С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Принцип работы xdrive

Принцип работы xdrive


Система полного привода xDrive

xDrive – оригинальная система интеллектуального полного привода,  разработанная компанией BMW. Несмотря на то, что данная система относится к постоянному полному приводу, в своей основе она сохраняет классическую для BMW заднеприводную схему трансмиссии, т.е. при нормальных условиях движения и состоянии дорожного покрытия автомобиль ведет себя преимущественно как заднеприводный. Но при необходимости часть крутящего момента мгновенно перебрасывается на передние колеса. Таким образом система постоянно контролирует состояние движения автомобиля, непрерывно распределяя мощность между осями в оптимальном соотношении. За счет этого система xDrive обеспечивает исключительную управляемость и динамику при прохождении поворотов и движении по скользкой дороге.

История создания и развития системы

Полноприводная модель BMW iX325 1985 года выпуска

Фирменная система полного привода BMW xDrive была официально представлена в 2003 году. До этого момента ее предшественником была схема с постоянным распределением момента между осями в фиксированном соотношении. Первоначально полный привод предлагался опционально для заднеприводных моделей BMW 3-й и 5-й серий 80-х годов. История развития и совершенствования систем полного привода BMW насчитывает четыре генерации.

I поколение

1985 год – система полного привода, распределяющая крутящий момент постоянно в соотношении 37:63 для передней и задней осей соответственно. Задний и межосевой дифференциалы жестко блокировались при проскальзывании вязкостными муфтами, передний дифференциал – свободного типа. Применялась на модели 325iX.

II поколение

1991 год – постоянный привод с соотношением мощности между осями 36:64, с возможностью перераспределения на любую ось до 100% крутящего момента. Блокировка межосевого дифференциала осуществлялась с помощью электромагнитной многодисковой муфты, задний дифференциал блокировался муфтой с электрогидравлическим приводом, передний — свободный. В своей работе система учитывала показания колесных датчиков скорости, текущие обороты двигателя и положение педали тормоза. Применялась на модели 525iX.

Читайте также:  Муфта полного привода Haldex

III поколение

1999 год – полный привод с постоянным распределением мощности в отношении 38:62, все дифференциалы – свободные с электронной блокировкой. Система функционировала совместно с динамической системой курсовой устойчивости. Данная схема полного привода была применена на кроссовере Х5 первого поколения и показала отличные результаты как при движении по асфальту, так и в условиях легкого бездорожья.

IV поколение

2003 – интеллектуальная система полного привода xDrive была представлена в составе стандартной комплектации новой модели Х3 и обновленной модели 3-й серии Е46. На сегодняшний день xDrive устанавливается на все модели серии Х, опционально — для всех остальных моделей BMW, кроме 2-й серии.

Элементы системы

Схема системы полного привода BMW xDrive
  • Раздаточная коробка в корпусе с многодисковой муфтой, выполняющей функцию межосевого дифференциала
  • Карданные передачи (передняя и задняя)
  • Межколесные дифференциалы (передний и задний)

Многодисковая фрикционная муфта

Многодисковая фрикционная муфта с сервоприводом

Функцию распределения мощности между осями выполняет расположенная в корпусе раздаточной коробки многодисковая фрикционная муфта с приводом от сервомотора. В зависимости от модели автомобиля BMW может применяться цепной или шестеренчатый тип привода карданной передачи передней оси. Муфта срабатывает по команде блока управления и за доли секунды изменяет соотношение передачи крутящего момента по осям.

Принцип работы системы

В своей основе система xDrive использует заднеприводную схему трансмиссии. Движение в обычном режиме предусматривает распределение крутящего момента в соотношении 40:60 (для передней и задней осей). При необходимости на ось с лучшим сцеплением с дорожной поверхностью может передаваться весь потенциал мощности. xDrive работает в согласовании со всеми интегрированными системами активной безопасности, включая систему активного рулевого управления и систему курсовой устойчивости автомобиля.

Режимы работы системы

Схема работы системы xDrive
  • Начало движения: дифференциал заблокирован, мощность между осями распределяется в оптимальном соотношении 40:60, на скорости свыше 20 км/ч соотношение крутящего момента определяется системой, исходя из текущих условий движения и дорожной поверхности
  • Избыточная поворачиваемость: при обнаружении системой xDrive признаков смещения задней оси наружу от центра поворота бОльшая мощность перенаправляется на переднюю ось; при необходимости подключается динамическая система курсовой устойчивости, притормаживая нужные колеса и выравнивая автомобиль
  • Недостаточная поворачиваемость: при регистрации системой увода передней оси от центра поворота на заднюю ось подается до 100% крутящего момента, а система курсовой устойчивости помогает при необходимости стабилизировать автомобиль
  • Движение по скользкой дороге: крутящий момент распределяется электроникой на ось с лучшим сцеплением колес, предотвращая пробуксовку
  • Парковка автомобиля: вся мощность перенаправляется на заднюю ось, облегчая управление водителю и снижая нагрузку на элементы трансмиссии
Читайте также:  Разновидности систем полного привода автомобиля

Опираясь на показания многочисленных датчиков, управляющая электроника способна с точностью распознавать склонность автомобиля  к уходу  в занос при повороте или скорую потерю сцепления колес с дорожной поверхностью. Системой учитываются также и текущие параметры работы двигателя, скорость автомобиля, частота вращения колес, угол их поворота и боковое ускорение автомобиля. Это позволяет с упреждением просчитывать и за долю секунды изменять баланс мощности, распределяемый между осями. Стабилизация автомобиля происходит на грани потери управляемости, сохраняя силу тяги и динамику. Система курсовой устойчивости включается в работу в последний момент в том случае, если интеллектуальный полный привод не справился с задачей.

(3 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка...

Как работает система полного привода (xDrive) у BMW. — DRIVE2

Максимально полный контроль за воздействующими на автомобиль силами создает основу безопасности и удовольствия от вождения. Оба аспекта тесно связаны между собой и поэтому равным образом учитываются при разработке системы привода и ходовой части автомобилей BMW. Тонкое рулевое управление, эффективное, точно дозируемое торможение, а также чувствительные и быстро реагирующие системы упругих элементов и амортизаторов, способствуют тому, чтобы оптимально обуздать поперечные, продольные и вертикальные динамические силы.

Таким образом, обеспечивается еще больше безопасности и одновременно больше удовольствия при езде даже в очень спортивном стиле или при плохих условиях дорожного полотна. С самого начала полный привод BMW был предназначен для того, чтобы наряду с силой тяги и устойчивостью при движении также оптимизировать и динамику движения.

По прошествии 25 лет полный привод BMW xDrive выполнил эту постановку задачи в не имеющим себе равных в мире объёме. Благодаря непревзойдённой быстроте, вариабельности и точности интеллектуальная система полного привода BMW всегда и при любых условиях управляет приводным усилием там, где оно оптимально может быть преобразовано в динамику движения. Технология полного привода BMW разработана так, чтобы максимально использовать преимущества распределения усилий по четырем колёсам и свести к минимуму его побочные эффекты.

Традиционные системы полного привода, прежде всего, ориентированы на то, чтобы улучшить силу тяги на грунтовом покрытии или в зимних дорожных условиях. При этом появляются недостатки, являющиеся результатом неэффективного распределения усилий, и выражающиеся, например, в недостаточных ходовых качествах и ограниченной чувствительности к повороту рулевого колеса при спортивном движении на повороте, неустойчивом прямолинейном движении по инерции или в нехватке комфорта при маневрировании.

Эти минусы существенно бросаются в глаза, прежде всего, в сравнении с типичным для BMW приводом на задние колёса. Разработчикам первого полного привода модели BMW удалось превосходно скомбинировать преимущества зарекомендовавшего себя привода на задние колёса и передачи усилия на четыре колеса.

25 лет оправдывающий себя принцип: Больше динамики на поворотах, больше безопасности зимой.

Представленный в 1985 году на Международном автосалоне (IAA) BMW 325iX четко выразил эту специфичную для марки философию полного привода. Вместо простого равновесного распределения его полноприводная система направляла при обычной езде 63 процента приводного момента на задний мост и 37 процента на передний. Таким образом, оставалось типичное для BMW точное поворачивание на поворотах, включая сильный боковой увод без приводного воздействия на передние колёса и легко контролируемая в граничной зоне тенденция излишней поворачиваемости.

В экстремальных условиях или в особо динамических ситуациях находящиеся в раздаточной коробке и в главной передаче заднего моста вязкостные блокировки осуществляли регулирование силового потока. Таким образом, при необходимости, например, в случае проворачивания задних колёс больший приводной момент передавался на передний мост. Кроме того, усилие от одного проворачиваемого колеса могло быть направлено в обход другого.

Несмотря на автоматическое регулирование блокировок в полной готовности при любых условиях также находилось антиблокировочное устройство. Благодаря этой концепции на практике вождения полный привод BMW 325iX обращал на себя внимание только тогда, когда он мог продемонстрировать свои преимущества: оптимизированная сила тяги при ускорениях из поворотов, непревзойдённая передача усилий без проскальзывания во время рывка на мокрых дорогах и чрезвычайно безопасные ходовые качества при движении по снегу и льду.

Электронное управление для ориентированного на необходимость распределения усилий.

Новые возможности оптимизации силы тяги, устойчивости при движении и динамики в полноприводных автомобилях смогли быть осуществлены благодаря разработке электронных систем регулирования. BMW 525ix выпуска 1991 года обладал полным приводом, электронное управление которого для определения текущего состояния движения учитывало как поступающие от антиблокировочного устройства данные о частотах вращения колёс, так и положение дроссельной заслонки двигателя и состояние тормозов.

Находящаяся в раздаточной коробке бесступенчато регулируемая многодисковая муфта обеспечивала при необходимости возможность согласования имеющегося при обычной езде распределения усилий в соотношении 36 : 64 процента между передними и задними колёсами. Во избежание проворачивания отдельного колеса гидравлически регулируемая многодисковая муфта осуществляла управление силового потока в главной передаче заднего моста. Соединение с передними колёсами было осуществлено как и в BMW 325iX с помощью механизма отбора мощности посредством зубчатой цепи и ведущего к дифференциалу вала. Дифференциал заднего моста был присоединен непосредственно с помощью карданного вала.

Функция блокировки раздаточной коробки активировалась электромагнитно. У многодисковой муфты главной передачи заднего моста имелась электрогидравлическая функция блокировки. В обеих системах могли быть обеспечены блокировочные моменты от 0 до 100 процентов. Согласование осуществлялось за доли секунды. Благодаря этому даже в трудных условиях автоматически обеспечивалась максимальная устойчивость при движении.

Во время разгона на ровном, а также неоднородном грунтовом покрытии, благодаря точно регулируемым блокировкам имелась всегда достаточная сила тяги. В пользу комфорта при маневрировании было также обеспечение выравнивания частот вращения. Внедренная в BMW X5 в 1999 году система полного привода также привела к совершенствованию распределения усилий электронным управлением. В первом в мире автомобиле Sports Activity Vehicle приводной момент при обычной езде распределялся в соотношении 38 : 62 процента между передними и задними колёсами.

Открытый межосевой дифференциал в планетарном исполнении осуществлял регулирование силового потока между мостами. Блокирующее действие для оптимизации силы тяги и устойчивости при движении обеспечивалось индивидуальным для каждого колеса тормозным управляющим воздействием.

Кроме того, BMW X5 был снаряжён автоматическим, расположенным у дифференциала тормозным механизмом (ADB-X). В сочетании с системой динамического контроля курсовой устойчивости (DSC) и системой ограничения скорости спуска (HDC) BMW X5 был оснащён как для спортивной езды, так и для движения в стороне от автомобильных дорог с твёрдым покрытием.

Быстро, точно, опережающе: Интеллектуальный полный привод BMW xDrive.

Новое поколение системы полного привода колёс впервые начало использоваться в представленном в 2003 году BMW X3 и параллельно с ним в BMW X5. Полный привод BMW xDrive сочетал в себе вариабельное распределение моментов между передним и задним мостом с помощью многодисковой муфты с электронным управлением с функцией продольной блокировки, обеспечиваемой с помощью тормозных управляющих воздействий системы динамического контроля курсовой устойчивости (DSC).

Благодаря этому система xDrive наметила новые рубежи быстродействия и точности для обусловленного обстановкой распределения усилий. Кроме того, связь между xDrive и DSC впервые обеспечила опережающий анализ ситуации при движении. Возможность заблаговременно распознавать опасность проскальзывания ведущих колёс и путём распределения усилий противодействовать проворачиванию одного или нескольких колёс, подтверждает статус xDrive как интеллектуального привода на все колёса.

Непрерывно совершенствуясь, xDrive и по сей день обеспечивает возможности оптимизации как силы тяги и устойчивости при движении при плохих условиях дорожного полотна, так и динамики движения на поворотах. Между тем, система полного привода колёс xDrive используется не только в моделях BMW X, но также предлагается в качестве опции для моделей BMW 3-й, BMW 5-й и BMW 7-й серии.

Согласование системы осуществляется в соответствии с моделью, но основная характеристика всегда следует оправдывающему себя принципу: гармоничная согласованность качества типичного для BMW привода на задние колёса и преимуществ распределения усилий на четыре колеса.

В связи с этим в нормальном режиме для каждой полноприводной модели BMW 60 процентов приводного момента передается на задний мост, а 40 процентов на передний. При необходимости, распределительные квоты в кротчайшее время согласуются с изменившимися условиями. Для этого многодисковая муфта межосевой раздаточной коробки регулируется электрическим серводвигателем.

При повышенном давлении на фрикционные диски с помощью карданного вала с цепным приводом или зубчатой передачи для полноприводных моделей BMW 3- й, BMW 5-й и BMW 7-й серии подается дополнительное усилие на передний мост; в случае полностью открытой муфты автомобиль напротив приводится в движение исключительно с помощью задних колес. Благодаря электронному регулированию изменение распределения моментов осуществляется за рекордное время.

В течение всего лишь 100 миллисекунд муфта может быть либо полностью открыта, либо закрыта. Связь между xDrive и DSC дополнительно обеспечивает функцию поперечной блокировки. Если одно колесо прокручивается без передачи усилия, то оно электронно тормозится управлением DSC. Тем самым дифференциал в главной передаче направляет больше усилия к противоположному колесу. Наряду с быстрым согласованием распределения моментов, прежде всего, точность при анализе ситуации при движении является отличительной чертой интеллектуального привода на все колёса.

Для того чтобы определить, каким было бы идеальное распределение моментов в отношении силы тяги, устойчивости при движении и динамики, блок управления системы xDrive использует большое количество данных, предоставляющих сведения о режиме движения. Благодаря связи с системой динамического контроля курсовой устойчивости (DSC) в системе интегрального управления ходовой частью (ICM) могут быть дополнительно учтены данные системы управления двигателем, а также положение педали акселератора, угол поворота, частоты вращения колёс и поперечное ускорение автомобиля.

Благодаря этому обилию информации система xDrive может всегда точно дозировать распределение усилий между передним и задним мостом так, чтобы полностью использовалась мощность двигателя, и чтобы из-за проворачиваемых колёс не пропал ни один киловатт силы.

Кроме того, связь с системой способствует тому опережающему воздействию, которое ему придает неповторимый статус интеллектуального привода на все колёса. В отличие от традиционных приводов на все колёса, реакция которых проявляется только тогда, когда, по меньшей мере, уже проворачивается одно колесо, система xDrive уже на предварительном этапе обнаруживает любую тенденцию недостаточной силы сцепления. Благодаря быстрой оценке многочисленных величин динамики движения система xDrive, к примеру, всегда распознает, имеет ли место быть в быстро проходимом повороте опасность излишней или недостаточной поворачиваемости. Если же, например, автомобилю угрожает смещение передних колёс от центра поворота, то большая часть приводного усилия направляется на задние колёса. Впоследствии автомобиль осуществляет поворот более точно – xDrive оптимизировала устойчивость при движении, ещё до того как водитель почувствовал в этом необходимость. Точно также может быть предусмотрительно осуществлено противодействие проворачиваемости задних колёс, при котором избыточное усилие направляется на передний мост.

Таким образом, действие полного привода проявляется еще до того, как возникнет проскальзывание. Интеллектуально регулируемое распределение приводного момента также способствует и комфортабельности езды. Стабилизирующее действие системы xDrive делает вмешательства системы DSC необходимыми только в экстремальных ситуациях. Только когда для удержания автомобиля на требуемом курсе самого оптимального распределения усилий более недостаточно, реагирует система управление DSC, снижая мощность двигателя, и тормозя отдельные колёса.

Интеллектуальная связь с помощью системы интегрального управления ходовой частью (ICM).

Гармоничное взаимодействие xDrive, DSC, а также многочисленных систем привода и ходовой части, обеспечивает интеллектуальная связь в системе интегрального управления ходовой частью (ICM). Эффективное электронное управление позволяет в течение долей секунды согласовать между собой функции привода и ходовой части так, чтобы в любой ситуации при движении обеспечивалась максимальная устойчивость и динамика движения.

Являясь системой управления верхнего уровня, ICM обеспечивает, чтобы отдельные системы не мешали друг другу, а всегда в гармоничной манере обеспечивали оптимальные ходовые качества. При этом также учитываются взаимодействия различных вмешательств. Если, например, системе полного привода xDrive требуется перенести часть приводного момента с заднего моста на передний, то это непосредственно скажется на поворачиваемости автомобиля.

В этом случае система ICM проверяет, какие системы регулирования какими действиями и в каком объёме должны на это среагировать, и параллельно ли или последовательно должны быть выполнены указания. Таким образом, тенденции излишней или недостаточной поворачиваемости на поворотах сначала противодействует xDrive, а только потом вмешивается DSC.

Целенаправленная координация также оптимизирует гармоничное взаимодействие других систем ходовой части. Так, например, система динамического контроля курсовой устойчивости (DSC) с помощью ICM также связана с активным рулевым управлением. При торможении с различными коэффициентами трения (торможение μ-Split) для стабилизации автомобиля используется активное вмешательство рулевого управления.

При этом активное рулевое управление оценивает поступающие от DSC данные об устойчивости при движении и компенсирует реакцию автомобиля, вызываемую различными давлениями в системе тормозного привода на стороне больших и малые коэффициентов трения.

Новая настройка xDrive для повышения манёвренности и система регулирования динамики движения для оптимальной динамики на поворотах.

Для оснащенных в настоящий момент системой xDrive моделей у системы полного привода колёс имеется настройка оптимизации динамики. Прежде всего, она дает о себе знать на поворотах. При движении на поворотах приводной момент ещё в устойчивом режиме движения большей частью направлен на задний мост, чтобы повысить манёвренность автомобиля и препятствовать недостаточной поворачиваемости.

Для оптимальной тяги на выходе из поворота незамедлительно восстанавливается первоначальная установка в 40 : 60 процентов между передним и задним мостом. Дополнительный вклад в динамику движения вносит система регулирования динамики движения. Эта система с электронным управлением обеспечивает дозированное тормозное воздействие, включая выравнивание крутящего момента, электроникой регулирования системы xDrive, с помощью которой на ровном грунтовом покрытии, а также при чрезвычайно динамичном движении на повороте, осуществляется эффективное противодействие тенденции недостаточной поворачиваемости, и достигается более высокая манёвренность.

Как только передние колёса слишком сильно выступают наружу, ближайшее к центру поворота заднее колесо целенаправленно тормозится электроникой регулирования системы xDrive и DSC. Вызванная тем самым потеря тяги одновременно компенсируется увеличением мощности привода.

Максимальная точность при распределении усилий: Dynamic Performance Control.

Возможности с помощью BMW xDrive оптимизировать как тягу, так и в смысле устойчивости, динамику, еще больше увеличиваются благодаря сочетанию с системой регулирования динамики движения Dynamic Performance Control, серийно поставляемой на BMW X6, а также модели BMW X5 M и BMW X6 M, так как между правым и левым задним колесом осуществляется дифференцированное распределение усилий.

Благодаря вариабельному распределению приводного усилия между задними колёсами во всем диапазоне скоростей заметно оптимизируется чувствительность к повороту рулевого колеса и боковая устойчивость. Если намечается излишняя поворачиваемость, то xDrive уменьшает распределение усилий на направленных наружу задних колесах. Теперь Dynamic Performance Control дополнительно отбирает приводной момент от сильно нагруженного в результате действия центробежной силы дальнего от центра поворота заднего колеса и перенаправляет его на ближайшее к центру поворота заднее колесо.

Противоположным образом предотвращается тенденция недостаточной поворачиваемости: xDrive уменьшает передачу усилий на направленные наружу передние колёса, а Dynamic Performance Control для оптимальной стабилизации одновременно обеспечивает смещение приводного момента к дальнему от центра поворота заднему колесу.

Dynamic Performance Control проявляет своё стабилизирующее действие даже тогда, когда водитель во время движения на повороте отпускает педаль газа. Расположенные в главной передаче заднего моста дополнительные два совмещенных устройства, состоящие из планетарной передачи с тремя сателлитами, многодискового тормоза с приводом от электродвигателя, а также шариковой рампы, обеспечивают наличие вариабельного распределения моментов даже в случае внезапного изменения нагрузки и в режиме принудительного холостого хода.

Вызываемая системой Dynamic Performance Control разность приводных моментов между обоими задними колёсами может составлять до 1 800 ньютон-метр. Для водителя это вмешательство проявляется в ощутимом повышении маневренности, силе тяги и устойчивости при движении. Кроме того, эффективность Dynamic Performance Control заключается в гораздо меньшем количестве вмешательств системы динамического контроля курсовой устойчивости (DSC).

Система полного привода xDrive

Практически у всех автопроизводителей в линейках моделей присутствуют полноприводные версии. По большей части все ведущие колеса имеют только кроссоверы и внедорожники. Но есть и производители, у которых система полного привода предлагается и на обычных легковых авто – седанах, универсалах. Примечательно, что выпуском таких моделей занимаются только брендовые компании, среди которых и BMW.

При этом у каждого из таких производителей имеется своя запатентованная технология полного привода. У баварцев это система xDrive. Здесь стоит отметить, что это не что-то особенное и не имеющее аналогов. Общая концепция полного привода идентична для всех авто, а патентирование тех или иных систем лишь закрепляет право за какими-то определенными конструктивными решениями.

Общая концепция

Первые модели BMW, оснащенные полным приводом, появились в 1985 году. На то время такого класса, как «кроссовер» еще не существовало, а внедорожниками этот производитель не занимался. Но оценив успех полноприводных версий Audi, баварцы решились на установку полного привода на авто двух своих серий – 3 и 5. Такая система являлась опциональной. То есть, из всей достаточно обширной линейки полным приводом оснащались только некоторые версии, да и то – за доплату. Чтобы как-то обозначить авто с такими системами, в их название добавили индекс «Х». В последствии этот индекс и перерос в xDrive.

Примечательно, что полный привод xDrive не направлен на повышение проходимости авто, ведь из универсала и седана внедорожник все равно не получится. Основная задача его заключена в обеспечении лучшей управляемости и устойчивости авто.

Устройство полного привода xDrive

Общая концепция полного привода в BMW – классическая, то есть она состоит из:

  • КПП;
  • Раздаточной коробки;
  • Валов привода;
  • Главных передач двух мостов.

В перечень не вошли дифференциалы, поскольку с ними не все так просто. Этот тип привода конструкторы BMW постоянно совершенствовали, дорабатывая его и отказываясь от одних конструктивных решений в пользу других.

Обозначение привода

В целом, с появлением полноприводных версий и по настоящее время можно насчитать уже 4 поколения систем. Но официальное название «xDrive» она получила только в 2003 году, с выходом 4-го поколения, а до этого все полноприводные модели обозначались индексом «Х». В 2006 году система xDrive стала основной, от всех других отказались. Но обозначение «xDrive» полностью прижилось, поэтому многие автолюбители даже более ранние поколения называют полным приводом xDrive.

Примечательно, что с выходом каждого последующего поколения менялась не только конструкция, постепенно поменялся сам тип полного привода.

Устройство и виды полного привода

Система xDrive позиционируется автопроизводителем как постоянный полный привод («Full Time»), но таковой она не является, это лишь маркетинговый ход. Она относится уже к типу «On Demand», то есть с автоматическим подключением второй оси при надобности. А вот все предыдущие версии относились к «Full Time», но использовались они на ограниченном количестве моделей, в то время, как xDrive доступен практически для всей линейки моделей, от седанов до полноразмерных кроссоверов.

1-е поколение

Как отмечено, первые полноприводные BMW появились в 1985 году. Используемая тогда 4WD обеспечивала постоянную подачу момента на колеса двух осей, при этом система являлась несимметричной, распределение по осям составляло 37/63.

Разделение по осям осуществлялось планетарным дифференциалом, для блокировки которого использовалась вискомуфта. Такая конструкция позволяла при надобности подать до 90% тягового усилия на любой из мостов.

Дифференциал заднего моста также оснащался блокирующей вискомуфтой. А вот впереди никаких блокировочных механизмов не использовалось, дифференциал являлся свободным.

Модель iX325 с полным приводом 1985 года выпуска

Несмотря на подачу тяги на обе оси, модели с такой системой привода по умолчанию считались заднеприводными, поскольку момент на заднюю ось подавался напрямую. Подача вращения на переднюю ось проводилась за счет отбора мощности раздаточной коробкой цепного типа.

«Слабым местом» в первой системе полного привода, используемой BMW, являлись вискомуфты, которые по надежности сильно уступали блокировкам Torsen, применявшиеся в Audi.

Системы первого поколения ставились на модели 3-й серии E30 325iX с кузовами седан, универсал и купе. Производство их продолжалось до 1991 года.

2-е поколение

В 1991 году появилось 2-е поколение привода — несимметричное, с распределением 36/64. Баварцы стали его устанавливать на седаны и универсалы 5-й серии (Е34 525iX). При этом в 1993 году система прошла модернизацию.

Модель Е34 525iX

До модернизации системы для блокировки дифференциала, установленного между осями, использовалась электромагнитная муфта, управляемая блоком системы ESD. Передок все также не оснащался каким-либо механизмом блокирования. Дифференциал же задней оси блокировался электрогидравлической муфтой. За счет использованию двух муфт существовала возможность практически мгновенного распределения тяги между осями с соотношением до 0/100.

После модернизации конструкция системы изменилась. В качестве блокировки центрального дифференциала все также продолжала использоваться электромагнитная многодисковая муфта, управление которой выполнял блок ABS.

От использования блокировок на главных передачах полностью отказались, дифференциалы и спереди, и сзади сделали свободными. Зато появилась имитация блокировки задней оси, роль которой выполняла система ABD (Automatic Differential Brake). Суть ее функционирования очень проста – посредством датчиков скорости вращения колес система выявляла пробуксовку и задействовала тормозной механизм для притормаживания буксующего колеса, тем самым перебрасывая момент на другое колесо.

3-е поколение

В 1998 году на смену 2-му поколению пришло 3-е. Этот тип полного привода также являлся асимметричным, распределяющим усилие в соотношении 38/62. Им комплектовались модели 3-ей серии (Е46) в кузовах седан и универсал.

Это поколение полного привода отличалось тем, что все дифференциалы (межосевой, межколесные) были свободными. При этом имелась имитация блокировки главных передач системой.

В 1999 году в линейке моделей BMW появился первый кроссовер – Х5. В его конструкции также использовалась система 3-го поколения. У кроссовера все дифференциалы были свободными, но межколесные блокировались системой ADB-X, в дополнение задействовалась также система контроля движения на спуск – HDC.

Шасси BMW X5

3-е поколение полного привода на моделях 3-ей серии использовалось до 2006 года, а вот на кроссовере ее заменили в 2004 году. На этом эра дифференциальных 4WD «Full Time» для BMW закончилась, а на их смену пришел xDrive.

4-е поколение

Основная особенность этого типа привода заключается в том, что от использования межосевого дифференциала полностью отказались. Вместо него установили многодисковую муфту фрикционного типа, управляемую посредством сервопривода.

Раздаточная коробка xDrive с приводными шестернями используется на легковых автомобилях

В обычном режиме движения распределение тяги осуществляется в соотношении 40/60. Но за доли секунды оно может поменяться вплоть до 0/100. Система работает в полностью автоматическом режиме, и функции отключения ее не предусмотрено.

Принцип работы xDrive

Вращение постоянно подается на задний мост, то есть авто с таким приводом в действительности является заднеприводным. При этом сервопривод за счет системы рычагов поджимает фрикционные диски межосевой муфты, что позволяет отбирать мощность и подавать ее на вал привода передней оси.

При надобности сервопривод меняет степень прижима дисков, меняя разделение крутящего момента. Он либо полностью их сжимает, обеспечивая передачу в пропорции 50/50, либо отпускает их, прерывая подачу момента на перед.

Раздаточная коробка xDrive с цепным приводом для кроссоверов

Работой сервопривода управляет целый комплекс систем, что обеспечивает перераспределение тяги между осями в очень короткие промежутки времени – 0,01 секунды.

Для своей работы xDrive задействует системы:

  • Управления ходовой частью ICM. В ее задачу как раз и входит синхронизация привода с иными системами;
  • Динамической стабилизации DSC (курсовой устойчивости). Она не только управляет разделением тягового усилия между мостами. Система также «заведует» и имитацией блокировки дифференциалов, установленных на главных передачах, притормаживая пробуксовывающие колеса.
  • Рулевого управления AFS. Она обеспечивает стабилизацию авто во время торможения, при котором колеса движутся по поверхностям с разным коэффициентом трения.
  • Контроля тягового усилия DTC;
  • Помощи при движении на спуск HDC;
  • Перераспределения тяги между колесами задней оси DPC. Она осуществляет «подруливание» при проезде поворотов.

Главным преимуществом xDrive является ее сравнительная конструктивная простота. Отсутствие механических узлов блокирования дифференциалов значительно упрощает устройство привода и делает его очень надежным.

Также для изменения параметров функционирования не нужно что-то переделывать в конструкции, достаточно внести изменения в программное обеспечение систем, управляющих приводом.

Основными преимуществами системы xDrive в эксплуатационном плане являются:

  • Переменное бесступенчатое разделение момента между осями;
  • Постоянный контроль за поведением авто и мгновенная реакция на изменение ситуации;
  • Обеспечение высоких показателей управляемости авто;
  • Высокая точность функционирования тормозной системы;
  • Устойчивость авто при разных условиях передвижения.

Благодаря используемой фрикционной муфте с электронной системой управления, система xDrive обладает рядом режимов работы, которые подстраивают привод по условия движения:

  • Плавное начало движения;
  • Вхождение в повороты с чрезмерной поворачиваемостью;
  • Движение в поворотах с недостаточной поворачиваемостью;
  • Перемещение по скользкой дороге;
  • Постановка на стоянку в условиях ограниченного пространства.

Под каждый режим предусмотрены свои особенности работы. Так, при старте фрикционная муфта обеспечивает перераспределение моментов между осями в пропорции 50/50. Это обеспечивает динамичный набор скорости. Но после достижения 20 км/ч система начинает менять соотношение в зависимости от дорожных условий. Среднее значение пропорций составляет 40/60, но оно может быстро поменяться, если электроника обнаружила изменение условий.

Когда при входе в поворот заднюю часть авто начинает заносить (избыток поворачиваемости) сервопривод мгновенно сжимает диски муфты, обеспечивая подачу 50% тяги и больше на перед, благодаря чему он начинает «вытаскивать» заднюю ось авто из заноса. Если этих мер оказывается недостаточно xDrive начинает задействовать иные системы, чтобы стабилизировать машину.

В случае сноса переда при повороте (недостаток поворачиваемости) привод наоборот — снижает момент на передней оси вплоть до полного его отключения и при надобности все также задействует системы стабилизации.

Во время движения по скользким покрытиям xDrive делает авто полноприводным, обеспечивая подачу до 50% тяги на перед и включая вспомогательные системы.

В режиме парковки, а также при движении на очень высоких скоростях (свыше 180 км/ч), сервопривод отключает подачу вращения на перед, делая авто полностью заднеприводным. В этом есть и свой недостаток, особенно во время парковки. Из-за отключения переда автомобиль не всегда может преодолеть даже небольшие препятствия (бордюры) в случае, если покрытие скользкое и зад пробуксовывает.

Недостатком xDrive считается и то, что на подключение оси требуется время, хоть и немного. То есть система включает передний мост только после того, как занос уже начался. Это может несколько дезориентировать водителя, и он примет неверные меры.

«Слабым» местом в самой конструкции полного привода xDrive считается сервопривод. Но об этом конструкторы позаботились, разместив этот узел с внешней стороны раздаточной коробки, что позволяет быстро провести замену или ремонт.

В заключение

Система xDrive настолько себя хорошо зарекомендовала, что она предлагается для всего модельного ряда – версий от 1-й до 7-й серии, ряда авто, оснащаемых 8-цилиндровыми силовыми установками (550i, 750i), а также устанавливается на все кроссоверы серии «Х».

Отметим, что у седанов, универсалов и купе система конструктивно отличается от привода кроссоверов. Различие между ними кроется в раздаточной коробке. У легковых авто она – шестеренчатого типа, а у кроссоверов – цепная.

Пока баварцы не спешат менять привод xDrive, ведь он действительно хороший и отлично работает. Поэтому все наработки, касающиеся привода – это лишь улучшения эксплуатационных показателей, конструкция же не затрагивается, ведь зачем переделывать то, что функционирует прекрасно.

Полноприводная трансмиссия xDrive от BMW - журнал За рулем

Современные BMW обзавелись полным приводом еще в 1985 году. Было это задолго до появления кроссоверов, поэтому баварцы опционно оснащали такой трансмиссией лишь 3‑ю и 5‑ю серии, которые получили дополнительную буковку х в индексе. К коробке передач приладили раздатку с межосевым дифференциалом, от которой шли приводы на переднюю и заднюю оси. В системах первых двух поколений (1985 и 1991 годы) различные по конструкции муфты блокировали межосевой и задний межколесные дифференциалы.

В 1999 году на рынок вышел кроссовер BMW X5, оснащенный полноприводной трансмиссией третьего поколения. Ее принципиальные отличия: все муфты упразднены, блокировку межколесных дифференциалов имитируют тормозные механизмы под контролем электроники, межосевой дифференциал и вовсе свободный.

А в 2003 году на компактном кроссовере X3 появился xDrive, который впоследствии прописался на всех полноприводных BMW. Система претерпела уже несколько модернизаций, но ее основа и принцип действия остались прежними.

ОСНОВА ОСНОВ

При всех нововведениях нынешний xDrive сохранил принципиальную архитектуру предшественников. Эффективнее распределять момент между осями помогает фрикционная муфта с электронным управлением, которая, по сути, заменила межосевой дифференциал и его блокировку. Кроме того, в арсенале «икс- Драйва» есть доставшаяся от первого Х5 электронная система, имитирующая блокировку межколесных дифференциалов (ADB-X): она прихватывает тормозными механизмами пробуксовывающее колесо, позволяя реализовать больший крутящий момент на другом.

Перераспределение момента между осями зависит от силы сжатия фрикционов муфты: по команде электроники они сжимаются или расходятся — в зависимости от ситуации. Сжатием фрикционов управляет серводвигатель. Хитрый рычаг (показан на схеме ниже, позиция 2) преобразует вращательное движение вала электромотора в свое осевое перемещение, которое и поджимает или разжимает фрикционы.

Когда муфта блокируется, часть крутящего момента снимается с задней оси и передается вперед — через раздаточную коробку с цепным или шестеренчатым приводом. Различия в конструкции обусловлены компоновкой центрального туннеля. В кроссоверах мéста больше, поэтому применяют агрегат с цепью, а на легковушках — более компактный вариант с шестернями.

BMW лукавит, называя трансмиссию xDrive постоянным полным приводом. В обычных режимах момент распределяется в соотношении 40:60 в пользу задней оси. При этом муфта почти полностью зажата (при полной блокировке обеспечивается жесткая связь между осями, момент делится поровну). Если же муфта распущена, то весь момент идет на заднюю ось. То есть фактически перед нами постоянный задний привод с автоматически подключаемой передней осью.

А вот еще один рекламный трюк. Производитель утверждает, что муфта может перекинуть вперед до 100% тяги. Это произойдет, если при полностью заблокированной муфте (обе оси жестко связаны) задние колеса повиснут в воздухе или окажутся на абсолютно скользком льду, а под передними будет сухой асфальт. Тогда на передней оси и впрямь можно реализовать 100% крутящего момента, ведь задние колеса не имеют сцепления с дорогой, то есть крутящий момент на них равен нулю. Но никакого волшебства в этом нет — балом правят законы физики, а не уникальная конструкция муфты. Эта задача по плечу любому дифференциалу с жесткой блокировкой. Кроме того, описанная ситуация в обычных условиях нереальна: даже если задние колеса окажутся на зеркальном льду, сцепление шин с покрытием, пусть очень незначительное, все же будет, а вместе с ним появится и незначительная доля передаваемого крутящего момента. А потому 100% на переднюю ось xDrive передать не сможет.

И все же xDrive действительно эффективен и при этом конструктивно прост. Его прекрасно дополняет электронная система курсовой устойчивости DSC, которая позволяет реализовать все достоинства полного привода: она улучшает динамику и управляемость, при этом заботится о безопасности и нисколько не ущемляет амбиций водителя.

ПЛАНОВАЯ МОДЕРНИЗАЦИЯ

С появлением в 2006 году второго поколения кроссовера X5 немного обновили и xDrive. Ограничились доработкой управляющей электроники, наделив систему курсовой устойчивости еще бóльшими правами.

До конструктивных изменений дело дошло спустя два года. На модели X6 в схему «икс-Драйва» внедрили активный задний дифференциал с электронным управлением DPC (Dynamic Performance Control). Он способен перераспределять момент между задними колесами — это избавляет автомобиль от недостаточной поворачиваемости и позволяет ему проходить повороты с большей скоростью, оставаясь на заданной водителем траектории.

У DPC предусмотрена бесступенчатая блокировка, вплоть до 100%. Конструктивно это реализовано добавлением двух планетарных передач и пары многодисковых фрикционных муфт, которыми управляют электроприводы. Впервые подобную схему продемонстрировал еще Mitsubishi Lancer Evolution VII. У BMW она доступна только на кроссоверах Х5 и Х6. Для младших моделей в качестве опции добавили ее упрощенный электронный аналог — Performance Control. Эта функция встроена в систему курсовой устойчивости: в повороте она подтормаживает внутреннее заднее колесо, чтобы добавить момента на внешнем.

Отсутствие других изменений в конструкции трансмиссии xDrive говорит о надежности системы. Представители BMW утверждают, что за все время своего существования серьезных проблем она не доставляла. По статистике, не считая сальников и пыльников приводов, чаще всего выходит из строя серводвигатель управления муфтой. Но происходит это ближе к 300 000 км пробега, а столько накатывает лишь каждый третий, а то и четвертый хозяин. К тому же расположение узла снаружи раздаточной коробки упрощает процедуру замены, да и цена моторчика невысока.

ГОРНЫЙ ЮБИЛЕЙ

В BMW решили отметить 15‑летний юбилей своей линейки кроссоверов большим пробегом по зимним дорогам Черногории. Маршрут не предусматривал бездорожья, но изобиловал горными серпантинами. Собственно, в таких условиях способности системы xDrive и должны раскрываться во всей красе.

Передо мной вся линейка кроссоверов, кроме младшего X1. Машины обуты в зимние нешипованные шины. Перепад температур между равнинной и горной частями маршрута — от небольшого минуса до +15 ºС.

Ограничителями в скорости езды по серпантинам были только здравый смысл и инстинкт самосохранения. Далеко не везде ширина дороги позволяет свободно разъехаться со встречными автомобилями, а большинство поворотов — слепые.

Скажу честно: долго ехать на пределе сцепных свойств шин было страшно и физически сложно. Но в этих условиях xDrive ни разу не заставил понервничать, а иногда и приятно удивлял. Старшие братья Х5 и Х6 с активным задним дифференциалом задорно ввинчивались в шпильки. В спортивном режиме система стабилизации позволяла немного похулиганить и под добавление газа выходить из шпилек боком. А в редких ходовых и открытых поворотах старшие «иксы» при увеличении скорости увереннее опирались внешними колесами, словно вираж превращался в профилированный.

Более сдержанные Х3 и Х4 меньше провоцировали на активную езду. Но Х3 все же смог порадовать в одной потенциально опасной ситуации.

Перед долгожданным открытым поворотом асфальт в зоне торможения был покрыт инеем. Педаль тормоза отчаянно вибрировала, а скорость падала пугающе медленно. Но экстренных мер предпринимать не пришлось: Х3 с запасом вписался в поворот, не потеряв устойчивости. Ну, спасибо xDrive!

Плата за свободу

Свободный (открытый) симметричный дифференциал имеет серьезный недостаток. Он всегда делит крутящий момент поровну. Когда одно колесо теряет сцепление с дорогой, другое останавливается. Для примера: если мы вывесим всего одно колесо на полноприводном автомобиле с тремя свободными дифференциалами в трансмиссии, оно будет беспомощно вращаться, а автомобиль не сдвинется с места. А чтобы машина поехала, применяют различные блокировки дифференциалов, чтобы передать часть момента на колесо (или колёса) с лучшим сцеплением: это самоблокирующиеся дифференциалы, различные муфты или их электронные имитаторы, которые работают под контролем системы курсовой устойчивости.

Фотогалерея

Полноприводная трансмиссия BMW xDrive: Х-фактор

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости