Данная система полного привода была разработана концерном БМВ и её можно отнести к системам постоянного полного привода. В зависимости от условий движение система может обеспечивать бесступенчатую, переменную и непрерывную передачу крутящего момента. Эта система устанавливается на спортивных внедорожниках и легковых автомобилях.
Насчитывается четыре поколения системы xDrive автомобилей :
1. Первое поколение - устанавливалось с 1985 года
, отношение передаваемого крутящего момента 37:63, имелась блокировка межосевого дифференциала и заднего межколёсного вискомуфтой.
2. Второе поколение - устанавливалась с 1991 года
, передаваемый крутящий момент в соотношении 36:64. Блокировка межосевого и заднего межколёсного дифференциалов многодисковой муфтой. Возможно перераспределение крутящего момента между осями от 0 до 100%.
3. Третье поколение - с 1999 года
, распределение крутящего момента в соотношении 38:62. Применялись межосевой и межколёсные дифференциалы свободных типов, возможно взаимодействие системы с системой курсовой устойчивости.
4. Четвёртое поколение - с 2003 года
, крутящий момент распределяется в соотношении 40:60. Возможно перераспределение крутящего момента между осями от 0 до 100%, электронная блокировка дифференциалов, взаимодействует с системой курсовой устойчивости.
В отличии от системы , основой для системы полного привода x Drive автомобилей послужила классическая заднеприводная трансмиссия. Распределение крутящего момента осуществляется «раздаткой». Она состоит из зубчатой передачи, которая управляется фрикционной муфтой. В трансмиссиях спортивных внедорожников вместо зубной передачи установлена цепная.
Схема раздаточной коробки
xDrive взаимодействует с системой курсовой устойчивости DSC. Также система включает в себе электронную блокировку дифференциалов, системы контроля тяги DTC и помощи при спуске HDC.
Взаимодействие xDrive и DSC обеспечивается системой интегрального управления ICM, также ею обеспечивается связь с системой активного рулевого управления AFS.
Принцип работы привода BMW xDrive
Работа системы xDrive определяется алгорифмом работы фрикционной муфты. Система имеет следующие режимы:
1. Старт с места
2. Езда с недостаточной и избыточной поворачиваемостью
3. Езда по скользким покрытиям
4. Парковка
Старт BMW с места - если условия нормальные, то фрикционная муфта замкнута, распределение крутящего момента в соотношении 40:60, это позволяет развить максимальную тягу при разгоне. При достижении 20 км/ч крутящий момент начинает распределяться в зависимости от условий движения.
Езда с избыточной поворачиваемостью (занос задней оси) - муфта замкнута с большей силой, на переднюю ось передаётся больше крутящего момента, BMW начинает вести себя как переднеприводный автомобиль
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.
xDrive - надпись на автомобилях BMW ставится не просто так или какое-то мелкое дополнение, это первый показатель непростого привода в машине. Рассмотрим принцип работы и историю возникновения.
Содержание статьи:
Хороший контроль над силами, которые взаимодействуют на автомобиль во время движения это первое, что необходимо для безопасности во время езды. Такие аспекты инженеры компании BMW учитывают в первую очередь при разработке новой модели.
Надпись xDrive на переднем крыле автомобиля BMW ставится не спроста, это не мелкий тюнинг или какой-то определенное дополнение. Такая надпись говорит о том, что в BMW установлен полный привод.
Начало существования системы xDrive
Специалисты по автомобилям BMW выделяют 4 поколения . Поговаривают, что в 2017 году инженеры хотят представить новое поколение полного привода.
Первое поколение
Свое начало система полного привода xDrive берет с 1985 года. Крутящий момент распределялся по принципу: 63% выделялось на заднюю ось и 37% на переднюю ось. В состав такого полного привода входила блокировка дифференциала межосевого и заднего межколесного с помощью муфты вязкостной.
Часто бывало, что неопытные водители забывали принцип пользования системой, и она быстро выходила из строя. Но все же, те кто пользовался автомобилями BWM без xDrive и с этой системой, утверждали, что разница в вождении была существенная.
Второе поколение
Начало второго поколения xDrive припадает на 1991 год. В этот раз распределение немного изменилось, теперь 36% припало на переднюю ось и 64% на задние колеса. Межосевой дифференциал блокируется с помощью многодисковой муфты на электромагнитным управлением. Задний межколесный дифференциал блокируется с помощью многодисковой муфты на основе электрогидравлики. Благодаря такому новшеству можно было перераспределить крутящий момент между осями в любом соотношении от 0% до 100%.
Многие автолюбители говорят, что именно с этого поколения многие автомобили BMW стали оснащать системой xDrive. Да и управление автомобилем с такой системой стало приятным и безопасным. В свое время эти машины стали пользоваться огромным спросом и быстро завоевали положительную репутацию.
Третье поколение
1999 год стал началом для третьего поколения xDrive. Распределение крутящего момента на оси при обычном вождении стало 62% на заднюю и 38% на переднюю ось, а межколесный и межосевой дифференциалы стали свободными. Блокировка межколесных дифференциалов производится электронным путем и в помощь к полному приводу появляется система динамического контроля курсовой устойчивости автомобиля.
Четвертое поколение
В 2003 году выделяют последнее поколение системы xDrive. Крутящий момент распределяется в соотношении 60% на заднюю ось и 40% на переднюю ось автомобиля BMW. Межосевой дифференциал выполняется с помощью многодисковой фрикционной муфты, а управление с помощью электроники. Распределение крутящего момента все так же возможно от 0 до 100%. Блокировка межколесного дифференциала происходит электронным путем, благодаря чему происходит взаимодействие с системой контроля динамической устойчивости автомобиля (DSC).
Поклонники марки BMW говорят, что благодаря такой системе xDrive появились легковые автомобили с хорошей проходимостью, курсовой устойчивостью, а как результат улучшилась безопасность.
Система xDrive используется для автомобилей марки BMW с заднеприводной трансмиссией. Крутящий момент распределяется между осями благодаря раздаточной коробке. С себя она представляет зубчатую передачу на переднюю ось, которая управляется специальной, функциональной муфтой.
Но есть нюанс, во внедорожниках спортивного типа вместо зубчатой передачи используется цепная передача крутящего момента.
Можно сказать, что xDrive это набор нескольких механизмов и взаимодействие электронных систем управления. Для примера, кроме уже названой системы динамического контроля курсовой устойчивости, дополнительно используется система контроля тяги DTC, а так же систему помощи при спуске HDC.
Такие системы помогают xDrive правильно определить и распределить нагрузку на оси автомобиля, при этом полностью вести контроль без помощи водителя. Как известно в таких случаях при малейшем человеческом факторе может всплыть ошибка, а это привести к непредсказуемым последствиям.
Между собой все эти системы связаны с помощью ICM (система интегрального управления ходовой частью автомобиля) и AFS (системы активного рулевого управления). Благодаря такому взаимодействию водитель будет полностью ощущать динамику автомобиля и быть уверенным в каждом движении рулем.
Принцип работы xDrive
Основной задачей xDrive можно назвать хорошую проходимость по бездорожью, движение по скользком покрытии, прохождение крутых поворотов, парковке и трогании с места. Это еще не полный список, где может помочь xDrive, так как автоматика сама рассчитывает нагрузку на оси и распределение крутящего момента.
Как пример, рассмотрим несколько наведенных ситуаций. Трогание с места, при нормальных условиях муфта будет замкнута, а крутящий момент xDrive распределит в соотношении 40% на переднюю ось и 60% на заднюю ось. Благодаря такому распределению тяга равномерно распределяется по всему периметру машины. Так же будет отсутствовать пробуксовка колес, а значит, покрышки проходят дольше. Когда автомобиль достигнет скорости в 20 км/час, крутящий момент xDrive распределит в соответствии с дорожными условиями.
При прохождении крутых поворотов на скорости, ситуация работы xDrive пропорционально другая, нежели трогание с места. Нагрузка в большей мере будет на переднюю ось. Фрикционная муфта будет замыкаться с большей силой, а крутящий момент будет распределен больше на переднюю ось, чтоб вывести автомобиль с поворота.
В помощь xDrive будут включена система динамической курсовой устойчивости DSC, которая благодаря притормаживанию колес будет менять нагрузку на траекторию движения автомобиля.
В ситуации при движении по скользкой дороге xDrive будет убирать пробуксовку колес, благодаря блокировке фрикционной муфты и при надобности межосевой блокировки с помощью электроники. Как результат, автомобиль плавно будет проходить препятствия и легко выбираться с сугробов или заболоченной местности.
Что касается ситуации с парковкой, то вся суть работы системы xDrive направлена на облегчение. Таким образом, блокировка снимается и автомобиль становится заднеприводным, что снижает нагрузку на руль и переднюю ось. В результате водитель без усилий сможет припарковаться, а xDrive облегчит этот процесс.
Сложности в использовании систем xDrive нового поколения вовсе нет, так как за вас будет решать все электроника.
Видео о принципе работы системы xDrive:
Та еще выдалась погодка! Дождь хлестал остервенело, будто наверняка знал, что я тороплюсь. По федеральной трассе шириной по полосе в каждом направлении бежали потоки, собираясь в глубоких колеях, протоптанных тяжелыми грузовиками. Но матово-серый БМВ рвался сквозь разбушевавшуюся стихию подобно «Наутилусу» - вода окружала нас со всех сторон. Вцепившись неожиданно вспотевшими руками в руль, я пытался избежать колеи - но куда там! Взлетающие вдоль бортов фонтаны то и дело сигнализировали о том, что колеса попадали на импровизированные рельсы. Да только это не мешало 535-й вести себя совершенно предсказуемо и со святой покорностью повиноваться рулю.
Все дело в том, что электронная система управления полным приводом, каждую миллисекунду принимая сигналы от многочисленных датчиков, отслеживающих курсовую устойчивость, обрабатывает их и преобразует в команды дифференциалам и тормозам. Ее вмешательство в процесс управления совершенно незаметно - казалось, я сам так здорово разруливаю последствия аквапланирования и прочие напасти, которые с легкостью отправили бы любой другой автомобиль на обочину. Даже неожиданные воздушные удары от встречных грузовиков не сбивали «пятерку» с заданного курса - в ответ она лишь презрительно покачивала кузовом.
Постоянный полный привод «Икс-Драйв» способен передать до 100% крутящего момента на одну из осей. При первых же признаках недостаточной или избыточной поворачиваемости электроника принимает контрмеры, значительно опережая реакции водителя. Всеми четырьмя колесами автомобиль уверенно цепляется за дорогу, не допуская малейшей пробуксовки, и вся мощь 3-литровой турбо-«шестерки» без потерь преобразуется в стремительное движение, которому никакая погода не помеха.
В какой-то момент почудилось, что большего из машины не выжать, что вожделенный предел уже достигнут - но, как оказалось, я всего лишь подошел к черте своих возможностей, ограниченных отвратительной видимостью. И, почуяв брешь между двумя встречными грузовиками, машина с каким-то неприкрытым злорадством мне на это указала, задорно рванув на обгон и насмешливо порыкивая мотором.
Жестко компенсирующая возникающие в резких поворотах крены подвеска оказалась на высоте и в гонке по подмосковным колдобинам - в салоне царил полный комфорт. Лишь врезавшись в слой свежего покрытия, возвышающегося над выгрызенным асфальтом, тонкие шины и жесткие пружины не смогли смягчить удар, раскатом грома прокатившийся по стальному телу. Но я сам виноват - чай, не на тракторе едешь.
Подобная аквааэробика вряд ли окажется под силу заднеприводной версии - несмотря на все таланты ее управляющей электроники. Мало того, в технических характеристиках сказано: 535iХ на десятую доли секунды быстрее своей товарки с задними ведущими набирает сотню. Но лично для меня субъективные ощущения от общения с машиной важнее сухих цифр. Резко вбивая педаль газа в пол, я уже не чувствую себя Мюнхгаузеном верхом на ядре, хотя моя машина оборудована М-пакетом со спортивной настройкой подвески и аэродинамическим обвесом. Да, заднеприводные повадки, присущие всем баварским автомобилям, 535iХ в какой-то мере сохранила: в обычном режиме момент распределяется в пропорции 40:60. Но 60 - это все же не 100, а посему автомобилю явно не хватает той нервической утонченности, которая так идет его заднеприводной сестрице.