Межосевой дифференциал с изменяемой степенью блокировки DCCD
30.01.2013
О статье
Механическая коробка переключения передач с несимметричным межосевым дифференциалом с изменяемой степенью блокировки DCCD - одна из самых интересных особенностей Subaru Impreza WRX STi, ради которой многие меняют свои автомобили или ставят на уже проверенные STi коробку передач, оборудованную DCCD, проделывая при этом огромную работу и вкладывая немалые деньги. Конечно, говорить о том, что сейчас эта система стоит только у "избранных" не приходится - ей оснащаются почти все STi с 2001 года, оборудованные пятиступенчатой или шестиступенчатой МКПП. Помимо прочего, на рынке достаточно разных контроллеров, копирующих работу заводской DCCD. Но какая разница, у кого она есть, главное – есть ли она у вас и если нет, нужна ли она вам. Несмотря на то, что многие говорят, что путь к познанию этой системы лежит исключительно через практику, все же советую вам ознакомиться и с теоретической частью. В статье освещены такие темы, как устройство, принцип и особенности работы системы DCCD, поэтому данный материал будет полезен всем, кто хочет более глубоко понять систему, быть более компетентным в обсуждениях системы и не хочет сводить свои знания только к эмпирическим.
Общая информация
Система DCCD (Driver Control Center Differential) состоит из несимметричного цилиндрического дифференциала с электронно-управляемой блокировкой муфтой дискового типа, ряда датчиков и выключателей и электронного блока управления DCCD.
На данный момент существует уже несколько поколений DCCD, различающихся передаточными числами (существуют различные варианты распределения крутящего момента между передней и задней осями автомобиля: 45:55, 35:65 и 41:59) и конструкцией системы блокировки межосевого дифференциала. Обусловленность использования несимметричного дифференциала с распределением крутящего момента в пользу задней оси заключается в попытке производителя сделать поведение автомобиля более однозначным, с "заднеприводным" характером, так как когда гоночные автомобили оснащались обычными симметричными дифференциалами, поведение автомобиля на треке при прохождении поворотов было малопредсказуемым, особенно при превышении скорости и неоднородном сцеплении колес, из-за чего автомобиль мог сорваться в снос или провалиться в занос. В данной статье рассмотрено последнее поколение системы DCCD, устанавливающееся на Subaru Impreza WRX STi с 2007 года с распределением крутящего момента в отношении 41:59. Ее отличительной чертой является наличие по мимо электромагнитной муфты механической блокировки кулачкового типа. Также, в рабочую группу датчиков был включен датчик положения рулевого колеса, благодаря которому электронный блок управления DCCD теперь имеет более полную информацию о манере вождения.
Система блокировки межосевого дифференциала состоит из двух частей: механической самоблокирующейся муфты (обеспечивает блокировку дифференциала от 0 до 30%) и электромагнитной муфты, управляемой электронным блоком управления (блокировка дифференциала от 30 до 100%).
Механическая самоблокирующаяся муфта обеспечивает блокировку до того, как в работу вступит э/м муфта. При возникновении разницы частоты вращения валов привода передних и задних колес, кулачки муфты начинают отодвигать влево вал дифференциала, включая таким образом главную муфту.
Электромагнитная муфта состоит из механической части (пластин) и электромагнита (обмотки). Под действием электромагнитного поля, величина которого изменяется в зависимости от силы тока, подаваемой на обмотку муфты, пластины сжимаются или разжимаются, изменяя степень блокировки (от 30 до 100%).
Отличием от предыдущих вариантов конструкции муфты является изменение расположения главного фрикциона и существенное уменьшение количества рабочих дисков в пакете.
Изменение степени блокировки межосевого дифференциала, в свою очередь, изменяет соотношение распределения крутящего момента между передней и задней осями автомобиля. При заблокированном дифференциале крутящий момент распределяется в отношении 50:50 (передняя ось : задняя ось), при разблокированном, в зависимости от года выпуска автомобиля, соотношение может составлять либо 35:65 (модели до 2007 г.), либо 41:59 (модели с 2007 г.) соответственно. Управление степенью блокировки электромагнитной муфты осуществляется либо в автоматическом режиме, либо водитель может сам управлять степенью блокировки при выборе ручного управления. В ручном режиме (MANU) степень блокировки задается водителем вручную и является определяющей для электронного блока управления. В автоматическом режиме (AUTO) степень блокировки определяется блоком управления на основе сигналов от датчиков.
Таблица. Функции электронного блока управления DCCD
Автоматический режим работы DCCD (AUTO)
В повороте, блок управления, пропорционально значению ускорения бокового перемещения и степени открытия дроссельной заслонки (положению педали акселератора), управляет степенью блокировки дифференциала таким образом, чтобы сохранить контроль и устойчивость автомобиля при прохождении "пика" поворота.
Когда автомобиль начинает выравниваться после прохождения кульминации поворота, блок управления DCCD увеличивает степень блокировки дифференциала, чтобы предотвратить повторный занос и сохранить динамику.
При выходе из поворота дифференциал почти полностью заблокирован, чтобы максимально увеличить сцепление с дорогой и позволить максимально быстро разогнать автомобиль.
Данная схема работы DCCD делает движение автомобиля в повороте и заносе более предсказуемым, с более стабильным сцеплением и заметно снижает потери скорости и времени при прохождении поворота, в чем, в принципе, и состоит главная задача DCCD.
Алгоритм работы DCCD в автоматическом режиме при прохождении поворота.
Имеет шесть фиксированных ступеней блокировки межосевого дифференциала, переключение между которыми возможно в любое время при помощи управляющего переключателя DCCD, при этом водитель должен самостоятельно контролировать все изменения условий движения и своевременно устанавливать необходимую степень блокировки дифференциала.
На практике, управление DCCD в ручном режиме в целом сводится к копированию поведения системы в автоматическом режиме с тем лишь различием, что водитель вносит в ее работу "настройки", обусловленные личным опытом. Поэтому к экспериментам с ручным режимом управления DCCD можно приступать только после того, как вы поймете поведение вашего автомобиля в автоматическом режиме DCCD. В крайнем верхнем положении управляющего переключателя DCCD э/м муфта заблокирована и момент распределяется в отношении 50:50. Для этого режима характерны высокая устойчивость и приемистость. Автомобиль более предсказуем, но режим эффективен только на прямых участках дороги. В поворотах автомобиль будет стремиться "распрямить" траекторию.
В крайнем нижнем положении управляющего переключателя DCCD э/м муфта разблокирована и межосевой дифференциал передает крутящий момент в отношении 35:65 (или 41:59 для моделей с 2007 г.). Автомобиль более маневренный. Эффективно использовать при входе в поворот, однако после прохождения "пика" поворота возможен повторный занос, что обусловлено разницей в сцеплении передних и задних колес. В промежуточных положениях управляющего переключателя DCCD перераспределение крутящего момента двигателя происходит согласно приведенной ниже таблице. Универсального ответа, со всеми тонкостями, как пользоваться этими промежуточными положениями, нет и попытка привести какой-либо шаблон может ввести вас в заблуждение. Выбор необходимой ступени блокировки межосевого дифференциала индивидуален для разных ситуаций и зависит от многих факторов, вплоть до состояния резины (мягкости, давления, износа), поэтому можно посоветовать лишь еще раз ознакомиться с принципом работы системы в автоматическом режиме и быть предельно внимательным и осторожным при езде в ручном режиме.
Таблица. Распределение крутящего момента двигателя в зависимости от положения управляющего переключателя DCCD в ручном режиме работы.
Заключение
Теперь о заблуждениях. DCCD не делает ваш автомобиль ни заднеприводным, ни, тем более, переднеприводным. Еще раз посмотрите на распределение крутящего момента по осям в зависимости от степени блокировки дифференциала - оно изменяется в незначительном диапазоне от 35:65 (41:59) до 50:50. Важно понимать, что прямо пропорциональной зависимости между изменением степени блокировки межосевого дифференциала и перераспределением крутящего момента между осями автомобиля нет. Все остальное - это, в лучшем случае, фантазии, в худшем - техническая безграмотность и незнание своего автомобиля. Можно говорить, что в разных режимах DCCD у автомобиля проявляются свойства, напоминающие в той или иной степени переднеприводные или заднеприводные автомобили, но не более. Далее. Не забывайте, что блокировка дифференциала осуществляется посредствам двух муфт, при этом управление возможно только одной из них. Поэтому говорить о том, что DCCD позволяет полностью заблокировать (т.е. постоянно распределять момент 50:50) некорректно и даже неправильно. Э/м муфта может обеспечить только 70% блокировки, в то время как остальные 30% остаются на долю самой обычной муфты LSD, работа которой зависит лишь от разницы частоты вращения передних и задних колес.
И в заключение, несколько советов и замечаний, подчеркнутых из руководств по эксплуатации и сервисных бюллетеней от производителя:
Механическая коробка переключения передач с несимметричным межосевым дифференциалом с изменяемой степенью блокировки DCCD - одна из самых интересных особенностей Subaru Impreza WRX STi, ради которой многие меняют свои автомобили или ставят на уже проверенные STi коробку передач, оборудованную DCCD, проделывая при этом огромную работу и вкладывая немалые деньги. Конечно, говорить о том, что сейчас эта система стоит только у "избранных" не приходится - ей оснащаются почти все STi с 2001 года, оборудованные пятиступенчатой или шестиступенчатой МКПП. Помимо прочего, на рынке достаточно разных контроллеров, копирующих работу заводской DCCD. Но какая разница, у кого она есть, главное – есть ли она у вас и если нет, нужна ли она вам. Несмотря на то, что многие говорят, что путь к познанию этой системы лежит исключительно через практику, все же советую вам ознакомиться и с теоретической частью. В статье освещены такие темы, как устройство, принцип и особенности работы системы DCCD, поэтому данный материал будет полезен всем, кто хочет более глубоко понять систему, быть более компетентным в обсуждениях системы и не хочет сводить свои знания только к эмпирическим.
Общая информация
Система DCCD (Driver Control Center Differential) состоит из несимметричного цилиндрического дифференциала с электронно-управляемой блокировкой муфтой дискового типа, ряда датчиков и выключателей и электронного блока управления DCCD.
На данный момент существует уже несколько поколений DCCD, различающихся передаточными числами (существуют различные варианты распределения крутящего момента между передней и задней осями автомобиля: 45:55, 35:65 и 41:59) и конструкцией системы блокировки межосевого дифференциала. Обусловленность использования несимметричного дифференциала с распределением крутящего момента в пользу задней оси заключается в попытке производителя сделать поведение автомобиля более однозначным, с "заднеприводным" характером, так как когда гоночные автомобили оснащались обычными симметричными дифференциалами, поведение автомобиля на треке при прохождении поворотов было малопредсказуемым, особенно при превышении скорости и неоднородном сцеплении колес, из-за чего автомобиль мог сорваться в снос или провалиться в занос. В данной статье рассмотрено последнее поколение системы DCCD, устанавливающееся на Subaru Impreza WRX STi с 2007 года с распределением крутящего момента в отношении 41:59. Ее отличительной чертой является наличие по мимо электромагнитной муфты механической блокировки кулачкового типа. Также, в рабочую группу датчиков был включен датчик положения рулевого колеса, благодаря которому электронный блок управления DCCD теперь имеет более полную информацию о манере вождения.
 DCCD. 1 - электронный блок управления ABS, 2 - датчик положения рулевого колеса, 3 - электронный блок управления DCCD, 4 - электронный блок управления двигателем, 5 - межосевой дифференциал, 6 - переключатель "AUTO MANU" режимов работы DCCD, 7 - управляющий переключатель DCCD, 8 - датчик положения дроссельной заслонки, 9 - выключатель стоп-сигналов, 10 - реле DCCD, 11 - блок индикаторов DCCD, 12 - датчик замедления и бокового перемещения автомобиля, 13 -датчик включения стояночного тормоза, 14 - датчик температуры масла в заднем редукторе. |
Система блокировки межосевого дифференциала состоит из двух частей: механической самоблокирующейся муфты (обеспечивает блокировку дифференциала от 0 до 30%) и электромагнитной муфты, управляемой электронным блоком управления (блокировка дифференциала от 30 до 100%).
Механическая самоблокирующаяся муфта обеспечивает блокировку до того, как в работу вступит э/м муфта. При возникновении разницы частоты вращения валов привода передних и задних колес, кулачки муфты начинают отодвигать влево вал дифференциала, включая таким образом главную муфту.
Электромагнитная муфта состоит из механической части (пластин) и электромагнита (обмотки). Под действием электромагнитного поля, величина которого изменяется в зависимости от силы тока, подаваемой на обмотку муфты, пластины сжимаются или разжимаются, изменяя степень блокировки (от 30 до 100%).
Отличием от предыдущих вариантов конструкции муфты является изменение расположения главного фрикциона и существенное уменьшение количества рабочих дисков в пакете.
Изменение степени блокировки межосевого дифференциала, в свою очередь, изменяет соотношение распределения крутящего момента между передней и задней осями автомобиля. При заблокированном дифференциале крутящий момент распределяется в отношении 50:50 (передняя ось : задняя ось), при разблокированном, в зависимости от года выпуска автомобиля, соотношение может составлять либо 35:65 (модели до 2007 г.), либо 41:59 (модели с 2007 г.) соответственно. Управление степенью блокировки электромагнитной муфты осуществляется либо в автоматическом режиме, либо водитель может сам управлять степенью блокировки при выборе ручного управления. В ручном режиме (MANU) степень блокировки задается водителем вручную и является определяющей для электронного блока управления. В автоматическом режиме (AUTO) степень блокировки определяется блоком управления на основе сигналов от датчиков.
Таблица. Функции электронного блока управления DCCD
| Фактор | Действие |
|
Степень открытия дроссельной заслонки |
Увеличивает или снижает степень блокировки э/м муфты в зависимости от усилия нажатия на педаль акселератора |
| Срабатывание антиблокировочной системы тормозов (ABS) | Снижает степень блокировки э/м муфты при поступлении сигнала срабатывания системы ABS от блока управления ABS |
| Нажатие на педаль тормоза | Снижает степень блокировки э/м муфты при поступлении сигнала от выключателя стоп-сигналов |
| Включение стояночного тормоза |
Разблокировка э/м муфты при поступлении сигнала от датчика включения стояночного тормоза |
| Крутой поворот | Снижает степень блокировки э/м муфты в зависимости от уровня сигнала датчика положения рулевого колеса таким образом, чтобы предотвратить занос |
| Пробуксовка | На основе сигналов от датчиков частоты вращения колес, определят величину проскальзывания каждого колеса, после чего корректирует степень блокировки э/м муфты в зависимости от проскальзывания колеса |
| Поворот |
По сигналам от датчика положения рулевого колеса и датчика бокового перемещения определяет момент поворота и управляет э/м муфтой таким образом, чтобы сохранить управляемость и устойчивость автомобилем при прохождении поворота |
| Управляющий переключатель системы DCCD | Увеличивает или снижает степень блокировки э/м муфты в зависимости от выбранного положения управляющего переключателя DCCD |
| Аварийный режим работы | Информирует водителя о наличии неисправности в системе посредством мигания индикатора DCCD. В случае неисправности обмотки муфты, блок управления отключает обмотку и полностью "распускает" дифференциал. Если неисправность незначительная (неисправность датчиков), блок управления переходит в аварийный режим работы, при котором система работает насколько это возможно |
| Температура масла в заднем дифференциале | Снижает степень блокировки э/м муфты при поступлении сигнала от датчика температуры масла в заднем дифференциале (температура масла свыше 150 градусов). Система вернется в заданный режим работы при снижении температуры в дифференциале до рабочего значения |
Автоматический режим работы DCCD (AUTO)
Рекомендуется для повседневной езды и удовлетворяет большинству дорожных условий. Лучший вариант для тех, кто не участвует в соревнованиях или только приступает к знакомству с системой DCCD. В автоматическом режиме электронный блок управления DCCD постоянно вычисляет оптимальный уровень блокировки межосевого дифференциала в меняющихся дорожных условиях, перераспределяя крутящий момент между передней и задней осями автомобиля в реальном времени таким образом, чтобы обеспечить оптимальный баланс показателей сцепления и маневренности автомобиля на любых видах дорожного покрытия.
На новых моделях STi режим "AUTO" имеет два дополнительных подрежима:
Режим "AUTO+"делает акцент на переднюю ось и увеличивает сцепление с дорожным полотном. Рекомендуется использовать при движении во время дождя, на дорогах, покрытых льдом или снегом, грунтовых дорогах и т.д.
Режим "AUTO-" - распределение крутящего момента будет происходить в пользу задней оси, обеспечивая лучшую маневренность. Рекомендуется использовать для активного и агрессивного вождения на сухой дороге с хорошим сцеплением.
Помните, что в автоматическом режиме блок управления DCCD использует информацию со множества датчиков, дающих исчерпывающее представление о манере вождения и изменениях дорожных условий, поэтому реакция DCCD гораздо быстрее реакции большинства профессиональных водителей и спортсменов.
Алгоритм работы системы DCCD в автоматическом режиме при прохождении поворота
Когда автомобиль приближается к повороту и водитель отпускает педаль акселератора/нажимает педаль тормоза, электронный блок управления DCCD фиксирует момент начала замедления автомобиля и максимально снижает степень блокировки межосевого дифференциала (вплоть до его полной разблокировки), что обеспечивает лучшую маневренность при вхождении в поворот.В повороте, блок управления, пропорционально значению ускорения бокового перемещения и степени открытия дроссельной заслонки (положению педали акселератора), управляет степенью блокировки дифференциала таким образом, чтобы сохранить контроль и устойчивость автомобиля при прохождении "пика" поворота.
Когда автомобиль начинает выравниваться после прохождения кульминации поворота, блок управления DCCD увеличивает степень блокировки дифференциала, чтобы предотвратить повторный занос и сохранить динамику.
При выходе из поворота дифференциал почти полностью заблокирован, чтобы максимально увеличить сцепление с дорогой и позволить максимально быстро разогнать автомобиль.
Данная схема работы DCCD делает движение автомобиля в повороте и заносе более предсказуемым, с более стабильным сцеплением и заметно снижает потери скорости и времени при прохождении поворота, в чем, в принципе, и состоит главная задача DCCD.
Алгоритм работы DCCD в автоматическом режиме при прохождении поворота.
Ручной режим работы DCCD (MANU)
Предназначен для водителей, профессионально занимающихся автоспортом, для использования исключительно в различных видах гонок и соревнованиях, проходящих на закрытых трассах и полигонах. Не предназначен для использования на дорогах общего пользования и водителями, не обладающими достаточным уровнем навыков спортивного вождения. Помните, неправильное обращение с системой DCCD опасно как для вас и вашего автомобиля, так и для окружающих, поэтому все эксперименты с управлением автомобилем, оборудованным DCCD, должны проводиться на специально оборудованных площадках.Имеет шесть фиксированных ступеней блокировки межосевого дифференциала, переключение между которыми возможно в любое время при помощи управляющего переключателя DCCD, при этом водитель должен самостоятельно контролировать все изменения условий движения и своевременно устанавливать необходимую степень блокировки дифференциала.
На практике, управление DCCD в ручном режиме в целом сводится к копированию поведения системы в автоматическом режиме с тем лишь различием, что водитель вносит в ее работу "настройки", обусловленные личным опытом. Поэтому к экспериментам с ручным режимом управления DCCD можно приступать только после того, как вы поймете поведение вашего автомобиля в автоматическом режиме DCCD. В крайнем верхнем положении управляющего переключателя DCCD э/м муфта заблокирована и момент распределяется в отношении 50:50. Для этого режима характерны высокая устойчивость и приемистость. Автомобиль более предсказуем, но режим эффективен только на прямых участках дороги. В поворотах автомобиль будет стремиться "распрямить" траекторию.
В крайнем нижнем положении управляющего переключателя DCCD э/м муфта разблокирована и межосевой дифференциал передает крутящий момент в отношении 35:65 (или 41:59 для моделей с 2007 г.). Автомобиль более маневренный. Эффективно использовать при входе в поворот, однако после прохождения "пика" поворота возможен повторный занос, что обусловлено разницей в сцеплении передних и задних колес. В промежуточных положениях управляющего переключателя DCCD перераспределение крутящего момента двигателя происходит согласно приведенной ниже таблице. Универсального ответа, со всеми тонкостями, как пользоваться этими промежуточными положениями, нет и попытка привести какой-либо шаблон может ввести вас в заблуждение. Выбор необходимой ступени блокировки межосевого дифференциала индивидуален для разных ситуаций и зависит от многих факторов, вплоть до состояния резины (мягкости, давления, износа), поэтому можно посоветовать лишь еще раз ознакомиться с принципом работы системы в автоматическом режиме и быть предельно внимательным и осторожным при езде в ручном режиме.
Таблица. Распределение крутящего момента двигателя в зависимости от положения управляющего переключателя DCCD в ручном режиме работы.
Заключение
Теперь о заблуждениях. DCCD не делает ваш автомобиль ни заднеприводным, ни, тем более, переднеприводным. Еще раз посмотрите на распределение крутящего момента по осям в зависимости от степени блокировки дифференциала - оно изменяется в незначительном диапазоне от 35:65 (41:59) до 50:50. Важно понимать, что прямо пропорциональной зависимости между изменением степени блокировки межосевого дифференциала и перераспределением крутящего момента между осями автомобиля нет. Все остальное - это, в лучшем случае, фантазии, в худшем - техническая безграмотность и незнание своего автомобиля. Можно говорить, что в разных режимах DCCD у автомобиля проявляются свойства, напоминающие в той или иной степени переднеприводные или заднеприводные автомобили, но не более. Далее. Не забывайте, что блокировка дифференциала осуществляется посредствам двух муфт, при этом управление возможно только одной из них. Поэтому говорить о том, что DCCD позволяет полностью заблокировать (т.е. постоянно распределять момент 50:50) некорректно и даже неправильно. Э/м муфта может обеспечить только 70% блокировки, в то время как остальные 30% остаются на долю самой обычной муфты LSD, работа которой зависит лишь от разницы частоты вращения передних и задних колес.
И в заключение, несколько советов и замечаний, подчеркнутых из руководств по эксплуатации и сервисных бюллетеней от производителя:
- Во избежание скрежета и вибрации со стороны межосевого дифференциала при маневрировании с малой скоростью, когда межосевой дифференциал заблокирован, необходимо разблокировать дифференциал или перевести управление блокировкой дифференциала в автоматический режим.
- Не изменяйте степень блокировки межосевого дифференциала при пробуксовке колес.
- "Распускайте" дифференциал при остановке автомобиля или если используется "докатка".
- При необходимости буксировки автомобиля при помощи троса установите рычаг переключения передач в нейтральное положение, включите ручной режим управления DCCD и установите колесико DCCD в самое нижнее положение (разблокируйте дифференциал).
Волков Михаил
© Легион-Автодата
Информацию по обслуживанию и ремонту автомобилей вы найдете в книге (книгах):
