Sistema de tração integral XDrive

Em comparação com os veículos do século passado, o carro moderno tornou-se mais rápido, seu motor é mais econômico, mas não em detrimento do desempenho, e o sistema de conforto permite que você desfrute de dirigir um carro, mesmo que seja um representante do classe de orçamento. Ao mesmo tempo, o sistema de segurança ativa e passiva foi aprimorado e consiste em um grande número de elementos.

Mas a segurança do carro não depende apenas da qualidade dos freios ou da quantidade de airbags (para saber como funcionam, leia aqui) Quantos acidentes nas estradas ocorreram devido ao fato de o motorista perder o controle do veículo ao dirigir em alta velocidade em uma superfície instável ou em uma curva fechada! Diferentes sistemas são usados ​​para estabilizar o transporte em tais situações. Por exemplo, quando um carro entra em uma curva fechada, seu centro de gravidade muda para um lado e ele fica mais carregado. Como resultado, cada roda do lado descarregado perde tração. Para eliminar este efeito, existe um sistema de estabilidade cambial, estabilizadores laterais, etc.

Mas para que o carro seja capaz de superar quaisquer trechos difíceis da estrada, diferentes montadoras equipam alguns de seus modelos com uma transmissão que é capaz de girar cada roda, tornando-a a líder. Este sistema é geralmente chamado de tração nas quatro rodas. Cada fabricante implementa esse desenvolvimento de sua própria maneira. Por exemplo, a Mercedes-Benz desenvolveu o sistema 4Matic, que já foi mencionado revisão separada... Audi tem um Quattro. A BMW equipa muitos modelos de automóveis com a transmissão xDrive.

Essa transmissão é equipada principalmente com SUVs completos, alguns modelos crossover (sobre a diferença entre esses tipos de carros, leia separadamente), uma vez que esses carros têm maior probabilidade de estar em estradas mal pavimentadas. Por exemplo, eles são usados ​​para competir em competições cross-country. Mas alguns carros de passageiros premium ou carros esportivos também podem ser equipados com tração nas quatro rodas. Além de serem eficientes em terrenos off-road descomplicados, esses carros se sentem confiantes em uma situação de estrada que muda rapidamente. Por exemplo, neve pesada caiu no inverno e o equipamento de remoção de neve ainda não deu conta de sua tarefa.

Um modelo com tração nas quatro rodas tem mais chance de enfrentar um trecho coberto de neve do que um modelo com tração dianteira ou traseira. Os sistemas modernos possuem um modo de operação automático, para que o motorista não precise controlar quando ativar uma determinada opção. Somente empresas líderes desenvolvem tais sistemas. Cada um deles tem sua própria patente para a implementação de tração integral automática em seus carros.

Vamos considerar como o sistema xDrive funciona, em que elementos ele consiste, quais são suas características e alguns problemas de funcionamento.

Conceito geral

Apesar de o torque em um carro com essa transmissão ser distribuído por todas as rodas, um carro com tração nas quatro rodas não pode ser chamado de off-road. A principal razão é que uma station wagon, um sedan ou um coupé tem uma pequena distância ao solo, razão pela qual não será possível superar condições off-road graves - o carro simplesmente ficará parado na primeira pista destruída por SUVs .

Por este motivo, o objetivo do sistema de tração integral ativa é fornecer a melhor estabilidade e controle do carro em uma estrada instável, por exemplo, quando o veículo entra em uma linha de neve ou no gelo. Dirigir um carro com tração dianteira, e ainda mais com tração traseira, nessas condições requer muita experiência do motorista, principalmente se a velocidade do carro for alta.

Independentemente da geração do sistema, ele consistirá em:

• Caixas de engrenagens (para mais detalhes sobre os tipos e princípios de operação da caixa de engrenagens, leia aqui);
• Apostilas (sobre que tipo de mecanismo é e por que é necessário no carro, é descrito em outro artigo);
• Eixo cardan (como funciona, e em que outros sistemas automotivos pode ser usado um cardan drive, leia separadamente);
• Eixo de transmissão para as rodas dianteiras;
• Engrenagem principal em dois eixos.

Esta lista não inclui um diferencial por um motivo simples. Cada geração recebeu diferentes modificações deste elemento. Estava em constante modernização, seu desenho e princípio de funcionamento mudavam. Para obter detalhes sobre o que é um diferencial e que trabalho ele faz na transmissão de um carro, leia aqui.

O fabricante posiciona o xDrive como um sistema de tração integral permanente. Na verdade, os primeiros desenvolvimentos foram oferecidos neste projeto, e que estava disponível exclusivamente para alguns modelos. Para todos os outros carros da marca, está disponível a chamada tração nas quatro rodas plug-in. Ou seja, o segundo eixo é conectado quando as rodas motrizes principais escorregam. Esta transmissão é encontrada não apenas em BMW SUVs e crossovers, mas também em muitas variantes de automóveis de passageiros da linha de modelos.

No sentido clássico, a tração nas quatro rodas deve fornecer o máximo de conveniência ao dirigir um veículo em um modo dinâmico em seções de estrada instáveis. Isso torna a máquina mais fácil de controlar. Em princípio, esta é a principal razão pela qual os carros de tração nas quatro rodas são usados ​​em competições de rally (outras competições de carros populares que usam carros potentes são descritas em outra revisão).

Mas se o torque for distribuído ao longo dos eixos na proporção errada, isso afetará:

• A capacidade de resposta do carro ao girar o volante;
• Diminuição da dinâmica do veículo;
• Movimento instável do carro em seções retas da estrada;
• Diminuição do conforto durante as manobras.

Para eliminar todos esses efeitos, a montadora bávara tomou como base os veículos com tração traseira, modificando sua transmissão, melhorando a segurança do veículo.

A história da criação e desenvolvimento do sistema

Pela primeira vez, um modelo de tração nas quatro rodas da montadora bávara apareceu em 1985. Naquela época, não havia crossover. Então, tudo que era maior do que um sedan, hatchback ou station wagon comum era chamado de "Jeep" ou SUV. Mas, em meados da década de 80, a BMW ainda não havia desenvolvido esse tipo de carro. No entanto, as observações da eficiência da tração integral, que já estava disponível em alguns modelos da Audi, levaram a direção da empresa bávara a desenvolver uma unidade própria, que garantiu a distribuição de torque a cada eixo do veículo em um formato diferente. Razão.

Opcionalmente, este desenvolvimento foi instalado nos modelos da Série 3 e Série 5. Apenas alguns carros poderiam receber esse equipamento, e então apenas como uma opção cara. Para tornar esses carros diferentes de seus homólogos de tração traseira, a série recebeu o índice X. Mais tarde (ou seja, em 2003), a empresa mudou essa designação para xDrive.

1986 BMW M3 Coupé (E30)

Após testes bem-sucedidos do sistema, seu desenvolvimento foi seguido, resultando em até quatro gerações. Cada modificação subsequente é caracterizada por uma maior estabilidade, o esquema segundo o qual a potência será distribuída ao longo dos eixos e algumas mudanças no design. As três primeiras gerações distribuíam o torque entre os eixos de forma fixa (a relação não podia ser alterada).

Vamos considerar os recursos de cada geração separadamente.

XNUMXª geração

Como mencionado anteriormente, a história da criação da tração nas quatro rodas da montadora bávara começou em 1985. A primeira geração teve uma distribuição constante de torque para os eixos dianteiro e traseiro. É verdade que a relação de potência era assimétrica - a tração traseira recebeu 63% e a tração dianteira recebeu 37% da potência.

O esquema de distribuição de energia era o seguinte. Entre os eixos, o torque deveria ser distribuído pelo diferencial planetário. Foi bloqueado por um acoplamento viscoso (que tipo de elemento é e como funciona está descrito em outra revisão) Graças a este projeto, se necessário, a transmissão de tração para o eixo dianteiro ou traseiro pode ser fornecida em até 90 por cento.

Uma embreagem viscosa também foi instalada no diferencial central traseiro. O eixo dianteiro não era equipado com trava e o diferencial era gratuito. Leia sobre por que você precisa de um bloqueio do diferencial. separadamente... O BMW iX325 (versão 1985) foi equipado com essa transmissão.

Apesar do fato de que a transmissão transmitia forças de tração a ambos os eixos, um carro com tal transmissão era considerado tração traseira, porque as rodas traseiras recebiam um suprimento direto do número correspondente de Newtons. A tomada de força foi feita para as rodas dianteiras por meio de uma caixa de transferência com acionamento por corrente.

Uma das desvantagens deste desenvolvimento foi a baixa confiabilidade dos acoplamentos viscosos em comparação com a trava Torsen, que foi usada pela Audi (para mais detalhes sobre esta modificação, consulte em outro artigo) A primeira geração saiu das linhas de montagem da montadora da Baviera até 1991, quando a próxima geração de uma transmissão com tração nas quatro rodas apareceu.

XNUMXª geração

A segunda geração do sistema também era assimétrica. A distribuição de torque foi realizada na proporção de 64 (rodas traseiras) para 36 (rodas dianteiras). Esta modificação foi usada em sedans e peruas 525iX na parte traseira do E34 (quinta série). Dois anos depois, essa transmissão foi atualizada.

A versão anterior à modernização usava embreagem com acionamento eletromagnético. Foi instalado no diferencial central. O dispositivo foi ativado por sinais da unidade de controle ESD. O diferencial dianteiro ainda estava livre, mas havia um diferencial bloqueado na parte traseira. Essa ação era realizada por uma embreagem eletro-hidráulica. Graças a este projeto, o empuxo pode ser entregue quase instantaneamente em uma proporção máxima de 0 a 100 por cento.

Como resultado da modernização, os engenheiros da empresa mudaram o design do sistema. O diferencial central ainda pode ser bloqueado. Para isso, foi utilizado um elemento de fricção eletromagnética multi-disco. Apenas o controle é realizado pela unidade de sistema ABS.

As engrenagens principais perderam suas travas e os diferenciais de eixo cruzado ficaram livres. Mas nesta geração, uma imitação de uma trava do diferencial traseiro (sistema ABD) começou a ser usada. O princípio do dispositivo era bastante simples. Quando os sensores que determinam a velocidade de rotação das rodas registram a diferença nas rotações das rodas direita e esquerda (isso acontece quando uma delas começa a escorregar), o sistema desacelera ligeiramente a que está girando mais rápido.

III geração

Em 1998, houve uma mudança de geração na transmissão de tração nas quatro rodas dos bávaros. No que diz respeito à relação da distribuição de torque, então essa geração também foi assimétrica. As rodas traseiras recebem 62% e as rodas dianteiras 38% do empuxo. Essa transmissão pode ser encontrada em caminhonetes e sedãs BMW Série 3 E46.

Ao contrário da geração anterior, este sistema foi equipado com diferenciais totalmente livres (mesmo o central não está bloqueado). As engrenagens principais receberam uma imitação de bloqueio.

Um ano após o início da produção da terceira geração de transmissões de tração integral xDrive, a empresa lançou o primeiro modelo da classe "Crossover". O BMW X5 usava o mesmo sistema dos carros de passeio da terceira série. Em contraste com essa modificação, esta transmissão foi equipada com imitação de bloqueio de diferenciais de eixo transversal.

Até 2003, todas as três gerações representavam a unidade FullTime em tempo integral. Além disso, todos os modelos de tração nas quatro rodas da marca automotiva foram equipados com o sistema xDrive. Nos automóveis de passageiros, a terceira geração do sistema foi usada até 2006 e, nos crossovers, foi substituída dois anos antes pela quarta geração.

Geração IV

A última geração do sistema de tração integral foi introduzida em 2003. Fazia parte do equipamento básico para o novo crossover X3, bem como o modelo E3 da série 46 reestilizado. Este sistema é instalado por padrão em todos os modelos da Série X e como opcional - em outros modelos, com exceção do Série 2.

Uma característica dessa modificação é a ausência de um diferencial entre eixos. Em vez disso, uma embreagem de placa múltipla de fricção é usada, que é controlada por um servo drive. Sob condições padrão, 60% do torque vai para o eixo traseiro e 40% para a dianteira. Quando a situação na estrada muda drasticamente (o carro bateu na lama, caiu na neve ou no gelo), o sistema é capaz de alterar a proporção até 0: 100.

Como funciona o sistema

Uma vez que existem mais carros no mercado com tração nas quatro rodas da quarta geração, vamos nos concentrar no trabalho desta modificação em particular. Por padrão, a tração é constantemente transmitida às rodas traseiras, portanto, o carro não é considerado tração nas quatro rodas, mas sim tração nas rodas traseiras com um eixo dianteiro conectado.

Entre os eixos é instalada uma embreagem multi-prato, que, como já vimos, é controlada por um sistema de alavancas por meio de um servoconversor. Esse mecanismo agarra os discos da embreagem e, devido à força de atrito, é acionada a caixa de transferência da corrente, que conecta o semi-eixo dianteiro.

A tomada de força depende da força de compressão dos discos. Esta unidade é capaz de fornecer 50 por cento de distribuição de torque às rodas dianteiras. Quando o servo abre os discos de embreagem, 100% da tração vai para as rodas traseiras.

O funcionamento do servo é quase inteligente devido à presença de um grande número de sistemas associados. Graças a isso, qualquer condição na estrada pode desencadear a ativação do sistema, que mudará para o modo desejado em apenas 0.01 segundos.

Estes são os sistemas que afetam a ativação do sistema xDrive:

1. ICM... É um sistema que registra o desempenho do chassi de um carro e controla algumas de suas funções. Ele fornece sincronização do andador com outros mecanismos;
2. DSC... Este é o nome do fabricante para o sistema de controle de estabilidade. Graças aos sinais de seus sensores, a tração é distribuída entre os eixos dianteiro e traseiro. Também ativa a imitação do travamento eletrônico do diferencial dianteiro e traseiro. O sistema aciona o freio na roda que começou a escorregar para evitar a transferência de torque para ela;
3. AFS... Este é um sistema que fixa a posição da caixa de direção. Se o carro atinge uma superfície instável e, em certa medida, o sistema de travagem da roda deslizante é acionado, este dispositivo estabiliza o carro para que não derrape;
4. DTS... Sistema de controle de tração;
5. HDC... Assistente eletrônico ao dirigir em declives longos;
6. DPC... Alguns modelos de automóveis não possuem este sistema. Ajuda o motorista a controlar o carro nas curvas em alta velocidade.

A tração nas quatro rodas ativa desta montadora tem uma vantagem, que permite ao desenvolvimento competir com análogos de outras empresas. Ela reside na relativa simplicidade do projeto e no esquema para a implementação da distribuição de torque. Além disso, a confiabilidade do sistema se deve à falta de travas do diferencial.

Aqui estão alguns outros benefícios do sistema xDrive:

• A redistribuição das forças de tração ao longo dos eixos ocorre por um método contínuo;
• A eletrônica monitora constantemente o estado do carro na estrada e, quando a situação da estrada muda, o sistema se ajusta instantaneamente;
• Facilita o controle da direção, independentemente da superfície da estrada;
• O sistema de freios funciona com mais eficiência e, em algumas situações, o motorista não precisa pisar no freio para estabilizar o carro;
• Independentemente das habilidades de direção do motorista, o carro é mais estável em trechos de estrada difíceis do que o modelo clássico de tração traseira.

Modos de operação do sistema

Apesar do sistema não ser capaz de alterar a relação de torque entre os eixos fixos, a tração integral xDrive ativa da BMW opera em vários modos. Conforme mencionado acima, depende da situação na estrada, bem como dos sinais dos sistemas de automóveis conectados.

Aqui estão as situações típicas em que a eletrônica pode ativar uma mudança na tomada de força para cada eixo:

1. O motorista começa a se mover suavemente. Nesse caso, a eletrônica ativa o servo de forma que a caixa de transferência transfira 50 por cento do torque para as rodas dianteiras. Quando o carro acelera até 20 km / h, a eletrônica relaxa o efeito no acoplamento central de fricção, devido ao qual a relação de torque entre os eixos muda suavemente em 40/60 (dianteiro / traseiro);
2. Uma derrapagem ao fazer curvas (por que ocorre uma sobreviragem ou subviragem, e o que precisa ser feito em tais casos, é descrita em outra revisão) faz com que o sistema acione as rodas dianteiras em 50%, de modo que elas comecem a puxar o carro, estabilizando-o na derrapagem. Se este efeito não puder ser controlado, a unidade de controle ativa alguns sistemas de segurança;
3. Demolição. Nesse caso, a eletrônica, ao contrário, faz a tração traseira do carro, devido à qual as rodas traseiras empurram o carro, girando-o no sentido oposto ao da rotação dos volantes. Além disso, a eletrônica do carro usa alguns sistemas de segurança ativos e passivos;
4. O carro bateu no gelo. Nesse caso, o sistema distribui a potência pela metade em ambos os eixos, e o veículo se torna um clássico com tração nas quatro rodas;
5. Estacionar o carro em uma estrada estreita ou dirigir a velocidades acima de 180 km / h. Neste modo, as rodas dianteiras são totalmente desativadas e toda a tração é fornecida apenas para o eixo traseiro. A desvantagem desse modo é que é mais difícil para um carro com tração traseira estacionar, por exemplo, se você precisar dirigir em um meio-fio pequeno e se a estrada estiver escorregadia, as rodas irão escorregar.

As desvantagens do sistema xDrive são que, devido à falta de bloqueio do diferencial do eixo central ou transversal, um modo específico não pode ser ligado à força. Por exemplo, se o motorista souber com certeza o que o carro vai entrar precisamente em uma determinada área, ele não conseguirá girar o eixo dianteiro. É ativado automaticamente, mas apenas quando o carro começa a derrapar. Um motorista inexperiente começará a tomar certas medidas, e neste momento o eixo dianteiro será acionado, o que pode causar um acidente. Por esse motivo, se não houver experiência na condução desse transporte, é melhor praticar em estradas fechadas ou em locais especiais.

Elementos do sistema

Vale a pena considerar que as modificações para modelos de passageiros diferem das opções com as quais os crossovers estão equipados. Diferença na transmissão da caixa de transferência. Em crossovers, é corrente e, em outros modelos, é engrenagem.

O sistema xDrive consiste em:

• Caixa de velocidades automática;
• Caixa de transferência;
• Embreagem de fricção multi-placa. É instalado na caixa de transferência e substitui o diferencial central;
• Engrenagens cardan dianteiras e traseiras;
• Diferencial de eixo cruzado dianteiro e traseiro.

A caixa de transferência para peruas e carros consiste em:

• Tração dianteira;
• Came de controle servo;
• Engrenagem intermediária;
• Engrenagem de transmissão;
• Alavanca principal;
• Embreagem multi-placa;
• Mecanismo de tração do eixo traseiro;
• Servo motor;
• Vários elementos de fricção;
• Uma engrenagem de pinhão conectada por um servomotor.

A caixa cruzada usa um projeto semelhante, exceto que uma corrente é usada em vez de uma engrenagem intermediária.

Embreagem de fricção multi-placa

Uma característica especial da última geração do sistema xDrive inteligente é a ausência de um diferencial central. Foi substituída por uma embreagem multi-placa. É acionado por um servo elétrico. A operação deste mecanismo é controlada pela unidade de controle da transmissão. Quando o carro está em condições de estrada difíceis, o microprocessador recebe sinais do sistema de controle de estabilidade, direção, chassi, etc. De acordo com esses pulsos, um algoritmo programado é acionado e o servoacionamento prende os discos de embreagem com uma força correspondente ao torque necessário no eixo secundário.

Dependendo do tipo de transmissão (para carros de passageiros e crossovers, diferentes modificações são usadas), o torque na caixa de transferência através das engrenagens ou corrente é parcialmente fornecido ao semieixo dianteiro. A força de compressão dos discos de embreagem depende dos valores que a unidade de controle recebe.

O que garante a eficiência do sistema

Portanto, a vantagem do sistema xDrive reside na redistribuição suave e contínua da potência entre os eixos dianteiro e traseiro. Sua eficácia se deve à caixa de transferência, que é ativada por meio de uma embreagem multi-placa. Foi falado sobre ela um pouco antes. Graças à sincronização com outros sistemas, a transmissão se adapta rapidamente às mudanças nas condições da estrada e muda o modo de tomada de força.

Uma vez que a tarefa do sistema é eliminar ao máximo o escorregamento das rodas motrizes, os carros equipados com ele são mais fáceis de estabilizar após uma derrapagem. Se houver um desejo de redigitar (sobre o que é, leia aqui), então, se possível, esta opção deve ser desabilitada ou desabilitada alguns sistemas que evitam o escorregamento das rodas motrizes.

Grandes falhas

Se houver problemas com a transmissão (falha mecânica ou eletrônica), o sinal correspondente no painel acenderá. Dependendo do tipo de avaria, pode aparecer um ícone 4x4, ABS ou Freio. Uma vez que a transmissão é uma das unidades estáveis ​​do carro, uma falha completa e aguda ocorre principalmente quando o motorista ignora os sinais do sistema de bordo ou avarias anteriores à falha dos elementos de transmissão.

Em caso de pequenos problemas de funcionamento, um indicador intermitente pode aparecer na tela. Se nada for feito, com o tempo, o sinal piscando começa a brilhar constantemente. O “elo mais fraco” do sistema xDrive é o servo, que pressiona os discos da embreagem central até certo ponto. Felizmente, os projetistas previram isso e posicionaram o mecanismo de forma que, se ele falhar, não seja necessário desmontar metade da transmissão. Este item está localizado fora da apostila.

Mas essa não é a única característica de colapso desse sistema. Um sinal de algum sensor pode ser perdido (o contato está oxidado ou os núcleos dos fios estão quebrados). Também podem ocorrer falhas eletrônicas. Para identificar erros, você pode executar um autodiagnóstico do sistema de bordo (como isso pode ser feito em alguns carros é descrito aqui) ou fornecer o veículo para diagnóstico por computador. Leia separadamente como este procedimento é realizado.

Se o servo drive quebrar, as escovas ou o sensor Hall podem falhar (como este sensor funciona é descrito em outro artigo) Mas, mesmo neste caso, você pode continuar dirigindo até a estação de serviço. Apenas o carro terá tração traseira. É verdade que a operação constante com um servo motor quebrado é repleta de falhas da caixa de engrenagens, portanto, você não deve atrasar o reparo ou a substituição do servo.

Se o motorista trocar o óleo na caixa a tempo, o razdatka “viverá” cerca de 100-120 mil. km. quilometragem. O desgaste do mecanismo será indicado pelo estado do lubrificante. Para o diagnóstico, basta drenar levemente o óleo da bandeja de transmissão. Em um guardanapo limpo, gota a gota, dá para saber se é hora de consertar o sistema. Lascas de metal ou odor de queimado indicam a necessidade de substituição do mecanismo.

Um sinal de problemas com o servomotor é a aceleração irregular (o carro dá um solavanco) ou o apito vindo das rodas traseiras (com um sistema de freio funcionando). Às vezes, durante a condução, o sistema pode redistribuir a potência para uma das rodas motrizes para que o carro faça uma curva com mais segurança. Mas, neste caso, a caixa de câmbio está sujeita a uma carga pesada e irá falhar rapidamente. Por esse motivo, você não deve conquistar curvas em altas velocidades. Não importa o quão confiável seja a tração nas quatro rodas ou o sistema de segurança, eles não podem eliminar completamente o efeito das leis físicas sobre o carro, por isso é melhor para a segurança na estrada dirigir com calma, especialmente em seções instáveis ​​da rodovia .

Jogar aviator online grátis: hack aviator funciona

Assim, o xDrive da BMW provou-se tão bem que a montadora o instala na maioria dos carros de passageiros, bem como em todos os modelos do segmento “Crossover” com o índice X. Comparada com as gerações anteriores, esta geração é confiável o suficiente para que o fabricante não planeja substituí-lo por qualquer outra coisa, então o melhor.

No final da análise - um breve vídeo sobre como funciona o sistema xDrive:

BMW xDrive com tração integral, ambos funcionam em superfícies diferentes.

Perguntas e Respostas:

O que é BMW X Drive? Este é um sistema de tração nas quatro rodas desenvolvido pelos engenheiros da BMW. Pertence à categoria de sistemas de tração integral permanente com distribuição de torque contínua e variável.

Como funciona o sistema X Drive? Esta transmissão é baseada no esquema clássico de tração traseira. O torque é distribuído ao longo dos eixos através da caixa de transferência (uma transmissão por engrenagem controlada por uma embreagem de fricção).

Quando o X Drive apareceu? A apresentação oficial da transmissão BMW xDrive com tração nas quatro rodas ocorreu em 2003. Antes disso, era usado um sistema com uma distribuição fixa constante de empuxo ao longo dos eixos.

Qual é a designação de tração integral da BMW? A BMW usa dois tipos de direção. A traseira é clássica. A tração dianteira não é usada em princípio. Mas a tração nas quatro rodas com uma relação de eixo variável é um desenvolvimento relativamente recente e é denominado xDrive.