Wszystko zaczęło się we wrześniu 1972 r., kiedy w Japonii do masowej produkcji wprowadzono kombivan Subaru Leone 4WD. Od tego czasu Subaru wyprodukowało ponad 21 mln pojazdów z napędem na wszystkie koła.

Reklama
fot. materiały prasowe

Subaru określa swój układ napędowy „symetrycznym”. Na „Symmetrical All-Wheel Drive” składa się zamontowany wzdłużnie z przodu, poziomy, przeciwsobny silnik SUBARU BOXER oraz 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. Do tego środek ciężkości pojazdu znajduje się możliwie jak najniżej i blisko geometrycznego środka samochodu. Dziś samochody wyposażone w technologię Symmetrical AWD stanowią aż 98 proc. globalnej sprzedaży samochodów Subaru.

System S-AWD, czyli gwarancja przyczepności

Kilka lat doświadczeń z Leone AWD pokazało bowiem, że krąg odbiorców takiego napędu może być znacznie szerszy. Przykładem mogą być kierowcy zainteresowani holowaniem przyczep. Dla nich przygotowano kolejną wersję Leone Coupé rocznik 1979 – już ze stałym napędem obu osi i reduktorem (wersja Dual Range).

W 1981 r. pojawiła się kolejna generacja napędu, tym razem kojarzona w modelu Leone z automatycznymi skrzyniami biegów. Napęd tylnej osi można było włączać przyciskiem uruchamiającym hydraulicznie wielopłytkowe sprzęgło cierne MP-T, umieszczone nietypowo, bo w tylnej części skrzyni biegów. Napęd był załączany płynnie.

Pięć lat później w Leone Coupé RX II pojawił się system AWD, działający całkowicie niezależnie od kierowcy. Sprzężony ze skrzynią manualną, kierował moment napędowy przez klasyczny, centralny mechanizm różnicowy, rozdzielając go po równo. Przed utratą napędu w razie całkowitego poślizgu jednej z osi chroniło sprzęgło wiskotyczne, zwiększające w razie potrzeby jego tarcie wewnętrzne, dzięki czemu część napędu zawsze trafiała na oś zachowującą przyczepność.

Działający już bez ingerencji kierowcy napęd AWD, współpracujący z automatycznymi skrzyniami biegów, został zaproponowany w sportowym modelu Alcyone/XT w 1987 r. Podobnie jak w Leone, napęd tylnej osi był włączany przez sprzęgło MP-T, lecz już bez udziału kierowcy dzięki elektronicznemu sterownikowi. W ten sposób osiągnięto aktywny rozdział momentu napędowego między osie: od 100 proc. (przód)/0 proc. (tył) do 50 proc./50 proc., gdy sprzęgło MP-T zostało całkowicie załączone. Jego płynne działanie dostosowywało moment napędowy, trafiający w wyznaczonych granicach na osie, do warunków drogowych. Układ zyskał nazwę Active Torque Split AWD lub ACT-4.

Kolejne wersje tego systemu, wyposażone w coraz doskonalszą elektronikę, obecnie współpracujące także z układami ABS i VDC, zapobiegającymi poślizgowi kół czy to przy hamowaniu, czy przy rozpędzaniu, są stosowane ze skrzyniami automatycznymi (teraz bezstopniowymi Lineartronic) do dziś.

fot. materiały prasowe

Odpowiednie sterowanie tymi systemami pozwoliło we współczesnych modelach Subaru zaoferować specjalny, terenowy tryb napędu X-MODE, wykorzystujący nawet resztki przyczepności w trudnym terenie czy na śliskiej nawierzchni.

Kluczowym elementem, w którym koncentrują się różne rozwiązania, tak ważne dla S-AWD, jest skrzynia biegów. W Subaru to skomplikowany podzespół, zespalający przekładnię, przedni i centralny mechanizm różnicowy oraz elementy układu napędowego, które decydują o jego wydajności.

Kolejne udoskonalenia

W samochodach z silnikami o dużej mocy i wysokim momencie obrotowym, gdy podział napędu kierowanego na osie jest równy, lub wręcz preferowana jest oś przednia, łatwo sprowokować podsterowność. Dlatego Subaru wprowadził system zmiennego podziału momentu – Variable Torque Distribution. Został on przygotowany do współpracy z automatycznymi skrzyniami biegów. Podstawowym jego elementem jest planetarny, centralny mechanizm różnicowy, kierujący napęd z przewagą na oś tylną. Dodane do niego elektronicznie sterowane hydrauliczne sprzęgło wielopłytkowe powoduje zwiększenie tarcia wewnętrznego w celu optymalnego wykorzystania dostępnej przyczepności, zawsze jednak z preferencją tylnej osi. Gdy przyczepność drastycznie spada, możliwe jest zablokowanie mechanizmu różnicowego, co powoduje równy podział napędu między osie. Współpracując z układem VDC, system może przenosić napęd nawet na pojedyncze, zachowujące przyczepność koło. Rozwiązanie po raz pierwszy pojawiło się w 1992 r. w dużym, sportowym coupé – Subaru SVX, a potem w innych, dużych modelach (Tribeca, Legacy, Outback).

fot. materiały prasowe
Reklama

Centralny, planetarny mechanizm różnicowy to serce innego systemu, służącego zmianie podziału momentu przekazywanego na osie, choć w innym celu i z inną specyfiką. Driver Control Center Differential (DCCD) pozwala kierowcy nadawać napędowi pożądaną przez niego specyfikę z preferencją tylnej osi dla jeszcze mocniejszego wykorzystania możliwości pojazdu w jeździe sportowej. System został przygotowany do współpracy ze skrzyniami manualnymi w sportowych odmianach Subaru. Po raz pierwszy pojawił się w Imprezie WRX STI w 1997 r.

Dla uzyskania natychmiastowego działania blokady mechanizmu różnicowego i możliwości zewnętrznej regulacji stopnia blokowania zastosowano dwa rozwiązania, zwiększające tarcie wewnętrzne. Za pierwszą cechę odpowiada rozwiązanie o budowie ślimakowej, za drugą – wielopłytkowe sprzęgło elektromagnetyczne. Całość pozwalała na cztery tryby pracy: w pełni automatyczny, z preferencją słabego blokowania, z preferencją silnego blokowania oraz manualny.

Samo pojęcie Symmetrical AWD pojawiło się w 2003 r.

Symetryczna hybryda uwypukla atuty

W polskiej ofercie Subaru są już wyłącznie modele z bezstopniową przekładnią CVT Lineartronic i... głównie z napędem e-BOXER, który łączy silnik spalinowy z elektrycznym w układ hybrydowy (wyjątkiem pozostaje Subaru XV z mniejszym silnikiem 1.6). Elektryczny komponent to w napędzie współczesnych aut konieczność z wielu powodów. Nie tylko lepiej odpowiada przepisom dotyczącym emisji CO2, lecz także oczekiwaniom klientów co do oddziaływania pojazdu na środowisko, oszczędności w zużyciu paliwa i odczuwalnej, pozytywnej zmiany w dynamice jazdy.
fot. materiały prasowe
Oparcie hybrydowej konstrukcji na symetrycznym układzie napędowym w taki sposób, by nie popsuć jego harmonii, to także wyzwanie dla konstruktorów. Do zestawu unikalnych cech Subaru dołączyła więc kolejna: umiejscowienie silnika elektrycznego jakby między kołami przekładni CVT. Jest on bowiem połączony z głównym kołem pasowym, z jego tylną częścią. Celem tego rozwiązania jest poprawa efektywności napędu przy niskich prędkościach obrotowych silnika spalinowego, gdy nie pracuje on z najwyższą sprawnością. Wtedy motor elektryczny wykazuje swoje najlepsze cechy: wysoki moment obrotowy już przy najniższych obrotach. To pozwala zniwelować niedoskonałość silnika spalinowego, wspiera go, kiedy jest najsłabszy.
fot. materiały prasowe
Do sterowania napędem i uzyskania wszystkich funkcji systemu hybrydowego potrzebne są też dwa sprzęgła: jedno może odłączać silnik spalinowy, drugie – wyjście momentu napędowego na koła. Pierwsze, między głównym kołem pasowym a konwerterem momentu, jest rozłączane podczas jazdy w trybie elektrycznym. Drugie sprzęgło służy do odłączania napędu od kół (sprzęgło wyjściowe), kiedy konieczne jest ładowanie baterii po zatrzymaniu pojazdu. Znajduje się ono za wtórnym kołem pasowym. Sprzęgła i silnik elektryczny zostały umieszczone w osi całego napędu, więc system e-BOXER zachował wszystkie cechy S-AWD. Warto wspomnieć o baterii trakcyjnej, która zasila silnik elektryczny, współpracujący ze spalinowym w napędzie samochodu. To do niej trafia energia odzyskiwana w czasie hamowania. Jej pojawienie się, a także innych, koniecznych zespołów, spowodowało wzrost masy pojazdu. Z ok. 110 dodatkowych kilogramów z przodu przybyło ok. 50 kg, a z tyłu ok. 60 kg (sama bateria trakcyjna waży ok. 25 kg). Zatem symetria rozkładu mas, tak ważna w stabilnym prowadzeniu auta, i tym razem została zachowana.
fot. materiały prasowe / Jan Cetera