Полноприводная трансмиссия xDrive от BMW — журнал За рулем
В этом материале мы проследили, как эволюционировала полноприводная трансмиссия xDrive концерна BMW. Рассказываем и показываем в деталях ее преимущества и недостатки.
113
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.
table-02
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
BMW xDrive (описание, принцип работы)
BMW xDrive — маркетинговое наименование системы полного привода в автомобилях BMW X1, X2, X3, X4, X5, X6 и X7. Также является опцией в моделях 3-й серии (с 2006 года по настоящее время).
Описание технологии BMW xDrive
Вместо постоянного распределения крутящего момента между осями (permanent torque split), как в более ранних системах, xDrive обеспечивает переменное распределение момента между передней и задней осями, используя «мокрое» многодисковое сцепление, расположенное в КПП, для взаимодействия с передним приводным валом. Такое устройство позволяет системе xDrive контролировать распределение крутящего момента между передней и задней осями, которое обычно происходит в соотношении 40:60 соответственно. Когда системы ABS/DSC обнаруживают пробуксовку, xDrive может направить 100% мощности двигателя на нужную ось. Мокрое сцепление применяется через использование высокоскоростного сервопривода, вращающего диск актуатора кулачкообразной формы. Так как задний приводной вал крепко соединён с выходным валом трансмиссии, полное распределение крутящего момента целиком на переднюю ось возможно только лишь тогда, когда задние колёса не имеют сцепления с дорогой и пробуксовывают.
xDrive связана с системами ABS и DSC. В случае пробуксовки колёс или неустойчивости автомобиля во время использования xDrive, система DSC затормозит неиспользуемые колёса для восстановления сцепления с дорогой и улучшения устойчивости без вмешательства водителя.
Передние и задние дифференциалы в автомобилях с xDrive являются свободными, а значит зависят от приложения торможения системой DSC для перераспределения силы с пробуксовывающего колеса на колесо с хорошим сцеплением с поверхностью.
Особый вариант системы xDrive применяется в автомобиле BMW X1 (F48) 2015 года с передним приводом и поперечно установленным двигателем. В этом переднеприводном варианте xDrive передние колёса получают 100% крутящего момента во время работы системы, что даёт преимущество передней оси, в отличие от привычного для обычной xDrive предпочтения задней оси.
Применение
BMW xDrive доступна для автомобилей X1, X3 и идёт в стандартной комплектации на кроссоверах X4, X5, X6 и BMW X6 M. Является опцией для автомобилей 1-й серии (с 2012 года), 3-й серии E46 (с 2006 года для седанов, в 2007-2013 годах для купе), 4-й серии (с 2014 года), 5-й серии (с 2005 года), 6-й серии (с 2012 года для купе и Gran Coupe) и 7-й серии (с 2010 года).
BMW постепенно расширяли доступность xDrive среди всего модельного ряда для улучшения конкурентоспособности с системами полного привода quattro (используется в автомобилях Audi) и 4Matic (используется в Mercedes-Benz), которые широко доступны среди модельного ряда своих компаний. BMW Canada даже перестали предоставлять заднеприводные версии в моделях 2010-12 годов, если в продаже была доступна версия с xDrive. Это касалось автомобилей 5-й, 6-й и 7-й серий. Хотя ещё только в моделях 2009 года и раньше xDrive была доступна лишь для автомобилей BMW 528i и 535i. Такой ход компании удивил некоторых обозревателей. Один канадский веб-сайт писал, что полный привод “однажды был целиком в компетенции Audi, если не считать несколько моделей Mercedes. Переход на полный привод был так резок, что большинство автомобилей класса «люкс» продаются теперь именно с ним, а модель 650i — это вообще первое спортивное купе от BMW с полным приводом. Что ещё больше удивляет, так это отсутствие модели купе с задним приводом в продаже, так что если вам необходима версия 650i, где ведущими колёсами являются только задние, то придётся покупать кабриолет. “
xDrive впервые появилась в 2003 году на X3 и обновлённых BMW 3-й серии (E46).
Первое появление xDrive на автомобилях BMW с восьмицилиндровым двигателем пришлось на BMW 750i xDrive (F01) и 550i Gran Turismo xDrive (F07) 2010 года, а также на BMW 550i xDrive (F10) 2011 года.
xDrive стала впервые использоваться на автомобилях M серии начиная с выхода BMW X5 M 2010 года и X6 M. Шестое поколение BMW M5 поставляется с xDrive в стандартной комплектации.
Dynamic Performance Control
Система контроля крутящего момента Dynamic Performance Control (DPC) от BMW гармонично работает сBMW xDrive и системой контроля устойчивости Dynamic Stability Control. DPC контролирует силовой агрегат и шасси автомобиля и регулирует сцепление с дорогой, а также способна скорректировать поворачиваемость автомобиля, распределяя мощность по задней оси. Крутящий момент не только распределяется между передней и задней осями (благодаря xDrive), но также и между задними колёсами для улучшения манёвренности и стабильности (с помощью DPC). DPC работает на всех скоростях и во время обычного вождения, а не только во время прохождения сложных поворотов. DPC также взаимодействует с DSC, пытаясь корректировать движение автомобиля, контролируя крутящий момент, что обеспечивает плавные манёвры. В одиночку система DSC только бы смогла уменьшить мощность двигателя и затормозила бы колёса для улучшения поворачиваемости.
Дифференциал DPC может ускорять колесо с помощью использования планетарных передач и электроприводов в конструкции. Стандартная система контроля — например, типичная xDrive без DPC — уменьшает скорость вращения наиболее активно крутящегося колеса (у которого хуже сцепление с дорогой) с помощью тормозов и снижения мощности двигателя. Это изнашивает тормоза. А в сочетании xDrive с DPC наоборот будет ускорено самое медленное колесо (у которого наибольшее сцепление с дорогой), а не пробуксовывающее, что улучшит стабильность. Например, во время поворота будет ускорено колесо на противоположной стороне, что увеличит ускорение автомобиля. А во время избыточной поворачиваемости ускорение будет дано на колесо на стороне поворота, что улучшит баланс. Это сделает прохождение поворотов плавнее и оптимально распределит момент по оси.
Впервые DPC была установлена на BMW X6, выпуск которой начался в 2008 году (модель 2009), где система входила в стандартную комплектацию. Тест показал, что “ X6 управляется так, будто она на сотню-другую килограммов легче, чем X5 (у которой нет DPC)” благодаря использованию системы, хотя у обоих автомобилей одинаковые размеры шасси. У спортивной версии BMW X5 M система DPC тоже входит в стандартную комплектацию.
Предыдущая система полного привода
До появления системы xDrive полный привод был опцией в 1980-х годах на автомобилях 3-й серии и 5-й серии. Система тех лет подразумевала наличие вязкостной муфты, которая обеспечивала блокировку на межосевом (центральном) и заднем дифференциалах. Если не происходило пробуксовки колёс, то распределение крутящего момента было в соотношении 37:63 (передняя ось-задняя ось), что регулировалось планетарной передачей. Если одна ось начинала вращаться быстрее другой, то скорость сдвига масла увеличивалась от прокручивания муфты, что обеспечивало блокировку межосевого дифференциала. Это позволяло мгновенно переместить до 80% крутящего момента на нужную ось. Эта функция работала и на заднем дифференциале автомобиля. У переднего же дифференциала не было вообще никакой блокировки.
Полный привод также был доступен для X5 и 3-й серии 2001 года. Система была похожа на описанную выше, но не имела никаких блокировок. Вместо них использовалось торможение буксующих колёс с помощью системы DSC, что позволяло перенести тягу на колёса с хорошим сцеплением с дорогой.
≡ Какие модели BMW имеют полный привод? • DRIVERU.RU / Пост
Обновлено: 31.07.2018
Фирменная технология полного привода от BMW, xDrive, является опциональной для моделей 3-й и 5-й серии, о чем ранее красноречиво говорила эмблема сзади. В моделях с полным приводом указывалась дополнительная буква «x», например 328xi, 528xi
При этом, все внедорожники BMW оснащены системой полного привода изначально.
Времена меняются, и теперь все модели BMW 2009 модельного года идут с надписями, например, 328i, 528i, даже если они полноприводные.
Итак, список моделей BMW 2009 с полным приводом:
- 328i (может быть)
- 335i (может быть)
- 528i (может быть)
- 535i (может быть)
- X3 (есть)
- X5 (есть)
- X6 (есть)
Обновление для 2018 года
О наличии полного привода в BMW вам красноречиво укажет шильдик xDrive, размещенный на задней части автомобиля слева. Времена изменились, и теперь о наличии монопривода в BMW может говорить шильдик sDrive. Например, BMW 7 серии выпускаются как с полным приводом, так и с задним приводом.
Кроссоверы (X1, X2, X3, X4, X5, X6) изначально были все полноприводные. Теперь можно встретить и варианты с задним приводом, например X1, X3. Моделей BMW и различных комплектаций очень много, нужно смотреть индивидуально.
Недавно случилось то, чего многие боялись. Появились BMW с передним приводом. Это 2 Серия Active Tourer. В компании BMW решили идти в ногу со временем и занимать все возможные ниши.
См. также — Как устроен полный привод на разных марках автомобилей
X-drive принцип работы | BMW Club
В парковочном режиме и на скоростях свыше 180 км/ч BMW Х3 — автомобиль строго заднеприводный. Но при трогании муфта блокируется, обеспечивая максимально возможную тягу на всех колесах. На скорости свыше 20 км/ч электроника постоянно «играет» муфтой, гибко регулируя подводимый к передним колесам крутящий момент. Например, если в повороте датчики фиксируют ситуацию, чреватую сносом, то xDrive немедленно уменьшает момент, который поступает «вперед». И наоборот, в случае опасности заноса муфта сжимается, делая автомобиль «более полноприводным».Что особенно важно — в отличие от большинства систем полного привода с самоблокирующимися межосевыми дифференциалами, xDrive действует превентивно, до начала пробуксовки. А чтобы полностью заблокировать многодисковое сцепление, маленькому электромоторчику требуется всего 0,08 с. Для сравнения: задержка между нажатием на педаль акселератора и откликом мотора составляет 0,2 с. Межколесная блокировка у Х3 традиционно виртуальная — АБС по команде системы стабилизации выборочно подтормаживает буксующие колеса.
При нормальных условиях на входе в поворот (его начало определяется по совокупности показаний датчиков продольных и поперечных ускорений, скорости движения и угла поворота руля) xDrive распределяет крутящий момент между передними и задними колесами в пропорции 40:60. При сносе (скольжении передней оси — левый рисунок) система уменьшает момент на передней оси, вплоть до ее отключения. При заносе (правый рисунок) электроника «сжимает» многодисковое сцепление, увеличивая момент, передаваемый на переднюю ось. Однако если этих мер оказывается недостаточно, вступает в работу система DSC, выборочно подтормаживая колеса и ограничивая подачу топлива
При старте на скользком покрытии xDrive срабатывает быстрее, чем постоянный полный привод со свободным несимметричным межосевым дифференциалом и противобуксовочной электроникой, как на нынешней «трешке» или дорестайлинговом «икс-пятом». При отсутствии сцепления задних колес с дорогой до 100% крутящего момента, теоретически, может быть передано на переднюю ось
http://autoreview.ru/new_site/year2003/n21/bmw/1.htm
Нажмите, чтобы раскрыть…
от механических к гибридным системам AWD
Виды технологий приводов на примере BMW
В этом году BMW празднует 30-летие моделей xDrive. Кажется, что система полного привода всегда была частью стратегии развития автомобильных технологий BMW, на которую автогигант делал основной упор. Но это не так, по правде говоря, даже изначальное название системы было другое, другими были и принципы ее действия. Первый полноприводный автомобиль баварского производителя носил название BMW 325i «Allrad» и отличался гораздо больше от современных моделей, чем вы можете себе это представить сегодня.
Оглянувшись на три десятилетия назад, на всю эту полноприводную баварскую историю, нам захотелось поделиться с вами, рассказом о том, как все развивались в течение этого времени. Мы вновь отправляемся в 1985 год, на этот раз на Франкфуртский автосалон.
В центре стенда BMW стоит первая полноприводная 3-Series и это первый AWD автомобиль, несущий на капоте бело-голубую эмблему. Как мы уже говорили ранее, это была модель 325i «Allrad», которая вскоре превратится в 325xi, чуть позже получившая кузов универсал, Touring по-немецки.
В модели использовалась система с применением раздаточной коробки, которая могла подключать вторую ось, в зависимости от потребности автомобиля. Как правило, 67% мощности отправлялось на задние колеса, в то время как 33% шли на переднюю ось.
Это интересно: Какой привод лучше
Первое обновление система полного привода получила в 1991 году, в виде BMW 525iX. Параллельно с этим произошел переход от механический версии, к электронно-управляемой технологии привода. По существу, распределение мощности было электронно-управляемым, конструкция имела многодисковую муфту, которая обладала различным соотношением распределения мощности.
В отличие от первенца, у новой модели задняя ось получила немного меньше крутящего момента, на переднюю соответственно стало уходить больше мощности. Соотношение изменилось в пропорции, 36% на передние колеса и 64% на задние. Мощность соответственно распределялась и в зависимости от условий вождения.
Первоначально гидравлическая система рассматривалась как более жизнеспособная, чем электронная, но, в конце концов, инженеры склонились к последней версии. Что помимо определенных преференций этого вида технологии привода, также позволило автомобилю применять селективное использование тормозной системы. Для включения тормозов, система использовала показания датчиков ABS, состояние тормозов, скорости двигателя и положение клапана дроссельной заслонки, чтобы оценить условия движения.
Разумеется, использование электронного полного привода уже тогда помогло БМВ одержать победу над конкурентами. Мощность быстрее доходила до нужной оси и в необходимой, четкой пропорции, что очень выгодно отразилось на управляемости. Заметнее всего улучшения стали видны на влажных от дождя трассах или в сильный снегопад.
P.S. К счастью, BMW одумалось и не стало больше ставить клиентов перед неудобным выбором, если полный привод, то только в кузове универсал. На этот раз AWD была доступна и на седанах.
Появление внедорожников BMW
После появления BMW X5 в 1999 году, новая версия полного привода потребовалась для него, ведь это был первый внедорожник компании (или так называемый SAV, как сами немцы именовали подобные автомобили: Sport Activity Vehicle). Это должен был быть автомобиль, который впечатлял бы своей динамикой, но в тоже время достаточно проходимый, чтобы преодолевать несложные препятствия пересеченной местности. Два взаимоисключающих понятия.
Кроме того, мюнхенский автопроизводитель впервые разрабатывал такой большой автомобиль, нужно было показать людям все положительные стороны вновь изобретенного класса автомобиля, требовалось впечатлить покупателей и дизайном и техническими возможностями новинки.
Таким образом, система полного привода колёс сыграла большую роль в успехе Х5. На этот раз инженеры применили планетарную технологию передачи крутящего момента, это рассредоточило мощность привода в соотношении 38:62% между передними и задними колесами.
В то же время, электронные системы, такие как DSC (Dynamic Stability Control), ADB-X (Automatic Differential Brake) и HDC (Hill Descent Control) работали сообща, чтобы справиться с задачами, ставившимися перед машиной.
Та же технология затем была адаптирована для BMW 3 Series в 2000 году, а начиная с нового тысячелетия, все AWD автомобили с сине- белым медальоном на капоте начали использовать ее.
На волне успеха Х5, баварцы построили еще один SAV в формате Х3. Будучи более компактным и более шустрым, этому автомобилю потребовалась надлежащая система с приводом на все колеса.
Электроника начинает преобладать
В 2003 году, пришла новая система полного привода. Ее назвали xDrive. Опять взяв за основу многодисковую муфту, о которой мы рассказывали выше, она продолжила использовать тот же формат, но работала в тандеме с DSC и постоянно адаптировала мощность между осями в зависимости от ситуации.
Были добавлены дополнительные датчики, в том числе, датчик угла поворота рулевого колеса, положения педали акселератора и бокового ускорения, они позволили сделать первую «интеллектуальную» систему полного привода в индустрии. В те времена система AWD от BMW опять показала себя с передовой стороны.
xDrive также стала революцией того времени, благодаря возможности заблаговременно отреагировать на потерю колесами сцепления. Нормальное поведение подобных систем тех лет звключалось в том, что AWD системы изменяли распределение силы только тогда, когда колеса/о уже выходили/о из-под контроля. С полным приводом, от BMW, была сделана попытка предложить версию, которая смогла бы среагировать активно, перед тем как колеса на самом деле начал терять сцепление. Это было сделано путем определения риска избыточной или недостаточной поворачиваемости.
Смотрите также: Все новые седаны премиум класса, ожидаемые в 2014-2015 году
Так же, как это было в случае с X5 и его AWD системой, полный привод был реализован и адаптирован почти во всех моделях начала 2000-х годов, в том числе Series 3 и 5. Те, кто хотел от них дополнительной практичности, получил ее.
В 2007 году настало время показаться BMW X6, премьера опять же произошла на Франкфуртском автосалоне. Напомним, что X6 стал первым, не только для BMW, но и для всей индустрии, в мире Sport Activity Coupe. К 2008 году автомобиль начал продаваться, но он уже использовал немного измененную версию xDrive.
В отличие от своего предшественника, который использовал xDrive в сочетании с DSC, X6 добавил систему DPC в список поставщиков данных к компьютеру автомобиля. Аббревиатура DPC означает систему Dynamic Performance Control (изменяющая соотношение мощности, передаваемой на левое и праводе задние колеса, для стабилизации автомобиля, улучшает сцепление колес с дорогой и повышает поперечное ускорение), процент мощности изменялся между осями при прохождении поворотов.
Это была та система, что позже использовалась на X5 M и X6 M моделях, первых автомобилях с M значком на пятой двери.
Совмещалась система с Performance Control, эта версия интеллектуальной системы xDrive могла притормаживать внутренние колеса при прохождении поворота, одновременно увеличивая мощность двигателя, имитируя функцию векторизации крутящего момента.
На протяжении многих лет, исследования и разработки в области полного привода BMW не останавливались ни на день и в 2009 году мы увидели первый BMW 7 Series оснащённый xDrive, вышел он весной 2012 года, та же система была предложена впервые на моделях купе и кабриолет, благодаря 6 Серии от BMW.
Полноприводная система и Integral Active Steering
После запуска в производство X4, система xDrive продолжила улучшаться дальше. Основа, как и прежде, осталась нетронутой. Новые X4 и X3 модели, используют систему, которая имитирует работу активного дифференциала при помощи тормозов. В 2014 году в модельном ряде 2 Series представила первую в истории xDrive систему, которая работала с поперечно расположенным двигателем. Конечно, мы имеем в виду только версии Active Tourer и Gran Tourer. Спортивные Coupe и Convertible эти изменения благополучно обошли .
Представленная система работает иначе, и является первой в истории BMW AWD, которая отправляет большую часть мощности и крутящего момента на передние, вместо задних колес.
Обычно, мощность от переднего привода на заднюю ось передается благодаря переднему дифференциалу и двухсоставному карданному валу. Сердцем всей системы является электрогидравлическая многодисковая муфта, установленная внутри задней ведущей оси. Ее работа заключается в изменении распределения крутящего момента между передними и задними колесами с помощью гидравлического насоса.
До 100% мощности и крутящего момента могут быть направлены на задние колеса, если того потребует ситуация, какой процент мощности нужно отправить туда, посылается сигналом широтно-импульсной модуляции от ECU.
И последнее, но не менее важное, бейдж xDrive начал устанавливаться на гибридные автомобили в последние несколько лет. i8, Х5 xDrive40e и 225xe модели, изменившиеся по-своему.
Смотрите также: Электрический привод автомобиля против традиционного
i8 использует два источника энергии, чтобы получить свой полноприводный характер. Впереди у него стоит электрический мотор «питающий» ось, в задней части располагается 1,5-литровый 3-цилиндровый турбированный двигатель, который приводит в движение только те колеса, над которыми он установлен. При работе вместе, синхронизированные моторы и дают невероятную производительность.
Есть еще 225xe Active Touring, который использует схожую схему, но зеркальную, с электродвигателем приводящим в движение заднюю ось и ДВС для передних колес. Последним в списке, но не менее важным по значению, идет X5 xDrive40e, у которого установлена интеллектуальная гибридная система управления питанием, которая работает непрерывно, чтобы отправлять на колеса максимальную производительность, а также и эффективность.
