A lamellás sperr felépítése és funkciója (automataváltó, VTD-vel)

A váltóból a bolygóműbe kimenő forgatónyomaték először a bolygókerekeket meghajtó napkerékhez jut. A bolygókerekek erőzáró kapcsolatban állnak a bolygókeréktartóval,
ami egy meghajtó fogaskerékkel az első tengellyel áll összeköttetésben. A hátsó bolygókerekek a szekunder napkerék közvetítésével , a hajtott tengelyen át juttatják a nyomatékot a hátsó tengelyre. Az első-és hátső tengelyekre jutó hajtóerő elosztása az osztóműben történik. A lamellás zár reteszeli a bolygóművet az első- és hátsó tengelyek között fellépő fordulatszámkülönbség esetén. A szokásos nyomatékeloszlás (36/64%) a lamellás zárral fokozatmentesen szabályozható. A reteszelés mértékét a fordulatszám különbsége határozza meg és nagyon magas különbségnél a 100%-ot elérheti. Teljesen zárt bolygóművel a meghajtás forgatónyomatékának 60%-a jut az első és 40%-a a hátsó tengelyre.


A lamellás kuplung felépítése és funkciója (automataváltó, ACT-4)

Az olajfürdőben futó lamellás kuplung váltakozva elrendezett külső- és belső lamellákból áll. A külső, acélból készült lamellák a bolygókeréktartóval állnak erőzáró összeköttetésben. A belső dörzslamellák a lamellatartóban ülnek és a hátsó tengely meghajtó tengelyéhez kapcsolódnak. Az osztóműben elhelyezett dugattyú hidraulikusan működik. A dugattyút működtető olajnyomást egy vezérelhető mágneses szelep határozza meg, a sebváltó vezérlésétől kapott időzített jelek alapján. A zár szabályozásának automata vezérléséhez szükséges legfontosabb bemenő jelek az 1. és 2. sebességszenzorok fordulatszámjelei és a menetdinamikai szabályozás vezérlőegységének bemenő információi. Így méri fel az elektronika a jármű terheltségét és a két tengely között fellépő esetleges fordulatszámdifferenciát. Ezen információkra támaszkodva számítja ki a vezérlőmű az aktuális menetviszonyokra érvényes optimális olajnyomást a lamellás kuplung (összkerékkuplung) dugattyújához. Minél nagyobb itt a lamellákra ható olajnyomás, annál erősebb a dugattyú nyomása, ezáltal pedig a hátsó tengelyre is nagyobb hajtóerőt juttat az osztómű.


A viszko sperr felépítése és funkciója (kézi váltó, középső diffi)

Egy aggyal ellátott, kifelé tömített házban belső- és külső lamellák vannak váltakozóan a házhoz és az agyhoz elfordulásmentesen rögzítve. A tárcsák szilikonolajban futnak, tehát a belső- és külső lamellák forgás közben nem érintkeznek egymással. A külső lamella meghatározott sebességgel forog, a belső áll. A külső lamella forgása a fürdőfolyadékot a sebesség felvételére készteti.

A ház (külső lamellák = kapcsolat az első tengellyel) és az agy (belső lamellák = kapcsolat a hátsó tengellyel) között fordulatszámkülönbség lép fel, pl. egy kerék vagy tengely megcsúszása következtében, emiatt az áramláskülönbség „nyírőerőt” indukál, amely mint ellenállás hat a forgó külső lamellákra. A nyíróerő hatására a forgatónyomaték a lamellákra hat. A belső lamellákra vonatkoztatva a nyírőerő hajtóerőként hat. Ezt egy kanálnak egy mézet tartalmazó üvegben történő mozgatásával érzékeltethetjük. Ha lassan mozog a kanál, az üveg nem mozdul el. Hirtelen rántással azonban elmozdíthatjuk a mézesüveget.

Tartós fordulatszámkülönbségnél a szilikonolaj felmelegszik és megnő a házon belül elfoglalt térfogata. A legtöbb folyadékkal ellentétben az emelkedő hőmérséklet a szilikonolajnál sűrűsödést eredményez. A nyomás megnő a zárt házban, egy adott értéken pedig a külső- és belső lamellák összepréselődnek. A középdifferenciálmű teljesen zárni fog, merev kapcsolat létesül a két tengely között. A differenciálmű 100%-os zárásának jelenségét „Hump - (púp)„ effektusnak nevezik. Ha a teljes zárás után a fordulatszámkülönbség ismét csökken, a folyadék hőmérséklete és a belső nyomás is csökken. A viszko sperr visszatér normál üzemi paramétareihez.


Helical LSD

A Helical LSD fő jellemzője egy fogazott csavar (angolul: helical), amelynek pontosan meghatározható súrlódása és a (a fogazás oldalszögétől függő) járulékos erők ellenhatást ébresztenek a diffiházban és az érintkezési pontokon járulékos súrlódást is eredményeznek. A Helical LSD forgatónyomatékot érzékelő un. Torsen ( = TORque nyomaték, SENsing, érzékelés) diffik kategóriájába tartoznak.

A reteszelő hatást a fordulatszámkülönbség váltja ki, a zár pedig megpróbálja ezt a differenciát kis értéken tartani. A reteszelés csak akkor lép fel, ha a fordulatszámkülönbség jelentkezik. Az eltérő tapadási feltételekkel rendelkező útfelületen a kerekek egyikének először át kell fordulnia ahhoz, hogy a zár a hajtóerőt a jó tapadással bíró kerékhez továbbíthassa. Egy terheléssel történő kanyarvételnél (gázadással), a zár először a kerekek kiegyenlítő mozgását teszi lehetővé, a növekvő fordulatszámkülönbséggel azonban a nyomaték mindinkább a kanyar belső részén futó kerékre kerül. Súrlódás lép fel a házban, a lamellák ill. a csavarmenet súrlódása. Ez a Coulomb féle súrlódási törvényén alapul, ami azt jelenti, hogy a súrlódás a fordulatszámkülönbség függvénye. Ha hosszú ideig történik a teljesítményátvitel, zár a Helical LSD. Ez hosszú kanyaroknál azt jelenti, hogy a differenciálmű a járművet egyenesmeneti helyzetbe akarja hozni. A differenciálzár ilyen menetnél alulkormányozottságot idéz elő.


μ-Estimátor

Az elektronikus vezérlésű összkerékhajtású rendszerek adottságainak kihasználásánál döntő tényező az un. μ-estimator, amely az ismert paraméterek alapján a csúszás mértékét számítja ki. A fejlesztési célok a menetstabilitás csúszós úton történő biztosítása (a középső differenciálmű zárásával) és a száraz útviszonyok közötti optimális feltételek megteremtése, a tengelyeken történő nyomatékelosztással. Ez a VDC rendszer és az egyenesfutást segítő, kitérítő nyomatékot szabályzó egység közös vezérlésével valósul meg.

A μ-estimátor nem igényel kiegészítő vagy különleges érzékelőket, ugyanakkor éppoly robosztus mint amennyire érzékeny. Az adaptív vezérlés elméletének paraméter- azonosítási törvénye állt a fejlesztés fókuszában. Az adaptív vezérlés elméletének alaklmazásával lehetővé válik a μ befolyása alá tartozó gumiabroncs-karakterisztikák felbecslése. A μ- estimátor működésének jobbítására azokat a változásokat is figyelembe veszik, amelyek a jármű keresztirányú gyorsulásából adódnak. Ezek a változások hatékonyabbak, amikor a paraméter–azonosítás bemenőjele nem kielégítő, hiszen az adaptív vezérlés elmélete szerint az azonosító jeleknek hosszantartóaknak kell lenniük. A gumiabroncs-karakterisztikát a paraméter-azonosító szerint veszik figyelembe, az alkalmazott μ érték a kalkulált gumiabroncs-értékekből lesz kiszámítva, az alapvető nyomatékelosztás pedig az alkalmazott μ bázisán történik.

Hóval fedett úton másképp működik a vezérlés értékelőrendszere. A pillanatnyi stabilitás „K”-val jelölt faktora a kormányozhatósági indexet fejezi ki. A „K” értéket a kormányzási szög, a hossztengely-irányából való elmozdulás nyomatéka ( Kitérítő nyomaték), és a jármű sebessége határozzák meg. Túlkormányzásnál a pillanatnyi stabilitási faktor negatív, alulkormányzásnál pozitív. Nyitott középdifferenciálműnél a semleges vagy túlkormányozott kormányzás viszonylag gyakoribb, míg zárt helyzetében a kifejezett alulkormányozottság jelenik meg gyakrabban.

Ezért vezette be a Subaru a pillanatnyi stabilitási faktor disztorzióját. Gyakori túlkormányzásnál a disztorzió negatív, vagy viszonylag csekély. Az aktuális VDT rendszer az egyes kerekek szabályozhatóságát a VDC rendszeren belüli nyomatékelosztás-javítással végzi. Így válik a μ-estimátor-os nyomatékelosztás hatékonyabbá, míg a kitérítő nyomatékot szabályzó egység a jármű kitűnő kezelhetőségét biztosítja.