Принцип работы системы xdrive bmw. Интеллектуальная система 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:

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.

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.

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.

Autoleek

Безопасность и удовольствие от вождения достигаются в основном благодаря максимально полному контролю над силами, воздействующими на автомобиль. Эти аспекты тесно связаны и поэтому в равной степени учитываются во время разработки приводной системы и ходовой части машин, выпускаемых компанией BMW. Точное рулевое управление, действенное, четко дозируемое торможение и к тому же восприимчивые и быстро отвечающие системы амортизаторов и упругих элементов, создают все условия для того, чтобы лучше всего обуздать вертикальные, продольные и поперечные динамические силы. В итоге обеспечивается еще большая безопасность и вместе с тем водитель получает массу удовольствия при вождении даже в спортивном стиле или в условиях плохого дорожного покрытия.

Первоначально полный привод под брендом BMW предназначался для того, чтобы совместно с устойчивостью при движении и силой тяги автомобиля оптимизировалась и динамика движения. Спустя четверть века полный привод xDrive компании BMW выполнил поставленную задачу в полном объеме, который не имеет равных себе в мире. Непревзойденная быстрота, вариабельность и точность позволяют "умной" системе полного привода xDrive родом из Баварии в любое время и в любых условиях управлять приводным усилием именно там, где оно может преобразоваться в динамику движения. Баварская технология полного привода максимально использует преимущества распределения усилий по всем четырем колесам и сводит на минимальный уровень его побочные эффекты.

Классические системы полного привода в первую очередь ориентированы на улучшение силы тяги на грунтовом покрытии или в зимний сезон. При этом могут появляться недостатки, которые являются следствием неэффективного распределения усилий и выражаются в недостаточных ходовых характеристиках или ограниченной чувствительности к повороту руля при спортивном стиле движения на повороте, неустойчивом движении по инерции по прямой или в недостатке комфорта при выполнении маневров. Эти недостатки особенно заметны, если брать в сравнение типичный для BMW привод на задние колеса. Разработчики первого полного привода баварской компании превосходно скомбинировали преимущества уже зарекомендовавшего себя заднего привода и передачи усилия на все колеса.

Динамичность на поворотах, безопасность зимой

Впервые этот принцип был продемонстрирован автомобилем BMW 325iX на Международном автосалоне (IAA) в 1985. Инженеры ушли от обычного равновесного распределения и создали такую полноприводную систему, которая в режиме простой езды направляла 63% приводного момента на задний и 37% - на передний мост. В результате сохранилось типичное для баварских авто точное прохождение поворотов, в том числе сильный боковой увод без воздействия на передние колеса и свободно поддающаяся контролю в граничной зоне тенденция избыточной поворачиваемости.

В условиях экстремального вождения или в каких-либо динамических ситуациях вязкостные блокировки, которые находятся в главной передаче заднего моста и в раздаточной коробке, регулировали силовой поток. Поэтому, если возникала необходимость, например, в ситуации проворачивания задней пары колес, на передний мост передавался больший приводной момент. Помимо этого, усилие от проворачиваемого колеса могло направляться в обход другого.

Антиблокировочное устройство при любых условиях находилось в полной готовности, даже с учетом автоматического регулирования блокировок. Такая концепция показывала на деле, что полный привод BMW 325iX обращает на себя внимание в том случае, когда он может продемонстрировать свои достоинства: оптимизированную силу тяги во время ускорений при выходе из поворотов, непревзойденную передачу усилий без проскальзывания на сырых дорогах и высокие безопасность ходовых качеств при движении по заснеженной или ледяной поверхности.

Необходимость распределения усилий контролируется электронным управлением

Осуществлению новых возможностей устойчивости при движении, а также оптимизации силы тяги в полноприводных автомобилях способствовала разработка электронных систем регулирования. Электронное управление полноприводной модели BMW 525ix 1991 года выпуска для установления текущего состояния движения принимало во внимание данные о частоте вращения колес, которые поступали от антиблокировочного устройства, а также положение дроссельной заслонки мотора и состояние тормозов.

Многодисковая бесступенчато регулируемая муфта, которая находилась в раздаточной коробке, при обычной езде обеспечивала возможность согласования имеющегося распределения усилий в пропорции 36% на передние и 64% на задние колеса. Чтобы избежать проворачивания какого-либо колеса многодисковая муфта, регулируемая гидравлически, управляла силовым потоком в главной передаче заднего моста. Как и в модели 325iX, соединение с передними колесами осуществлялось посредством механизма отбора мощности с помощью зубчатой цепи и вала, ведущего к дифференциалу.

С помощью карданного вала присоединялся дифференциал заднего моста. Электромагнитным способом можно было активировать функцию блокировки раздаточной коробки. Многодисковая муфта главной передачи заднего моста имела электрогидравлическую функцию блокировки. Обе системы обеспечивали блокировочный момент от 0 до 100%. Всего лишь за доли секунды осуществлялось согласование. Благодаря чему даже в сложных условиях автоматическим способом обеспечивалась максимальная устойчивость автомобиля при движении. При разгоне по ровному или неоднородному грунтовому покрытию всегда имелась достаточная сила тяги, благодаря четко регулируемым блокировкам. Комфорт при маневрировании обеспечивался выравниванием частот вращения.

В 1999 году компания внедрила систему полного привода в BMW X5, которая также способствовала совершенствованию распределения усилий посредством электронного управления. Первый в мире автомобиль Sports Activity Vehicle при обычной езде получал распределение приводного момента в соотношении 38% : 62% на передние и задние колеса соответственно. Регулировка силового потока между задним и передним мостами осуществлялась открытым межосевым дифференциалом в планетарном исполнении. Для устойчивости при движении и оптимизации силы тяги блокирующее действие обеспечивалось тормозным управляющим воздействием, отдельным для каждого колеса. К тому же BMW X5 был оборудован автоматическим тормозным механизмом (ADB-X), расположенным у дифференциала. Сочетая систему динамического контроля курсовой устойчивости (DSC) и систему ограничения скорости спуска (HDC), автомобиль BMW X5 был вполне пригоден и для спортивного стиля вождения, и для движения вдалеке от трасс с твердым покрытием.

Скорость, точность, опережение интеллектуального полного привода xDrive Следующее поколение полноприводной системы впервые появилось в представленных в 2003 году BMW X3 и BMW X5. Система сочетала вариативное распределение моментов между задним и передним мостом посредством электронно управляемой многодисковой муфты с функцией продольной блокировки, которая обеспечивалась посредством тормозных управляющих воздействий DSC - системы динамического контроля курсовой устойчивости. Благодаря этому у системы xDrive обозначились новые рубежи точности и быстродействия для обусловленного ситуацией распределения усилий. К тому же связь между DSC и xDrive впервые сделала возможным опережающий анализ ситуации во время движения. Появилась возможность заранее распознавать опасность возможного проскальзывания ведущих колес и с помощью распределения усилий препятствовать проворачиванию колес.

Постоянно совершенствуясь, интеллектуальный полный привод xDrive и сейчас обеспечивает оптимизацию силы тяги и устойчивости при движении по плохому дорожному полотну, а также оптимизацию динамики движения при выполнении поворотов. К слову xDrive устанавливает не только на модели BMW X, но и предлагается в качестве дополнительной опции для автомобилей третьей, пятой и седьмой серий. Основная характеристика системы всегда следует проверенному принципу, согласно которому гармонично согласуются качество типичного для BMW заднего привода и преимущества распределения момента на все колеса. Поэтому в обычном режиме в каждом полноприводном авто BMW 60% приводного момента выделается заднему мосту, а 40% - переднему. В случае необходимости, распределение момента в кротчайшие сроки согласуется с новыми условиями. С этой целью электрический серводвигатель регулирует многодисковую муфту межосевой раздаточной коробки.

При повышении давления на фрикционные диски дополнительное усилие подается на передний мост карданным валом с цепным приводом или с помощью зубчатой передачи в полноприводных моделях третьей, пятой и седьмой серий. В положении, когда муфта полностью открыта, машина напротив приводится в движение только с помощью задних колес. За счет электронного регулирования изменение распределения приводящих моментов происходит за рекордное время. Муфта бывает полностью открыта или закрыта в течение каких-то 100 миллисекунд. Функцию поперечной блокировки дополнительно обеспечивает связь между xDrive и DSC. Если случается так, что одно колесо начинает прокручиваться, электронное управление DSC тормозит его. Таким образом, дифференциал главной передачи направляет больший момент на противоположное колесо. Вместе с быстрым согласованием распределения усилий отличает интеллектуальный баварский полный привод от других также точность при анализе обстановки во время движения.

Блок управления полноприводной системы xDrive оперирует большим количеством данных, которые предоставляют информацию о режиме движения, что помогает определить идеальное распределение моментов по отношению к силе тяги, динамике и устойчивости при движении. За счет связи с DSC в системе интегрального управления ходовой частью могут дополнительно учитываться всевозможные данные, поступающие от системы управления мотором, об угле поворота и частоте вращения колес, о положении педали акселератора и поперечное ускорение машины. Такое обилие информации позволяет системе xDrive точно распределять усилия между мостами так, чтобы при этом полностью была задействована мощность двигателя и сохранились все киловатты силы. Помимо этого, связь с системой содействует опережающему воздействию, которое и придает ему статус интеллектуального полного привода.

Баварская система xDrive уже перед тем, как может провернуться одно колесо, заранее обнаруживает любую возможность недостаточного сцепления с покрытием. Быстро оценивая многочисленные величины динамики движения, полноприводная система xDrive, например, может распознать, имеется ли опасность недостаточной или излишней поворачиваемости при прохождении поворота. Когда возникает опасность смещения передних колес от центральной линии поворота, большая доля приводного усилия отдается задним колесам. В дальнейшем автомобиль проходит поворот более точно, поскольку система уже оптимизировала устойчивость до того, как водитель решил, что это необходимо. Аналогичным образом система поступает в обратной ситуации. Получается, что действовать система начинает до того, как появляется проскальзывание. Такое распределение момента способствует, кроме прочего, и комфорту передвижения.

Система xDrive с помощью стабилизирующего действия разрешает вмешиваться системе DSC только в самых экстремальных ситуациях. Система управления DSC понижает мощность двигателя и тормози отдельные колеса, реагируя только в тех случаях, когда для удержания авто на требуемом курсе недостаточно самого оптимального распределения момента.

Система интегрального управления ходовой частью

Согласованное взаимодействие разнообразных систем привода и ходовой части обеспечивается интеллектуальной связью в системе интегрального управления ходовой частью, или ICM. Благодаря эффективному электронному управлению в доли секунды между собой согласуются функции ходовой части и привода таким образом, что в любой ситуации во время движения обеспечивается динамика движения и максимальная устойчивость. ICM - это система управления верхнего уровня, которая обеспечивает слаженную работу отдельных систем, чтобы те не мешали друг другу, а, наоборот, как можно более гармонично обеспечивали наилучшие ходовые качества.

К тому же системой учитываются воздействия различных вмешательств. К примеру, если системе xDrive необходимо перенести часть приводного усилия на передний мост с заднего, то это обязательно скажется на поворачиваемости машины. В таком случае ICM анализирует, какие конкретные системы регулирования какими конкретными действиями, к тому же в каком объеме обязаны на это отреагировать, и в каком порядке должны быть выполнены системные указания. Получается, что сначала в борьбу с недостаточной или излишней поворачиваемостью на поворотах вначале вступает xDrive, а уже потом DSC.

Благодаря целенаправленной координации также оптимизируется и слаженное взаимодействие других систем автомобиля в ходовой части. К примеру, система DSC посредством ICM связывается также с активным управлением рулевым колесом. В случае торможения с разными коэффициентами трения начинает активно вмешиваться рулевое управления, чтобы стабилизировать автомобиль. К тому же активное рулевое управление анализирует данные об устойчивости при движении, которые поступают от DSC, и возмещает реакцию автомобиля, которая вызывается разницей давления в системе тормозного привода со стороны больших и малых коэффициентов трения.

Повышенная маневренность и оптимальная динамика на поворотах

Для моделей, которые оснащены сегодня системой привода на все четыре колеса xDrive, возможна опция настройки оптимизации динамики. В первую очередь, она напоминает о себе при прохождении поворотов. При таком движении приводное усилие еще в стабильном режиме движения большей частью послано на задний мост для повышения маневренности автомобиля и препятствованию недостаточной поворачиваемости. Для установления оптимальной тяги при выходе из поворота немедленно восстанавливается изначальная установка в 40% на передний и 60% на задний мост.

Улучшает динамику движения и система ее регулирования с электронным управлением, которая обеспечивает дозированное воздействие тормозных механизмов, в том числе выравнивает крутящий момент электронным регулированием системы xDrive, благодаря которой на ровной грунтовой поверхности и при высоко динамичном движении на поворотах реализуется эффективное противодействие возможной недостаточной поворачиваемости, и тем самым достигается большая маневренность. Стоит только передним колесам слишком сильно выступить наружу, заднее, ближайшее к центру поворота, колесо целенаправленно будет тормозиться электроникой систем xDrive и DSC. А возможная вызванная таким маневром потеря тяги параллельно будет компенсирована увеличением мощности привода.

Dynamic Performance Control - гарантия максимальной точности при распределении усилий

Благодаря системе полного привода xDrive еще больше возрастают возможности оптимизировать тягу и устойчивость динамики за счет сочетания с системой Dynamic Performance Control, которая отвечает за регулирование динамики движения. Данная система серийно поставляется на автомобили BMW X6, а также BMW X5 M и BMW X6 M, поскольку между правым и левым задними колесами выполняется дифференцированное распределение усилий. За счет вариативного распределения приводного момента между задними колесами в границах всего диапазона скоростей оптимизируется чувствительность к любому повороту руля и боковая устойчивость.

В случае, когда намечается излишняя поворачиваемость, баварская интеллектуальная обеспечивающая полный привод система xDrive сокращает распределение усилий на задних колесах, направленных наружу. Система Dynamic Performance Control в свою очередь дополнительно отбирает приводное усилие от заднего колеса, дальнего от центра поворота, которое получило большую нагрузку в следствие действия центробежной силы, и перераспределяет его на заднее колесо, ближайшее к центру поворота.

С точностью наоборот предотвращается возможность недостаточной поворачиваемости: система полного привода xDrive уменьшает передачу момента на передние колеса, направленные наружу, а система Dynamic Performance Control в целях оптимальной стабилизации в это же время обеспечивает смещение приводного усилия к заднему колесу, дальнему от центра поворота. Система Dynamic Performance Control показывает свое стабилизирующее действие и в том случае, когда водитель отпускает педаль газа во время выполнения поворота.

Дополнительные совмещенные устройства, которые располагаются в главной передаче заднего моста, состоят из планетарной передачи, включающей три сателлита, электроприводного многодискового тормоза и шариковой рампы. Оба эти устройства обеспечивают наличие варьируемого распределения усилий, даже если внезапно изменяется нагрузка, а также в случае принудительного холостого хода. Разность приводных усилий между двумя задними колесами, которая вызывается системой Dynamic Performance Control, может достигать до 1800 Нм. Водитель ощущает это вмешательство системы в повышенной маневренности, увеличении силы тяги и установлении устойчивости при движении. Помимо этого, эффективность системы Dynamic Performance Control обеспечивает гораздо меньшее количество вмешательств другой системы - а именно системы DSC.

Совеременный высокотехнологичный автомобиль требует таких же запасных частей. И каждый автолюбитель помнит об этом и старается купить запчасти качественные и зарекомендовавшие себя на рынке запчастей.

Система полного привода xDrive является разработкой концерна BMW и относится к системам постоянного полного привода. Система обеспечивает бесступенчатое, непрерывное и переменное распределение крутящего момента между передней и задней осью в зависимости от условий движения. В настоящее время система xDrive устанавливается на спортивных внедорожниках (SAV, Sports Activity Vehicle ) Х1, Х3, Х5, Х6 и легковых автомобилях 3-й, 5-й и 7-й серий.

История развития полного привода от BMW включает четыре поколения:

Поколение	Характеристика
1 поколение, С 1985 года	распределение крутящего момента между осями при нормальном движении в соотношении 37:63 (37% - на переднюю ось, 63% - на заднюю ось), блокировка межосевого дифференциала, заднего межколесного дифференциала с помощью вязкостной муфты (вискомуфты)
2 поколение, С 1991 года	распределение крутящего момента между осями при нормальном движении в соотношении 36:64, блокировка межосевого дифференциала с помощью многодисковой муфты с электромагнитным управлением, блокировка заднего межколесного дифференциала с помощью многодисковой муфты с электрогидравлическим управлением, возможность перераспределения крутящего момента между осями (колесами) в пределах от 0 до 100%
3 поколение, С 1999 года	распределение крутящего момента между осями при нормальном движении в соотношении 38:62, межосевой и межколесные дифференциалы свободного типа, электронная блокировка межколесных дифференциалов, взаимодействие с системой динамического контроля курсовой устойчивости
4 поколение, С 2003 года	распределение крутящего момента между осями при нормальном движении в соотношении 40:60, функцию межосевого дифференциала выполняет многодисковая фрикционная муфта с электронным управлением, возможность перераспределения крутящего момента между осями в пределах от 0 до 100%, электронная блокировка межколесных дифференциалов, взаимодействие с системой динамического контроля курсовой устойчивости

Система полного привода xDrive в своей основе использует традиционную для BMW заднеприводную схему трансмиссии. Распределение крутящего момента между осями осуществляется с помощью раздаточной коробки, которая представляет собой зубчатую передачу привода передней оси, управляемую фрикционной муфтой. В трансмиссии спортивных внедорожников вместо зубчатой передачи используется цепная передача.

Система xDrive интегрирована с системой динамического контроля курсовой устойчивости DSC (Dynamic Stability Control). Помимо электронной блокировки дифференциала система DSC объединяет систему контроля тяги DTC (Dynamic Traction Control), систему помощи при спуске HDC (Hill Descent Control) и др.

Взаимодействие систем xDrive и DSC осуществляется с помощью системы интегрального управления ходовой частью ICM (Integrated Chassis Management). Система ICM также обеспечивает связи с системой активного рулевого управления AFS (Active Front Steering).

Принцип работы системы

В работе системы полного привода xDrive можно выделить несколько характерных режимов, определяемых алгоритмом срабатывания фрикционной муфты:

трогание с места;
прохождение поворотов с избыточной поворачиваемостью;
прохождение поворотов с недостаточной поворачиваемостью;
движение на скользком покрытии;
парковка.

При трогании с места в нормальных условиях фрикционная муфта замкнута, крутящий момент распределяется по осям в соотношении 40:60, чем достигается максимальная тяга при разгоне. При достижении скорости 20км/ч распределение крутящего момента между осями осуществляется в зависимости от дорожных условий.

При прохождении поворотов с избыточной поворачиваемостью (заднюю ось заносит к наружной стороне поворота) фрикционная муфта замыкается с большей силой, а на переднюю ось направляется больший крутящий момент. При необходимости в работу включается система DSC, стабилизирующая движение автомобиля путем подтормаживания колес.

При прохождении поворотов с недостаточной поворачиваемостью (передняя ось сносится к наружной стороне поворота) фрикционная муфта размыкается, а на заднюю ось направляется до 100% крутящего момента. При необходимости в работу включается система DSC.

При движении на скользком покрытии (лед, снег, вода) пробуксовка отдельных колес предотвращается за счет блокировки фрикционной муфты и, при необходимости, электронной межколесной блокировки системы DSC.

Во время парковки фрикционная муфта полностью размыкается, автомобиль становиться заднеприводным, чем достигается снижение нагрузок в трансмиссии и рулевом управлении.

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.

Немецкий концерн BMW разработал собственную систему полного постоянного привода xdrive еще в прошлом веке, но система постоянно совершенствуется и по сегодняшний день устанавливается на многие модели концерна. Максимально эффективно оптимизировать управление автомобилем и при этом удерживать под контролем все показатели, доверено именно этой системе. Сегодня система xDrive полного привода xdrive устанавливается на внедорожники нового поколения BMW:

Sports Activity Vehicle х 6.

Кроме того, системы этой разработки также устанавливаются и на легковые модели BMW, на 3-ю, 5-ю и 7-ю серию. Система хорошо зарекомендовала себя за двадцать пять лет своего существования и поэтому концерн не планирует отказываться от ее применения.

Основные характеристики системы

Интеллектуальная система полного привода xdrive контролирует действие всех сил в автомобиле, как действующих на него извне, так и его собственных. Тяга и динамичность распределяются совершенно по новому благодаря действию этой разработке. Чтобы было понятно, о чем идет речь следует привести некоторые характеристики системы:

Она обеспечивает переменное распределение крутящего момента бесступенчатого характера. Благодаря этому крутящий момент распределяется равномерно между задними и передними колесами, увеличивая их скорость многократно;
Система на интеллектуальном уровне распознает изменение ситуации и при необходимости невероятно быстро перераспределяет крутящий момент;
xDrive обеспечивает невероятно чувствительное рулевое управление, поэтому водителю не приходится предпринимать ни каких усилий при вождении автомобилем;
Система очень точно дозирует и регулирует торможение, благодаря чему эксплуатация автомобилей концерна стала еще более безопасной;
В систему входят упругие амортизаторы и элементы, которые благодаря своей чувствительности оптимизируют и контролируют вертикальные и продольные динамические силовые моменты;
Система обеспечивает невероятную устойчивость и динамичное движение на любом дорожном покрытии.

Из этих характеристик становится понятно, что BMW сделал все, что управление полноприводным автомобилем стало полностью безопасным и приносило удовольствие водителю. Машина, обеспеченная системой xDrive обладает огромной мощностью, но при этом показывает невероятно интеллектуальное послушание управлению. Годы работы и постоянное совершенствование технологий концерн добился того, что автомобиль оснащенный системой xDrive обрел невероятную вариабельность и точность реакции на посыл управления. Система в любых условиях преобразует приводные усилия, оптимально адаптируя их к ситуации, и эффективно улучшает динамику движения.

Если говорить простыми словами, то система xDrive интеллектуально адаптирует полноприводный автомобиль под потребности водителя.

Полный привод

Полным приводом оснащаются автомобили многих производителей, но система xDrive есть только у BMW. Традиционно, полный привод направлен главным образом на то, чтобы минимизировать неудобства доставляемые покрытием дороги, неровностями, грунтом или гололедом. Но если усилия распределяются по осям неравномерно или неэффективно, то полный привод не будет приносить удовольствия от вождения. Характерными для такого неэффективного распределения будут следующие недостатки управления:

Ограничивается чувствительность к поворотам руля;
Становятся недостаточными ходовые качества;
Прямолинейное движение становится неустойчивым;
Теряется комфорт при маневре.

Но в концерне BMW к вопросу создания полного привода нового поколения подошли совершенно иначе. За основу производители взяли проверенный и прекрасно зарекомендовавший себя задний привод автомобилей концерна. Оптимизировав и усовершенствовав его характеристики, их распределили на все четыре колеса.

И вот уже четверть века полный привод BMW показывает невероятную динамику и полную безопасность на дорогах по всему миру.

Чем обеспечивается эффективность системы

Как было сказано выше, основной принцип системы xDrive заключается в равномерном распространении крутящего момента на обе автомобильные оси. Такое эффективное и точное распределение становится возможным при помощи коробки раздаточного характера, она имеет вид зубчатой передачи привода передней оси. Управляется коробка при работе фрикционной муфты. Если система xDrive устанавливается на спортивный внедорожник BMW, то в трансмиссии передачу зубчатого типа заменяют на цепную.

Кроме того, значительно повышают эффективность системы и дополнительные опции, которые внедряются в трансмиссию наряду с ней:

Динамическая система контроля курсового управления;
Электронная блокировка дифференциального момента;
Контрольная система тяги;
Система помощи на спуске;
Система интегрального управления ходовым отделом;
Активная система рулевого управления;
Основные принципы работы системы.

Интеллектуальная система BMW имеет собственные характерные режимы, которые определяет муфта фрикционного характера:

Плавное трогание с места;
Преодоление поворотов с поврочиваемостью избыточного типа;
Преодоление поворотов с поворачиваемостью недостаточного типа;
Передвижение по скользкому покрытию;
Оптимизированная парковка.

Когда автомобиль трогается в условиях нормального места и качественных дорожных показателях муфта фрикционного характера имеет замкнутый вид и крутящий момент в этом случае имеет распределение по осям 40:60, это приводит к максимально эффективной тяге при разгоне. После того, как автомобиль набирает скорость 20 км/ч, происходит перераспределение крутящего момента в зависимости от покрытия полотна дороги и моментов управления.

Прохождение поворотных моментов

Во время осуществления маневров на поворотах с поворачиваемостью избыточного типа заднюю ось автомобиля BMW может заносить к наружной части поворота. Чтобы этого избежать муфта фрикционного характера проводит замыкание с большей силой, тогда как передняя ось принимает на себя крутящий момент. Если машина проходит очень крутой поворот угол, которого недостаточно стандартный то на помощь приходит система динамического контроля и стабилизирует движение с помощью некоторого подтормаживания колес.

Если автомобиль проходит поворот с поворачиваемостью недостаточного характера, когда переднюю ось может занести к наружной части поворота, муфта фрикционного характера совершает размыкание. В этой ситуации сто процентов крутящего момента распределяются на заднюю ось. Если возникает нестандартная ситуации, то в процесс вступает система стабилизации движения.

Когда автомобиль проходит поворот с поворачиваемостью нестандартного характера, передняя ось машины заносится к наружной части поворота. В этом случае муфта фрикционного типа проводит размыкание и 100 % крутящего момента распределяются на заднюю ось. Если автомобиль не выравнивается, то в работу вступает система курсовой устойчивости.

Когда автомобиль совершает движение на скользком дорожном полотне, покрытом водой, людом или снегом может произойти пробуксовка отдельных колес и машину занесет. Чтобы этого не случилось фрикционная муфта блокируется и если ситуация не приходит к стабильности, то в работу входит вспомогательная системная установка курсовой устойчивости динамического характера.

Парковка автомобиля, оснащенного системной концепцией xDrive происходит с полным размыканием муфты фрикционного типа. В этом случае автомобиль полностью переходит в заднеприводное состояние и тем самым эффективно достигается понижение нагрузок трансмиссионного характера при рулевом управлении. Обоснованное и интеллектуальное вмешательство вспомогательных систем при управлении автомобиля создает оптимально комфортные условия вождения и повышает безопасность управления многократно.

Да Нет