Subaru Legacy et Outback

La philosophie du développement

Véritable pionnier parmi les Crossover, le modèle Outback a connu le succès à travers le monde dès ses débuts en 1995 (1996 en Europe). Ce véhicule offre un ensemble de qualités unique, en associant la tenue de route et la facilité de conduite d’une berline avec l’agrément et la polyvalence d’un SUV tout en s’appuyant sur son fameux système de transmission intégrale symétrique. La quatrième génération de l’Outback propose des caractéristiques de Crossover améliorées, notamment au niveau du confort et de l’agrément ressentis à bord par tous les occupants.

Concept
Subaru a voulu franchir un nouveau cap en termes de qualité de conduite. Les niveaux de conforts et d’agrément sont élevés. Ils seront appréciés autant par le conducteur que par tous les occupants. La sécurité et le respect de l’environnement ont également dicté le concept de la nouvelle génération Outback. Tandis qu’une nouvelle silhouette puissante et séduisante a été dessinée, la grande polyvalence de ce SUV a été préservée pour faire de ce modèle une nouvelle référence parmi les véhicules Crossover.

L’association exclusive du moteur Boxer à cylindres opposés à plat avec la transmission intégrale symétrique assure une tenue de route d’un niveau remarquable. Ces qualités sont conjuguées à une grande polyvalence et une faculté d’adaptation à tous les types de routes ou de chemins, notamment grâce à une garde au sol de 200 mm.  L’ensemble du concept a été revu et doté d’un nouveau châssis qui a permis d’améliorer encore les performances de conduite et le confort pour tous les occupants, avec de généreux volumes intérieurs et de nombreux espaces de rangement.

Déjà réputé sur ce plan, l’Outback progresse encore en termes de sécurité avec un nouveau châssis doté d’un nouveau système de berceau moteur. En outre, la sobriété des moteurs est améliorée notamment grâce au Boxer Diesel. Tous les moteurs disponibles avec l’Outback sont conformes aux normes Euro 5.

Moteurs
En mars 2008, Subaru a introduit sur le marché, le premier moteur diesel de série à cylindres opposés à plat. Ce moteur unique se marie parfaitement avec le caractère respectueux de l’environnement de l’Outback.

Sur un moteur boxer à cylindres opposés à plat, les mouvements des pistons annulent naturellement les vibrations. Grâce ses avantages structurels, le Boxer Diesel n’a pas besoin des arbres d’équilibrage fréquemment utilisés sur les moteurs diesel. Le design très compact du vilebrequin, pris en sandwich entre les blocs-cylindres très rigides, aide à réduire les bruits et les vibrations perceptibles à haut régime. L’absence d’arbre d’équilibrage entraîne une faible inertie ce qui se traduit par un moteur très réactif à l’accélération et économe en carburant.

L’entraxe des cylindres est raccourci tandis que la haute rigidité du moteur à plat a permis l’utilisation d’alliage d’aluminium dans la composition des blocs-cylindres au profit d’une plus grande légèreté.  L’architecture du Boxer à plat permet d’abaisser le centre de gravité, qualité qui est encore optimisée par l’implantation du turbocompresseur dans la partie la plus basse du moteur. Un bloc-cylindres en alliage a pu être choisi grâce à la haute rigidité assurée par le concept de moteur à plat. Afin d’obtenir une combustion idéale du carburant, la course des cylindres a été augmentée de 11 mm tandis que l’alésage a été réduit de 6 mm par rapport aux moteurs essence. Subaru a réussi à augmenter la course sans accroître la largeur du moteur. L’entraxe des cylindres a été réduit à 98,4mm, ce qui constitue une valeur comparable au Subaru Boxer 6 cylindres essence (EZ30). La réduction des entraxes a permis une réduction de 61,3 mm de la longueur du bloc moteur qui s’avère ainsi très compact.

Le design du bloc est de type semi-fermé dont la longévité a été démontrée sur les modèles diesel turbocompressés. Ce procédé augmente la rigidité du bloc, en particulier autour du plan de joint de culasse. Les 5 paliers du bloc cylindres sont dotés d’inserts composite Metal Matrix afin de réduire la propagation du bruit grâce à leur rigidité et à leur taux d’expansion thermique similaire à celui du vilebrequin. Pour un refroidissement plus performant, des fentes faisant office de canaux de refroidissement par circulation d’eau ont été placées entre les alésages des cylindres.

Des matériaux très solides ont été utilisés pour résister aux fortes pressions de combustion propres au moteur diesel. Le refroidissement des pistons a été amélioré grâce à l’intégration de canaux de refroidissement. L’huile moteur est injectée individuellement par des gicleurs. La forme des têtes de pistons a été modifiée. En outre, des améliorations portées sur la circulation des gaz dans la chambre de combustion améliorent la combustion et réduisent les émissions de particules. Les larges extrémités des bielles présentent un profil asymétrique qui augmente la précision durant le montage et la circularité de la surface reliant le maneton pour moins de friction. Ce profil contribue également à réduire le mouvement de rotation et permet ainsi d’employer une course de piston plus longue à l’intérieur du compact bloc-cylindres.

Très solide, le vilebrequin a subi un traitement de surface afin de résister aux fortes pressions de combustion du moteur diesel. L’architecture unique du moteur à cylindres opposés à plat permet un gain de taille et de poids par rapport à un moteur à cylindres en ligne similaire. Cela minimise le moment de flexion causé la pression de combustion et contribue ainsi à réduire le niveau sonore à hauts régimes. Les bougies de préchauffage ne sont plus de type métallique mais céramique. Cela élève la température maxi et offre ainsi un meilleur démarrage à froid et une plus grande stabilité. 
Des culasses très solides sont utilisées pour résister aux fortes pressions de combustion. Des linguets à rouleaux comportant une extrémité de pivotement compacte et à faible friction sont combinés à un double arbre à cames en tête. Le diamètre des soupapes d’admission a été optimisé afin d’obtenir une meilleure circulation de l’air et de son effet tourbillonnant.

L’association d’un système d’admission « swirl pot » avec le diamètre optimisé des soupapes d’admission augmente le mouvement tourbillonnant de l’air. Le collecteur d’admission remplace l’aluminium par de la résine pour gagner environ 1,5 kg. Il améliore le couple et le rendement énergétique. Un système de chaîne très résistant entraîne l’arbre à cames et gère les variations de couple produites par le moteur diesel.

Pour obtenir un meilleur rendement, un système d’injection directe à rampe commune a été retenu pour l’alimentation du carburant. Le carburant est soumis à une pression de 180 MPa avant d’être dirigé vers la rampe commune. Des injecteurs ont été spécialement conçus pour ce moteur. Grâce à leur dimension réduite, la largeur totale du moteur est restée identique à celle du moteur à essence traditionnel malgré une course plus longue des pistons.

Le turbocompresseur à géométrie variable a été spécialement conçu pour offrir une compression optimale à tous les régimes. Il est placé sous le moteur et monté directement sur les convertisseurs catalytiques pour une performance environnementale accrue. Cette disposition améliore le temps de réponse et contribue à abaisser le centre de gravité. Un détecteur de levée a été ajouté. Les émissions des gaz sont optimisées en améliorant le contrôle de vannes variables. Spécifiquement adapté au diesel, l’échappement possède un seul silencieux qui optimise l’extraction des gaz et réduit le niveau sonore tout en étant plus léger. L’ajout d’une structure d’absorption (tube flexible) située au milieu du tuyau principal contribue également à gagner du poids et à réduire le bruit.

Un filtre à particules de type fermé DPF a été adopté afin d’obtenir le meilleur résultat possible en termes de respect de l’environnement. Le DPF est implanté comme le turbocompresseur sur la partie la plus basse du moteur. Cette disposition permet d’abaisser le centre gravité. L’ensemble est conforme aux normes EURO 5. Le convertisseur catalytique sépare le carburant non brûlé dans l’eau et le dioxyde de carbone. Cet élément a été conçu de façon assez compacte afin d’être rapidement opérationnel après la mise en route du moteur. Si la température atteint 300 °C dans certaines conditions de conduite, le convertisseur catalytique à oxydation produit du NO2 qui oxyde les particules diesel recueillies à l’intérieur du DPF.

L’adoption d’un filtre DPF de type fermé permet de réduire encore les émissions de particules. Le DPF fermé possède un filtre en forme de nid d’abeilles constitué de carbure de silicium. Les conduits du filtre sont bloqués de chaque côté et des pores microscopiques collectent les particules émises par les gaz d’échappement. Les particules collectées sont brûlées à l’intérieur même du filtre qui atteint 600° ou plus selon les conditions d’utilisation. Si la température du filtre interne est basse, la température est contrôlée pour provoquer une combustion des particules qui sont alors régénérées pour être émises sous la forme de dioxyde de carbone. Un système EGR a été utilisé pour être conforme à la norme européenne EURO 5 concernant les gaz d’échappement. Les gaz d’échappement refroidis par un échangeur air-eau sont renvoyés dans la chambre de combustion pour abaisser la température de combustion et réduire les émissions d’oxydes d’azote (NOx). La taille de l’échangeur de l’EGR a été augmenté pour réduire le niveau d’émissions.

Transmission
La nouvelle Outback est dotée du système de transmission Subaru de nouvelle génération. Ce système fonctionne à merveille en combinaison avec les technologies de motorisation avancées et contribue, à son tour, à abaisser le niveau d’émissions. Incarnant la nouvelle génération de transmission, Subaru lance en première mondiale (d'après les études menées par la marque) la CVT Lineartronic, un système d''entraînement par chaîne disposé de façon linéaire pour véhicules personnels, équipée du système AWD. On retrouve cette transmission sur la version 2.5i. L'atout majeur que représente cette CVT est qu'elle permet d'utiliser de manière active l'efficience du moteur. Grâce au Lineartronic, cet avantage est exploité au maximum et offre une sensation de conduite linéaire et naturelle répondant aux intentions du conducteur.

Au lieu d'une courroie métallique traditionnelle, des chaînes ont été utilisées pour le transfert de puissance entre les deux poulies du variateur (l'unité qui assure les changements de vitesse). Le résultat est un compact design et une amélioration du transfert. Cette innovation représente également un plus pour l'économie de carburant, en cas de surmultiplication. L'efficacité du transfert de puissance est améliorée d'environ 5% par rapport à une transmission par courroie. En outre, le déplacement primaire de poulie est positionné par rapport au vilebrequin de manière à diminuer la résistance à l'agitation d'huile dans le variateur. Les pertes dues aux frictions de la chaine et dans le système hydraulique diminuent également grâce au réglage très précis de la pression hydraulique sur le couple de transfert. Ceci permet d'atteindre un rendement du carburant particulièrement élevé.

Une CVT où deux poulies sont utilisées pour changer de braquet requiert, si elle est montée dans le sens de la longueur, un plus grand logement en hauteur et en largeur par rapport aux systèmes de transmission automatique ou manuelle traditionnels afin de garantir une gamme de démultiplication suffisante. En optant pour un entraînement par chaîne, la poulie pouvait être plus petite. Cette première poulie se situe en hauteur et utilise les dents derrière le vilebrequin. Ainsi, le logement peut être aussi petit que possible et ronger le moins de place possible sur les deux espaces prévus pour les jambes à l'avant de la voiture. 

Présentant l'avantage de faibles distances entre le centre des poulies par rapport à une CVT normale, un rapport de démultiplication de 6,3 a pu être atteint grâce à l'accroissement de la différence entre les diamètres minimum et maximum des poulies. En guise de résultat, on obtient de meilleures prestations moteur et une consommation de carburant plus avantageuse. 

Le rapport de démultiplication de la CVT reconnaît certains points fixes afin de pouvoir proposer un mode manuel à 6 rapports. Reposant sur toutes les technologies accumulées avant la CVT à commande électronique, une reprise et des performances supérieures, comme par exemple un changement de vitesse en 100 ms voire plus vite encore, a pu être obtenu, procurant ainsi une conduite sportive. Après de nombreux tests pratiques, la boîte 6 rapports à été choisie, de manière à pouvoir aussi utiliser le frein moteur et à accélérer avec un minimum de changements de vitesse. Grâce aux palettes sur le volant, le conducteur peut enclencher la vitesse qu'il souhaite. Enfin, les concepteurs ont choisi un schéma très clair à quatre positions se laissant commander en parfaite simplicité.

Chaîne cinématique
En conservant sa technologie fondamentale, la nouvelle Outback préserve son originalité. Le moteur à cylindres opposés à plat conjugué à la transmission intégrale symétrique procure un équilibre exceptionnel. Le modèle Outback conserve une grande stabilité en courbes en dépit de sa hauteur. Il y ajoute ses qualités de Crossover en se montrant à son aise sur les routes dégradées ou quand les conditions atmosphériques sont mauvaises. La nouvelle Outback progresse encore sur le plan de la sécurité grâce à la structure de sa caisse et de son berceau moteur. Chaque modèle commercialisé en France possède son propre type de transmission. 

Les conditions de route pour chacune des quatre roues, le couple moteur et le contrôle dynamique du véhicule (VDC = Vehicle Dynamics Control) sont surveillés en permanence. La répartition du couple entre le train avant et le train arrière est corrigée directement lorsque des modifications se présentent dans le revêtement de sol. La tenue de route et la traction sont ainsi largement garanties. Dans des conditions de conduite normales, la répartition est utilisée et induit une perte réduite de la force d'entraînement et l'AWD assure une stabilité supérieure et une consommation de carburant idéale, la meilleure de sa catégorie. Le système AWD est disponible en combinaison avec la transmission Lineartronic.

La répartition de couple par défaut est de 50/50. Quand les roues avant ou arrière patinent, le viscocoupleur corrige la répartition pour préserver la motricité. Le système est associé sur la 2.0D à une boîte de vitesses manuelle à 6 rapports. Le système de contrôle dynamique du véhicule VDC est de série sur tous les modèles Outback. Avec ce système, Subaru ajoute aux qualités intrinsèques de la transmission intégrale symétrique, une sécurité active supplémentaire qui entre en action quand le conducteur risque de perdre le contrôle de son véhicule. Grâce à différents capteurs qui contrôlent la vitesse de chaque roue, l’accélération longitudinale et latérale, ainsi que le moment de lacet, le VDC préserve la stabilité du véhicule en agissant sur la puissance du moteur, la pression de freinage sur chaque roue individuellement et la répartition du couple sur les trains roulants. 

Le châssis de la nouvelle Outback a été développé sur la base du “Subaru Dynamics Chassis Control Concept” réalisé par Subaru. L’objectif de ce concept a été d’atteindre un haut niveau d’agrément, de confort, de performance et de facilité de conduite quelles que soient les conditions d’utilisation. La sécurité en cas de collision et le respect de l’environnement ont également été au cœur des travaux de développement. 

Pour améliorer les vibrations et les bruits au profit d’un meilleur confort de conduite, la fixation du moteur a été entièrement revue pour la première fois depuis la Subaru 1000, première voiture compacte de la marque produite en 1966. Le moteur n’est pas fixé directement sur la caisse mais il est monté avec la boîte de vitesses sur un « sous-châssis » qui s’étend sur les côtés de la boîte. Sur le modèle turbo 2.0D, l’échappement a été développé autour de ce système au profit d’un meilleur respect de l’environnement

Le système de support a été effectivement conçu pour mieux filtrer les vibrations engendrées par le moteur. Ainsi, le principal silentbloc est-il de type hydraulique. La suspension et la direction assistée électrique sont également fixées sur le berceau. Les vibrations engendrées par le revêtement de la route sont mieux filtrées. Dans le cas d’une collision frontale, le berceau et le groupe propulseur sont poussés en arrière dans un axe idéalement calculé. La performance d’absorption de l’impact du châssis principal s’en trouve accrue. La fixation plus rigide de la suspension avant procure une meilleure réponse de la direction en virage

Une suspension à jambes de force type McPherson est adoptée. La rigidité est accrue en montant le bras inférieur sur le double châssis. La réponse de la direction est améliorée et le confort bénéficie de vibrations réduites. La barre stabilisatrice est élargie ce qui a réduit le roulis sans avoir modifié le tarage des amortisseurs. La sensation de tenue de route est ainsi accrue tout en préservant un amortissement doux et confortable. La géométrie de la suspension a été améliorée. On retrouve à l’arrière une suspension à double triangulation rattachée avec le différentiel arrière  à un sous châssis qui permet de supprimer les fréquences des chocs et des bruits au profit d’un plus grand confort.

Les quatre disques équipés de l’ABS et la répartition électronique de la force de freinage EDB (Electric Brake force Distribution) sont de série sur tous les modèles. Sur l’Outback, on trouve de noueaux servofreins à tige de traction où la déformation du logement est complètement évitée. La réponse de la commande a été significativement améliorée en revoyant la structure de la valve. Avec le VDC, le système d’aide au freinage d’urgence est également de série sur tous les modèles. Un système électronique placé près de la colonne de direction remplace la commande de frein à main traditionnelle. Cet aménagement à permis d’ajouter des espaces de rangement dans la console centrale. Le frein de parking se relâche automatiquement quand le conducteur sollicite l’accélérateur. 
 
Un système de retenue du véhicule en côte complète le frein de parking. Il active automatiquement les freins quand le véhicule est arrêté sur une côte de 5% ou plus, dans le sens de la montée comme de la descente. Une direction assistée électrique réduit la consommation et améliore les sensations de conduite. La crémaillère est montée directement sur berceau par des fixations de type silentbloc ce qui apporte à la fois une meilleure rigidité et des vibrations réduites. Sur le nouveau modèle, une direction plus directe accentue la sensation de sportivité.

Tous les modèles sont chaussés de jantes en alliage 17 pouces et de pneus de dimensions 225/60R17. La roue de secours est remplacée par un kit de réparation. 

Carrosserie
Tout comme celui du châssis, le design de la carrosserie a été revu dans le détail pour créer une structure qui apporte une conduite précise et un haut niveau de sécurité en cas de collision. La caisse du modèle Outback est conçue selon le principe des renforts en forme d’arceau qui a fait ses preuves dans la gamme Subaru. Ces montants de renforts sont liés entre eux pour former une cage de protection. Un acier à très haute résistance (980 MPa) est utilisé pour les points clefs de ces renforts. En exploitant les caractéristiques du nouveau berceau moteur, la structure avant de la carrosserie avant a été rationnellement conçue pour accroitre la rigidité de la suspension avant et la réponse de la direction. Le poids a été réduit au maximum et l’ensemble procure un équilibre de haut niveau entre la précision de conduite et le confort.   La qualité d’absorption d’impact du nouveau système de berceau moteur a permis de simplifier la structure de renforcement à l’avant et de gagner 6 kg.  Alors que la structure du plancher arrière a été allégée, la répartition de sa rigidité a été
optimisée.  

La structure de protection en forme d’arceau assure une meilleure sécurité en cas de collision dans toutes les directions. Le nouveau cadre de support moteur agrandit la surface de déformation et d’absorption dans le cas d’une collision frontale, optimisant ainsi la protection des occupants. Le principe des renforts assemblés en forme d’arceau a été plébiscité dans les tests de collisions menés par de nombreux pays. Quel que soit l’endroit d’où provienne la collision, les occupants se trouvent protégés par les renforts formés autour de chaque montant et renforçant les ouvertures des portes. Sur la nouvelle Outback, la résistance et la rigidité de chaque élément a été pensée pour optimiser l’absorption de l’énergie en cas d’impact. 

Le nouveau cadre de support moteur absorbe le choc en se déformant et en poussant le groupe propulseur vers l’arrière et vers le bas, donnant au châssis principal une capacité d’absorption du choc encore plus grande. Un acier ultra résistant (980 MPa ) utilisé pour le montant B et la barre de seuil, renforce la rigidité de la cabine. Les occupants sont solidement protégés, même en cas d’impact latéral. Deux poutrelles de renfort sont placées dans chaque porte avant et arrière. Un système de retenue empêche le bas de la porte arrière de se déformer à l’intérieur de l’habitacle. Malgré le faible porte-à-faux, la structure est optimisée pour que l’énergie de l’impact soit efficacement et graduellement absorbée.

Des dispositifs d’absorption sont placés à l’intérieur du pare-choc avant. Si une collision se produit à moins de 15 km/h et que l’airbag ne se déploie pas, l’impact peut être absorbé sans endommager le châssis. Les boîtes d’absorption des chocs peuvent être remplacées individuellement, limitant ainsi les coûts de réparation. Dans le même esprit, une barre d’absorption de chocs a été adoptée pour l’arrière et chaque élément du panneau du radiateur possède des fixations rapides qui réduisent les délais d’intervention. 

L’ensemble du siège a été revu, tant au niveau du cadre que de ses éléments internes. Plus rigide, assurant un maintien plus ferme avec un meilleur contrôle des mouvements du corps en cas de choc, il diminue le risque de blessure à la nuque. A l’inverse d’un appuie-tête actif qui aurait le même effet de protection, le confort d’assise progresse de façon significative grâce aux ressorts placés sur la totalité de la surface du dossier. Un appuie-tête à absorption d’énergie a été choisi pour réduire la force de l’impact.

La performance de détection des capteurs est améliorée. Les airbags frontaux, latéraux et rideaux sont de série sur tous les modèles.  La structure de la colonne de direction a été revue pour accroitre la protection des genoux du conducteur. Cet aménagement s’ajoute aux système d’anti-recul et de protection des chocs dont est doté le pédalier.

Les matériaux employés pour l’amortissement de l’impact et la structure optimisée autour du pare-choc sont conformes aux prochaines normes européennes concernant les bustes des piétons et qui sont les plus exigeantes au monde.  Protection de la tête : le capot est en acier afin d’obtenir une absorption plus efficace de l’impact. La zone de déformation est agrandie et la structure a été revue autour de la baie de pare brise.

Le capot de l’Outback a été construit en acier car ce matériel absorbe les chocs efficacement. L'espace entre le capot et le groupe motopropulseur a été agrandi et la structure de la carrosserie a été adaptée à l'avant afin de limiter au maximum les conséquences d'une collision.

http://www.essai-automobile.com
Septembre 2009