BMW xDrive — Автоубик
Система двухосного привода xDrive была впервые представлена BMW в модели X3 в 2003 году, а вскоре и модернизированной X5. Постепенно эта продвинутая система проникла и в другие модели марки.
Однако BMW намного раньше перешла на полный привод. История первого автомобиля с бело-голубым винтом и приводом обеих осей восходит к межвоенному периоду. В 1937 году его заказал тогдашний Вермахт, и это был открытый четырехдверный автомобиль с брезентовой крышей. Впоследствии привод 4×4 для автопроизводителя долгое время оставался в стороне, пока не появилась конкурирующая модель Audi Quattro, которая не могла оставить автопроизводитель BMW без дела. В 1985 году в серийное производство была запущена полноприводная модель E30 — BMW 325iX. В 1993 году он также оснастил седан высшего среднего класса BMW 525iX более современными технологиями, взаимодействующими с системой ABS с полным приводом. Межосевой дифференциал с электромагнитным управлением позволял распределять крутящий момент в диапазоне 0-100%, а задний дифференциал распределял усилие на колеса посредством электрогидравлической блокировки. Дальнейшая эволюция системы полного привода, оснащенной тремя дифференциалами, заключалась в замене их блокировок на торможение отдельных колес, которое отвечало за систему стабилизации DSC. Во время обычного движения крутящий момент был разделен на отдельные оси в соотношении 38: 62%. Такая система использовалась, например, в моделях E46 или предварительно рестайлинговых моделях X5. При дальнейшем развитии системы привода 4 × 4 компания BMW опиралась на тот факт, что большинство владельцев таких автомобилей редко выезжают на дорогу, а когда они это делают, обычно это просто более легкая местность.
Что такое xDrive?
xDrive — это система постоянного полного привода, взаимодействующая с электронной системой стабилизации DSC, содержащая многодисковое сцепление, заменяющее классический механический межосевой дифференциал. Целью BMW при разработке новой системы полного привода было поддержание, помимо улучшения тяговых характеристик автомобиля, типичных ходовых характеристик, характерных для классической концепции с двигателем на передней и задней оси.
Распределением крутящего момента двигателя отвечает многодисковая муфта с электронным управлением, расположенная в распределительной коробке передач, которая в целом расположена на выходе из коробки передач. В зависимости от текущих условий движения он распределяет крутящий момент между передней и задней осями. Система xDrive подключена к системе стабилизации DSC. Скорость, при которой сцепление полностью включается или выключается, составляет менее 100 мс. Охлаждение масляной заливки, в которой находится многодисковое сцепление, называется так называемым толкать. Это означает, что внешний кожух имеет ребра, которые отводят избыточное тепло в окружающий воздух за счет порыва воздуха во время движения.
Как и конкурентная система Haldex, xDrive постоянно совершенствуется. В настоящее время приоритетной задачей является повышение эффективности всей системы, что приводит к снижению общего расхода топлива автомобилем. Последняя версия имеет встроенный сервомотор управления многодисковой муфтой в картере коробки передач. Это избавляет от необходимости использовать масляный насос, что приводит к уменьшению количества деталей во всей системе. Последняя эволюция системы xDrive обеспечивает снижение потерь на трение на 30%, что означает общее снижение расхода топлива от 3 до 5% (в зависимости от типа автомобиля) по сравнению с первым поколением. Задача — максимально приблизиться к расходу топлива модели только с классическим задним приводом. В нормальных условиях движения система распределяет крутящий момент на заднюю ось в соотношении 60:40. Поскольку многие поклонники марки изначально критиковали модель с системой xDrive за меньшую ловкость, громоздкость, а также склонность к недостаточной поворачиваемости при более резких поворотах, производитель потрудился над настройкой. Таким образом, в последних разработках в максимальной степени предпочтение отдается задней оси, конечно, при сохранении необходимого общего тягового усилия и безопасности автомобиля во время движения. Система xDrive выпускается в двух вариантах. Для лимузинов и универсалов так называемые более компактное решение, означающее, что передача мощности двигателя на приводной вал, ведущий на переднюю ось, обеспечивается зубчатым колесом. В внедорожниках, таких как X1, X3, X5, а также X6, для передачи крутящего момента используется звездочка.
Описание работы системы и xDrive на практике
Как уже было сказано, xDrive очень быстро реагирует на изменение условий движения. Для сравнения: 100 мсек, необходимых для полного включения или выключения сцепления, — это значительно меньше времени, прежде чем транспортное средство сможет отреагировать ускорением на немедленное изменение положения педали акселератора. Это связано с тем, что между нажатием педали акселератора и реакцией двигателя в виде увеличения мощности проходит около 200 миллисекунд. Конечно, речь идет об атмосферном бензиновом двигателе, в случае двигателей с наддувом или дизельных двигателей это время еще больше. Таким образом, на практике система xDrive готова до того, как произойдет реакция на сжатый ускоритель. Однако работа системы не заканчивается только изменением положения акселератора. Система динамична или, скорее, предсказуема для других параметров движения и постоянно отслеживает состояние автомобиля, чтобы максимально оптимально распределять крутящий момент двигателя между двумя осями. Под микроскопом, например, датчик поперечного ускорения отвечает за скорость вращения колес, угол их поворота, центробежную силу, поворот транспортного средства или текущий крутящий момент двигателя.
На основе информации, полученной от различных датчиков, система может определить, требуется ли реакция, если автомобиль склонен к избыточной или недостаточной поворачиваемости. При наклоне недостаточной поворачиваемости — передние колеса указывают на внешний край кривой — многодисковая муфта с электронным управлением перераспределяет крутящий момент от передней оси на заднюю за десятки миллисекунд. Имея тенденцию к избыточной поворачиваемости, то есть когда задняя часть обращена к краю дороги, xDrive перенаправляет движущую силу двигателя с задней оси на переднюю и т.н. вытаскивает автомобиль из неизбежного заноса. Таким образом, активное изменение распределения крутящего момента двигателя предотвращает вмешательство системы стабилизации DSC, которая активируется только тогда, когда этого требует дорожная ситуация. Благодаря соединению системы xDrive с DSC вмешательство в работу двигателя и управление тормозами можно активировать в гораздо более мягком режиме. Другими словами, система DSC не вмешивается, если соответствующее распределение мощности двигателя само по себе способно устранить опасность избыточной или недостаточной поворачиваемости.
При трогании с места многодисковое сцепление блокируется на скорости примерно 20 км / ч, так что при ускорении автомобиль имеет максимальное тяговое усилие. Когда этот предел превышен, система распределяет мощность двигателя между передней и задней осями в зависимости от текущих условий движения.
На низких скоростях, когда не требуется высокая мощность двигателя и автомобиль поворачивает (например, при повороте или парковке), система отключает привод передней оси, и мощность двигателя передается только на заднюю ось. Цель состоит в том, чтобы снизить расход топлива, а также ограничить влияние нежелательных сил на движение.
Подобное поведение системы можно увидеть на высоких скоростях, например. при плавной езде по трассе. На таких скоростях постоянный привод на обе оси не требуется, так как это приведет к увеличению износа компонентов, а также к увеличению расхода топлива. На скорости выше 130 км / ч управляющая электроника выдает команду на размыкание межосевой многодисковой муфты, и мощность двигателя передается только на задние колеса.
На поверхностях с низким сцеплением (лед, снег, грязь) система предварительно блокирует сцепление для наилучшего сцепления с дорогой. Но что, если одно колесо имеет хорошее сцепление, а три других находятся на скользкой поверхности? Только модель, оснащенная системой DPC, может передавать 100% мощности двигателя на одно колесо. Используя дифференциал и систему DPC (Dynamic Performance Control), расположенную на задней оси, крутящий момент активно перераспределяется между правым и левым задними колесами. Таким образом оборудован, например, BMW X6. В других транспортных средствах 100% мощности двигателя передается на ось, где находится колесо с наилучшим сцеплением, например если на льду три колеса и одно, например, на асфальте. В этом случае система делит соотношение 50:50 как для правого, так и для левого колеса, при этом колесо на поверхности с меньшим сцеплением тормозится системой DSC, чтобы не было слишком сильной избыточной поворачиваемости. В этом случае система распределяет мощность двигателя только между осями, а не на отдельные колеса.
Преимуществом системы xDrive также является минимальные требования к техническому обслуживанию. Производитель рекомендует менять масло примерно через 100 000 — 150 000 км, особенно для автомобилей, которые чаще эксплуатируются на грунтовых дорогах или используются для буксировки прицепа. Система xDrive увеличивает вес автомобиля примерно на 75-80 кг, а расход топлива в зависимости от версии и типа двигателя составляет от 0,4 до 1 литра топлива по сравнению с моделями только с задним приводом.
