36 éves a SUBARU összkerékhajtás

Sülle Csaba Q0MZH9

1972: Új meghajtási korszak kezdődik

1972 szeptemberében vezette be a Subaru -a világon elsőnek- a gyári személyautó gyártásban az összkerékhajtást. Japánban elsőnek jöttek ki az első kerék meghajtással, innen már csak egy lépés volt a négykerék meghajtás kifejlesztése. A Subaru Leone Station Wagon AWD szériában gyártott kapcsolható négykerék hajtásával kezdődik az új meghajtási éra. Azóta a Subaru világszerte jóval több, mint nyolc millió összkerék meghajtású személygépkocsit épített, ezzel vitathatatlanul piacvezető ebben a szegmensben.

A hatvanas évek kezdetéig egyértelműen a „haszongépjárművek”-nél használt fogalom volt az összkerékhajtás. Csak a katonai- vagy haszonjárművek és a terepjárók voltak négykerék hajtásúak. Ugyan a lehető legjobb megoldás volt a rossz terepviszonyok között a haladáshoz, mégis ezek a járművek túl lassúak voltak, nehezen fordultak és kompromisszum nélküliek a nehéz terepen. A 70-es években, ahogy a motorok egyre erősebbek és a járművek egyre gyorsabbak lettek, a négy meghajtott kerék elve egyre nagyobb hangsúlyt kap, ezzel a rendszerrel a megnövekedett motorteljesítményt kontrolláltan tudja az útra átvinni.

Az összkerék meghajtás előnyei kézenfekvőek: a meghajtásrendszer maximális vonóerőt eredményez, a vonóerő nem befolyásolja a kormányzást, az AWD egyértelműen és kiszámíthatóan elősegíti autó neutrális viselkedését. Emiatt egy kis lökésre volt szüksége az összkerékhajtás technológiájának, hogy ezt átvigyék a személyautóra. Ezt a lökést adta meg a Tohoku Elektric Supply Company, amely a japán félszigetet -Honshut látja el árammal. Ez a nagyfogyasztó szeretett volna egy autót, amellyel dolgozói a munkahelyükre télen is probléma nélkül és biztonságosan eljuthatnak. Subaru kifejlesztette a Leone Station Wagon AWD –t , és előállította 1972 szeptemberben a világon az első négykerék hajtású személyautót. A 4WD Leoneval megoldották a hegyvidéki, havas tájon fekvő elektromos vállalat dolgozóinak a bejárási problémáit. Ezzel a Subaru Leone Station Wagon AWD a világ legjobban eladható összkerékhajtású autója lett, és egyben csírája a Subaru Összkerékhajtás technológiájának.

Megjegyzés: nyolc évvel a Leone Station Wagon AWD megjelenése után egy délnémet autógyár 1980-ban az „Ur-Quattro” négykerékhajtású autóval jött ki…

Subaru- az összkerékhajtás Pionírja

1972 szeptember: Az összkerékhajtás korszaka kezdődik

A Leone Station Wagon AWD kívülről és belülről nem különbözött a fronthajtású testvérétől. De az előbbi kapcsolható négykerékhajtású volt, ahol a motorerő egy részét a hátsó tengelyhez irányította, a Leone egy mechanikus kapcsolóval, a hátsó tengellyel merev kapcsolatot létesített egy karmos kuplungon keresztül az első állandóan hajtott első tengellyel. Ezzel a gk. viselkedése érezhetően stabilabb lett, a vonóerő határtalanul megváltozott.

Technikai adatokSubaru Leone Station Wagon AWD

hossz/ szél / magasság:3995mm x 1500mm x 1385mm

Súly:855 kgMotor:

Vízhűtése négyhengeres-Boxermotor EA63SFurat x Löket:

85 mm x 60 mmTérfogat:1361 ccmsürítés:8,5 : 1

Max. teljesítmény:53 kW / 72 LE 6.400/min

Max. forg. nyomaték:10,2 kg-m/3.000 min = 100,06 Nm / 3.000/min

Váltó:Négyfokozatú kéziváltó

Meghajtás:Kapcsolható négykerékhajtás; mechanikus kapcsolású fix kapcsolatú körmös kuplung az állandó

meghajtású első tengelyről a hátsóra.Első futómű

Önálló kerékfelfüggesztés McPherson-rendszerHátul

Önálló felfüggesztés ferde lengő karokkal

Az összkerékhajtás három előnyt jelent a úttartásban:

Vonóerő Használhatóság Stabilitás

Az összkerékhajtásnál a sebességváltó oldalról elméletileg a teljes vonóerő rendelkezésre áll. A hajtóerő nem befolyásolja a kormányhatást, ezért a Subaruk meggyőzően jóindulatúak az előrelátható, kiszámítható úttartásukkal. Hogy ezt a (egyébként az összes autógyáraktól) megkívánt úttartást elérjék, ehhez ideális az összkerékhajtás módja, mivel a meghajtó erő mind a négy keréken oszlik meg.

Az erőátvitel szisztémája döntő jelentőségű, mivel a meghajtás módja és az erőelosztás lényegesen meghatározza, hogy mikor jön el az az időpont, amikor a kerék átlépi a maximális súrlódó erőt az útfelületen. Ez különösen a kanyarban fontos, ahol három erő játszik szerepet, a motor hajtóereje, ami az autót előre mozgatja, a surlódóerő, ami a kereket az útfelületen tartja, és az oldalvezetés, (centripetális erő) ami a másik kettőből adódik. Ez az erő hat a centrifugális erő ellen, és ez minél erősebb, annál biztosabb a kanyartartás. Az oldalvezetés az elvett meghajtóerővel növekszik: Két autónál, amelyeknek ugyanaz a motorteljesítménye, az egyik összkerékmeghajtással rendelkezik, (a meghajtóerő négyfelé oszlik) ezzel nagyobb oldalvezetés érhető el, mint a másiknál, amely kétkerékhajtással bír. (ahol a meghajtó erő kétfelé oszlik.)

Példa: Ha egy motor 100 LE, mindegyik hajtókerék a meglévő feltételek között maximálisan 30 LE –t tud átvinni az úttestre. Egy kétkerékhajtású autónál mindegyik hajtókerék (100:2) 50LE-t ad le, 20 LE-vel többet, mint amennyit az útra át tud vinni. Az eredmény: a kerék túlpörög. A kerekeknek csak egyféle tapadásuk van, ez oszlik meg a oldalvezetés, hajtás, fékezés során. Ha elveszik a tapadás, nem csak a kerék túlpörgése az eredmény, hanem az oldalvezetés, stb. is megszűnik.

Az összkerékhajtásnál ezzel szemben a 100 LE egyformán oszlik el a négy keréknél, mindegyik kerék (100:4) 25 LE, tehát a teljesítmény határon belül marad még kerekenként 5 LE tartalék, a biztonság kedvéért! A kerekek nem fognak túlpörögni. Ez a különbség érvényes minden körülmények között, viszont a különböző csekély súrlódásértékkel rendelkező talajon még nagyobb jelentőséggel bír. Minél balesetveszélyesebb a szituáció, annál nagyobb jelentősége van a négykerékhajtás előnyének a kétkerékhajtással szemben.

Szisztematikus szimmetria: Subaru „Szimmetrikus Négykerékhajtása”

A konstrukció szimmetriája a gyár meghatározó specialitása, -a Subaru szisztémája a „Simmetrical AWD” , amely a boxermotor és az összkerékhajtás kombinációjából áll. A összes V-motorral és soros motorral szemben a boxermotornak az előnye az alacsony súlypont és a teljesen szimmetrikus építési mód. A boxer ismertető jele az egymással szemben fekvő hengerek elrendezése. A belsejében a dugattyúk párosával egymással szemben állnak, mint két boxoló, a dugattyúk vízszintesen mozognak. Ez a struktúra merevebb motorblokkot is eredményez. A boxermotornál a súlykiegyenlítés tökéletes, lapos építésű, rövid és szilárd, a rövid és merev főtengely lehetővé teszi a magas fordulatszámot, a motor alacsony építési módja alacsony súlypontot biztosít az autónak és csaknem ideális súlyelosztást. Az alacsony súlypont biztosítja az alacsony forgatóerőt a kanyarokban, ez határozza meg a karosszéria csekély dőlését, és a stabil úttartást biztosít. A boxermotor a rezgésmentes futásával varázslatos: a boxer kiegyenlítőtengely nélkül is lágyan fut, egészen a maximális fordulatszámig.

A Subaru-összkerékhajtás rendszernek főleg ezek a tulajdonságai vezetnek a kiegyensúlyozottsághoz és a magas teljesítőképességhez: a hosszában beépített motortól a sebességváltón, kardán tengelyen keresztül a hátsó differenciálig az egész meghajtórendszer egyenes vonalban fut, vízszintesen szimmetrikus elrendezésben. Ez semleges kiegyensúlyozottságot jelent, ami a legjobb úttartáshoz vezet. Minden nehezebb komponens, mint a sebességváltómű, végső meghajtásrendszer, stb. a két tengely közé esik. Ez elkerüli a túlsúlyt az első, vagy hátsó részen és csökkenti az autón a forgatónyomatékot, kanyarban a kisodródást. .Az újabban készült Subaruknál a motort még lejjebb és hátrább helyezték, ezzel is javítva az amúgy is jelentős stabilitást. Az alacsony forgatóerő optimalizálja a fordulékonyságot, amivel csökkenti a kormány tehetetlenségét és javítja az autó úttartását. Ezzel a tulajdonságával nő a stabilitás, nő a baleset elkerülhetősége. Ez valódi kulcs a biztonsághoz, mivel jobb a balesetet elkerülni, mint „csak” túlélni.

Az alapkonstrukció szimmetriája nem csak kitűnő futástulajdonságokról gondoskodik, hanem a passzív biztonságot is jelentősen fokozza, mivel a motortér mindkét oldalán elég hely marad. Ez lehetővé teszi a kerethordozók beépítését, amelyek az utasfülkéből direkt a lökhárítóhoz vezetnek, és egy frontális ütközésnél jelentős mértékben energiaelnyelőkként szerepelnek. A motor lapos építési módja lehetővé teszi, hogy a frontális karambolnál a motor a padlólemez alá csúszik, ennek energiaelnyelő szerepe is van és nem okoz sérülést az utastérben.

A jövő: az autók dinamikájának a javítása az összkerekes autóknálA Subaru folyamatosan dolgozik az összkerékhajtás optimalizálásán az elektronikus vezérlésnek összes területén. A cél egy komplex autókoncepció volt, amelyben az összkerékhajtás szimmetrikus AWD, VDC,

forgatónyomaték vezérlés és a keréknyomás-mérés együtt szerepelnek. A középső differenciál továbbfejlesztése, egy elektronikusan vezérelt központi Limited-Slip Differenciálnak kifejlesztése, valamint az

első és hátsó LSD optimalizálása, csaknem automatikusan vezetett a dinamikus tulajdonságú AWD autók kifejlesztéséhez.

A jövő egyenlete: Subaru = ÖsszkerékhajtásA Subaru 1972 szeptember óta, mióta a világ első négykerékhajtású autóját kihozta, konzekvensen folytatja a

fejlesztést. A vízszintesen szimmetrikus Subaru-AWD szisztéma megmaradt az összkerékhajtás pionírjának kiinduló technológiája, amit 36 éve a személyautó gyártásban bevezettek. Azonban a Szimmetrikus AWD

technológia még korántsem kimerített, a Subaru folyamatosan dolgozik ennek a technikának a továbbfejlesztésén.

Subaru összkerékhajtás rendszer konzekvens fejlődése 1972 – 2007-ig

A kézi váltós Subaruknál és az automatáknál másképp oldották meg a központi differenciál vezérlését.

Mechanikus váltó

1972: mechanikus kapcsolható négykerékhajtás

A legegyszerűbb formája a négykerékhajtásnak a kapcsolható összkerékhajtás, amit igazából a NÉGYKERÉKHAJTÁSnak nevezünk. Az ős.Leone egy mechanikus kapcsolóval a hátsó tengellyel merev

kapcsolatot létesített egy karmos kuplungon keresztül az első állandóan hajtott első tengellyel.

1980: mechanikus kapcsolható négykerékhajtás és a „Dual-Range”Az ősi kapcsolható négykerékhajtás rendszerből kiindulva a Subaru a rendszert tovább fejlesztette. A Subaru 1800, kapcsolható négykerékhajtás rendszer mellett a sebességváltóba elvezetett egy plusz áttételt. Egy kar meghúzásával egy fogaskerékpár kapcsolódott össze és a hátsó tengelyt is bekapcsolta a hajtásba. Egy másik kar meghúzásakor aktiválódott egy másik áttétel a sebességváltóban, ez a Dual Range, a „felező”.

1983: pneumatikus kapcsolható négykerékhajtás A Liberonál és a Justynál is beállította a Subaru a négykerékhajtást, de a kapcsolat elektropneumatikusan jött létre gombnyomásra, amely a sebességváltón volt elhelyezve. A sebességváltóban egy membrándoboz volt elhelyezve, melyhez mágnesszelep csatlakozott, egyik oldalon a motor szívóhatásával összekötve, a membrán másik oldalán az atmoszférikus nyomás hatott. Ez a nyomáskülönbség aktiválta a membránnal összekötött kapcsolótengelyt, ami a fix kapcsolatot biztosította a hátsó tengellyel.

1987: Állandó négykerékhajtásAz XT Coupéval kezdődött az állandó négykerékhajtás kora a Subarunál. Először a négykerékhajtást az ötsebességes kéziváltóval és a négysebességes automata váltóval kombinálták. A kéziváltónál a középső differenciál elosztotta a meghajtóerőt az első- hátsó tengelyhez, a fellépő fordulatszámkülönbséget a tengelyek között elektro-mehanikusan zárta: egy elektromos kapcsoló aktivált egy mechanikus zárókilincset mindig 100 %-osan

1988: Állandó négykerékhajtás viscozárralAz első generációs Legacynál először alkalmazott a Subaru önzáró viscokupplungot. Alapvetően a sebességváltó hasonló az XT-vel, de a középső differenciál az első- és hátsó tengely közti fordulatszám különbség függvényében önműködően, fokozatmentesen tud teljesen zárni. Ez a rendszer még egyes mai modellekben is használatos.

2005 STI-AWD állandó négykerékhajtás Planétakerék-Középdifferenciállal, Helical LSD, DCCDAz Impreza WRX STI-nek , a WRX alapkiadáshoz képest sportos előnye van: a hatsebességes sebességváltó mellett egy bolygókerékrendszerrel szerelt középdifferenciált fejlesztett ki. A kuplung oldó-állásában, a nyomaték eloszlás az első-hátsó tengely között 36-64 %. Ezt a nyomaték beállítást a vezető maga megváltoztathatja. Egy forgókapcsoló segítségével a pilóta az elektromagnetikus kuplungot mozgatja, amivel a bolygókerekek a kiválasztott program szerint változtatják a nyomatékot

(DCCD - Driver Controlled Differential) A maximális zárásnál a bolygókerekek osztják a z erőelosztást 50-50 %-ban. A Helical LSD a frontdifferenciálnál optimalizálja a vonóerőt az első kerekeknél .

Automata váltó

1981: Automata többtárcsás erőátvitel-4WDA MultiPlateTransfer -4WD (MP-T) kihasználja az automata sebességváltó hidraulikus nyomását és kombinálja az automatát az összkerékhajtással, amelyet útközben egyszerű gombnyomásra kapcsolhatunk. Ez a rendszer egy héttárcsás kupplungból áll a kimeneti tengelyen, amely a hátsó meghajtó tengellyel köti össze. A kapcsolható összkerékhajtás útközben a hidraulikus nyomást a váltó olajpumpájától a többtárcsás kuplungra viszi át, ami így automatikusan összezáródik és a forgatónyomatékot a hátsó meghajtó tengelyre viszi át. Így kiegyenlíti az MP-T a fordulatszám különbéget az első és hátsó kerekek között. Az „auto 4WD” intelligens Összkerék-Módot jelent, amelynél a hidraulikus nyomást a többtárcsás kuplungra a fékre lépés, és az ablaktörlő bekapcsolása jelentette. (sic!)

1987: Állandó összkerékhajtásA Subaru XT automatánál ACT-4 (Active Control of Torque) a nyomatékmegosztás differenciált: mechanikus az első kerék- tengelyhez, egy pár egyforma fogaskerékkel; hidraulikus a hátsó tengelyhez, egy olajban futó többlamellás kuplungon keresztül.

1989: ECTV-sebességváltó és kapcsolható összkerékhajtásA Justynál, amely ECVT váltóval szerelt, az összkerékhajtást gombnyomással lehetett aktivizálni. A kapcsoló hidraulikusan mozgatott egy kapcsolótengelyt, amely egy csúszó muffal az elosztómeghajtást fixen összekapcsolta.

1991: Állandó összkerékhajtás VTD-velA Gran Turizmo SVX –nél a Subaru bevetette a továbbfejlesztett automataváltót a változó forgatónyomaték elosztóval együtt (VTD : Variable Torque Distribution). A középdifferenciál egy bolygókerék egységből áll és (a hátsó differenciál viscokupplunggal) ez vezeti a motorerőt normál esetben 36%-ban az első kerekekre, 64 %-ban a hátsókra. Az új erőelosztással az elektronika az eddigi technológiával szemben a forgatónyomatékot új szisztémával osztja el, hogy a legjobb vonóerőt biztosítsa. A hidraulikus lemezzárás fokozatmentesen zárja a bolygókerékrendszert a fellépő fordulatszám különbségnél és osztja el a nyomatékot az első- és hátsó kerekek között. A viscokupplung a hátsó tengelyen működik azért, hogy semennyi erő ne vesszen kárba a kipörgő kerekek miatt.

1998: Állandó összkerékhajtás VTD-vel és VDC-velA két rendszert a Subaru a Legacy csúcsmodellnél vetette be. A Hardware maradt a régi, az elektronikus vezérlés a szenzorok révén CAN kommunikációval jutnak a VDC vezérlőegységbe. (Vehicle Dynamics Control)

2004: Állandó összkerékhajtás optimalizált VTD-vel és VDC-velAz újonnan fejlesztett öt sebességes automata váltó VTD-vel egy bolygókerék rendszeren keresztül tudja a többtárcsás zárólemezekkel a meghajtó nyomatékot relatív széles határok között az első és hátsó tengelyek között elosztani. Ezért illik az automata a VTD-vel különösen azokhoz az autókhoz, amelyek VDC-vel vezéreltek, mivel ez a vezérlőegység jól kommunikál az automata vezérlőegységével. A vezérlőegység felismeri az autó felül,- vagy alulkormányozottságát, információt küld a sebváltó vezérlőegységének. Ez redukálja a többtárcsás lemezzáron keresztül a hajtónyomatékot az instabillá vált tengelyen.

Ez a rendszer működik a 2004-től a 3.0 Legacykban és az Outbackben.

Köszönöm a figyelmet !