, co jest dobrym kompromisem pomiędzy zdolnością do przyspieszania i stabilnością samochodu. Gdy koła którejś osi tracą przyczepność i zaczynają obracać się szybciej, sprzęgło lepkościowe przywraca właściwy podział momentu. Stosunek między momentami przenoszonymi przez obie osie może sięgać od 20%/80% do 80%/20%. Połączenie tego rozwiązania z uniwersalnością manualnej zmiany biegów tworzy napęd o dobrych, sportowych własnościach, właściwie wykorzystujący dostępną przyczepność kół samochodu.