BMW xDrive – Autoubik
Il sistema di trasmissione a due assi xDrive è stato introdotto per la prima volta da BMW nella X3 nel 2003 e subito dopo nella riprogettata X5. A poco a poco, questo sistema avanzato è penetrato in altri modelli del marchio.
Tuttavia, la BMW è passata alla trazione integrale molto prima. La storia della prima vettura con elica blu e bianca e la trasmissione di entrambi gli assi risale al periodo tra le due guerre. Nel 1937 fu ordinata dall'allora Wehrmacht ed era un'auto aperta a quattro porte con tetto in tela. Successivamente, la trazione 4×4 della casa automobilistica rimase a lungo in disparte, fino a quando apparve il modello rivale Audi Quattro, che non poteva lasciare inattiva la casa automobilistica BMW. Nel 1985, il modello a trazione integrale E30, la BMW 325iX, fu lanciato nella produzione di serie. Nel 1993, ha anche equipaggiato la berlina di fascia media superiore BMW 525iX con una tecnologia più moderna per lavorare con il sistema ABS a trazione integrale. Il differenziale centrale a controllo elettromagnetico permetteva di distribuire la coppia nell'intervallo 0-100% e il differenziale posteriore distribuiva la forza alle ruote tramite un blocco elettroidraulico. Un'ulteriore evoluzione del sistema di trazione integrale, dotato di tre differenziali, consisteva nel sostituire i loro bloccaggi con la frenatura delle singole ruote, responsabile del sistema di stabilizzazione DSC. Durante la guida normale, la coppia è stata suddivisa in singoli assi in un rapporto del 38:62%. Tale sistema è stato utilizzato, ad esempio, nei modelli E46 o nei modelli X5 pre-restyling. Nell'ulteriore sviluppo del sistema di trasmissione 4×4, BMW ha fatto affidamento sul fatto che la maggior parte dei proprietari di tali veicoli raramente si mette in viaggio e, quando lo fa, di solito è solo un terreno più facile.
Cos'è xDrive?
xDrive è un sistema di trazione integrale permanente che interagisce con il sistema elettronico di stabilizzazione DSC, contenente una frizione multidisco che sostituisce il classico differenziale centrale meccanico. Nello sviluppo del nuovo sistema di trazione integrale, l'obiettivo di BMW è stato quello di mantenere, oltre a migliorare la trazione del veicolo, le caratteristiche di guida tipiche del classico concetto di motore anteriore e posteriore.
La distribuzione della coppia del motore avviene tramite una frizione a lamelle a controllo elettronico posta nel cambio di distribuzione, generalmente posto a valle del cambio. A seconda delle condizioni di guida attuali, distribuisce la coppia tra gli assi anteriore e posteriore. Il sistema xDrive è collegato al sistema di stabilizzazione DSC. La velocità alla quale la frizione è completamente innestata o disinnestata è inferiore a 100 ms. Il raffreddamento del riempimento dell'olio, in cui si trova la frizione a lamelle, è chiamato il cosiddetto push. Ciò significa che l'involucro esterno è dotato di alette che dissipano il calore in eccesso nell'aria circostante a causa del flusso d'aria durante il movimento.
Come il competitivo sistema Haldex, xDrive viene costantemente migliorato. La priorità attuale è aumentare l'efficienza dell'intero sistema, il che porta a una riduzione del consumo complessivo di carburante del veicolo. L'ultima versione ha un servomotore di controllo della frizione multidisco integrato nella scatola del cambio. Ciò elimina la necessità di una pompa dell'olio, con conseguente minor numero di parti in tutto il sistema. L'ultima evoluzione del sistema xDrive offre una riduzione del 30% delle perdite per attrito, il che significa una riduzione complessiva del consumo di carburante dal 3 al 5% (a seconda del tipo di veicolo) rispetto alla prima generazione. Il compito è avvicinarsi il più possibile al consumo di carburante di un modello con solo una classica trazione posteriore. In condizioni di guida normali, il sistema distribuisce la coppia all'asse posteriore in un rapporto di 60:40. Poiché molti fan del marchio hanno inizialmente criticato il modello xDrive per essere meno agile, ingombrante e anche incline al sottosterzo nelle curve più strette, il produttore ha lavorato alla messa a punto. Pertanto, negli ultimi sviluppi, l'assale posteriore è ovviamente preferito nella massima misura, pur mantenendo la necessaria trazione complessiva e la sicurezza del veicolo durante la guida. Il sistema xDrive è disponibile in due versioni. Per limousine e station wagon, la cosiddetta soluzione più compatta, nel senso che la trasmissione della potenza del motore all'albero motore che porta all'asse anteriore è assicurata da una ruota dentata. I veicoli fuoristrada come X1, X3, X5 e anche X6 utilizzano un pignone per trasmettere la coppia.
Descrizione del sistema e xDrive in pratica
Come già accennato, xDrive reagisce molto rapidamente alle mutevoli condizioni di guida. In confronto, i 100 ms necessari per innestare o disinnestare completamente la frizione sono un tempo significativamente inferiore prima che il veicolo possa rispondere accelerando a un cambiamento immediato della posizione del pedale dell'acceleratore. Ciò è dovuto al fatto che tra la pressione del pedale dell'acceleratore e la reazione del motore sotto forma di aumento di potenza passano circa 200 millisecondi. Ovviamente stiamo parlando di un motore a benzina aspirato, nel caso di motori sovralimentati o motori diesel questa volta è ancora più lungo. Pertanto, in pratica, il sistema xDrive è pronto prima che l'acceleratore compresso reagisca. Tuttavia, il funzionamento del sistema non si esaurisce solo con un cambiamento nella posizione dell'acceleratore. Il sistema è dinamico o meglio prevedibile per altri parametri di guida e monitora costantemente lo stato della vettura al fine di distribuire la coppia motore tra i due assali nel modo più ottimale possibile. Al microscopio, ad esempio, il sensore di accelerazione laterale è responsabile della velocità di rotazione delle ruote, dell'angolo di rotazione, della forza centrifuga, della sterzata del veicolo o dell'attuale coppia del motore.
Sulla base delle informazioni ricevute da vari sensori, il sistema può determinare se è necessaria una risposta se il veicolo tende a sovrasterzare o sottosterzare. Quando il sottosterzo si inclina - le ruote anteriori puntano verso il bordo esterno della curva - una frizione multidisco a controllo elettronico ridistribuisce la coppia dall'asse anteriore a quello posteriore in decine di millisecondi. Tendendo al sovrasterzo, cioè quando la parte posteriore è rivolta verso il bordo della strada, xDrive reindirizza la forza motrice del motore dall'asse posteriore all'anteriore, e il cosiddetto. tira fuori l'auto dall'inevitabile sbandata. Pertanto, una modifica attiva della distribuzione della coppia motore impedisce l'intervento del sistema di stabilizzazione DSC, che si attiva solo quando la situazione del traffico lo richiede. Collegando il sistema xDrive al DSC, l'intervento del motore e il controllo dei freni possono essere attivati in modo molto più delicato. In altre parole, il sistema DSC non interviene se l'opportuna ripartizione della potenza del motore è essa stessa in grado di eliminare il rischio di sovrasterzo o sottosterzo.
Alla partenza, la frizione a lamelle viene bloccata ad una velocità di circa 20 km/h, in modo che in fase di accelerazione il veicolo abbia la massima trazione. Quando questo limite viene superato, il sistema distribuisce la potenza del motore tra l'asse anteriore e quello posteriore in base alle condizioni di guida attuali.
A basse velocità, quando non è richiesta un'elevata potenza del motore e il veicolo sta sterzando (ad esempio, in curva o in parcheggio), il sistema disinserisce la trazione dell'asse anteriore e la potenza del motore viene trasferita solo all'asse posteriore. L'obiettivo è ridurre il consumo di carburante e limitare l'influenza di forze indesiderate sulla guida.
Un comportamento simile del sistema può essere visto, ad esempio, ad alte velocità. quando si guida senza problemi in autostrada. A queste velocità, non è richiesta la trasmissione continua su entrambi gli assi, poiché ciò aumenterà l'usura dei componenti e aumenterà il consumo di carburante. A velocità superiori a 130 km / h, l'elettronica di controllo emette un comando per aprire la frizione multidisco centrale e la potenza del motore viene trasmessa solo alle ruote posteriori.
Su superfici a bassa aderenza (ghiaccio, neve, fango), il sistema preblocca la trazione per una trazione ottimale. Ma cosa succede se una ruota ha una buona trazione e le altre tre sono su superfici scivolose? Solo il modello dotato del sistema DPC può trasferire il 100% della potenza del motore a una ruota. Utilizzando un differenziale e un sistema DPC (Dynamic Performance Control) situato sull'asse posteriore, la coppia viene ridistribuita attivamente tra le ruote posteriori destra e sinistra. Ecco come è equipaggiata la BMW X6, ad esempio. In altri veicoli, il 100% della potenza del motore viene trasferito all'asse dove si trova la ruota con la migliore aderenza, ad esempio se ci sono tre ruote su ghiaccio e una, ad esempio su asfalto. In questo caso il sistema divide il rapporto 50:50 sia per la ruota destra che per quella sinistra, mentre la ruota su una superficie con meno grip viene frenata dal DSC in modo che non ci sia troppo sovrasterzo. In questo caso il sistema distribuisce la potenza del motore solo tra gli assi e non tra le singole ruote.
Il sistema xDrive beneficia anche di requisiti di manutenzione minimi. Il produttore consiglia di cambiare l'olio dopo circa 100 - 000 km, soprattutto per i veicoli che vengono spesso utilizzati su strade sterrate o vengono utilizzati per trainare un rimorchio. Il sistema xDrive aggiunge circa 150-000 kg al peso del veicolo e il consumo di carburante, a seconda della versione e del tipo di motore, è compreso tra 75 e 80 litro di carburante rispetto ai soli modelli a trazione posteriore.
