Система полного привода xdrive

Режимы работы системы

• Начало движения: дифференциал заблокирован, мощность между осями распределяется в оптимальном соотношении 40:60, на скорости свыше 20 км/ч соотношение крутящего момента определяется системой, исходя из текущих условий движения и дорожной поверхности.
• Избыточная поворачиваемость: при обнаружении системой xDrive признаков смещения задней оси наружу от центра поворота бОльшая мощность перенаправляется на переднюю ось; при необходимости подключается динамическая система курсовой устойчивости, притормаживая нужные колеса и выравнивая автомобиль.
• Недостаточная поворачиваемость: при регистрации системой увода передней оси от центра поворота на заднюю ось подается до 100% крутящего момента, а система курсовой устойчивости помогает при необходимости стабилизировать автомобиль.
• Движение по скользкой дороге: крутящий момент распределяется электроникой на ось с лучшим сцеплением колес, предотвращая пробуксовку.
• Парковка автомобиля: вся мощность перенаправляется на заднюю ось, облегчая управление водителю и снижая нагрузку на элементы трансмиссии.

Схема работы системы xDrive Опираясь на показания многочисленных датчиков, управляющая электроника способна с точностью распознавать склонность автомобиля к уходу в занос при повороте или скорую потерю сцепления колес с дорожной поверхностью. Системой учитываются также и текущие параметры работы двигателя, скорость автомобиля, частота вращения колес, угол их поворота и боковое ускорение автомобиля. Это позволяет с упреждением просчитывать и за долю секунды изменять баланс мощности, распределяемый между осями. Стабилизация автомобиля происходит на грани потери управляемости, сохраняя силу тяги и динамику. Система курсовой устойчивости включается в работу в последний момент в том случае, если интеллектуальный полный привод не справился с задачей.

Водитель всегда в выигрыше.

Водитель постоянно может наслаждаться преимуществами системы xDrive – ведь поток мощности непрерывно адаптируется к конкретным условиям движения. Вот несколько примеров:

1. При трогании с места в нормальных условиях многодисковая муфта замкнута до тех пор, пока скорость не достигнет примерно 20 км/ч. Это обеспечивает максимальную тягу при трогании. Затем система распределяет крутящий момент между задними и передними колесами в переменном отношении.
2. При прохождении поворотов мгновенное перераспределение крутящего момента снижает недостаточную или избыточную поворачиваемость: если заднюю часть автомобиля начинает заносить к наружной стороне поворота, то система xDrive сильнее замыкает многодисковую муфту и направляет больше крутящего момента к передним колесам. В результатепередача боковых сил задними колесами восстанавливается, и автомобиль стабилизируется. В сочетании с DSC система распознает тенденцию к избыточной поворачиваемости на очень ранней стадии и вмешивается, еще прежде чем водитель успеет заметить изменение ситуации: BMW с xDrive проходит поворот буквально как по рельсам.
3. Аналогичная картина наблюдается при сильной недостаточной поворачиваемости. Если передние колеса начинает сносить к наружной стороне поворота, то эта тенденция к недостаточной поворачиваемости распознается по информации системы DSC и компенсируется снижением крутящего момента, направляемого к передним колесам. Таким образом, на задние колеса может передаваться до 100 процентов крутящего момента! В результате водитель может вести BMW с xDrive, например на извилистых участках, почти с той же динамикой, как и заднеприводной BMW. Только если опасность заноса или сноса неможет быть компенсирована одним переменным распределением крутящего момента, в дело вступает система DSC, которая стабилизирует автомобиль путем подтормаживания отдельных колес.
4. Система xDrive легко компенсирует даже внезапные изменения положения педали акселератора: если с момента нажатия напедаль до создания момента двигателя проходит не менее 200 миллисекунд, то многодисковая муфта может полностью разомкнуться или сомкнуться в течение 100 миллисекунд.
5. При парковке благодаря полному размыканию многодисковой муфты автомобиль превращается в заднеприводной. При этомотсутствуют ненужные напряжения в трансмиссии и влияние на рулевое управление.
6. На подъемах со скользким покрытием, например по снегу или льду, пробуксовка отдельных колес предотвращается благодаря эффекту межосевой блокировки. В результате система DSC для перераспределения крутящего момента снижает мощность двигателя или притормаживает колеса только в значительно более сложных дорожных условиях. Кроме того, при продолжении движения эффект блокировки заметно снижает опасность потери способности отдельных колес передавать продольные или поперечные силы на дорогу. Это обеспечивает водителю более безопасный и динамичный режим движения.

Устройство

Система полного привода xDrive включает в себя следующие компоненты: 1) Автоматическая коробка передач. 2) Раздаточная коробка с многодисковой муфтой которая выполняет функцию межосевого дифференциала. 3) Карданная передача на передний привод. 4) Карданная передача на задний привод. 5) Межколесные дифференциалы: передний и задний.

Поколения полного привода bmw

1) Первое поколение полного привода от bmw появилось в 1985 году. Система полного привода от bmw устанавливалась на автомобили 325iX. Распределение крутящего момента 37% на передний привод и 63 % на задний привод. Задний и межосевой дифференциалы блокировались при проскальзывании вискомуфтами. Передний дифференциал свободный.

2) В 1991 году появилось второе поколение системы полного привода от bmw. С распределением крутящего момента 36:64. Имелась возможность перевести до 100 % крутящего момента на одну из осей. Блокировка межосевого дифференциала осуществлялась с помощью многодисковой электромагнитной муфты. Задний дифференциал блокировался с помощью электрогидравлического привода. Передний дифференциал свободный. При работе система полного привода учитывала, показатели колесных датчиков скорости, обороты двигателя и положение педали тормоза. Системой полного привода комплектовались автомобили 525iX.

3) Третье поколение системы полного привода от bmw появилась в 1999 году она устанавливалась на bmw x5 e53. Все дифференциалы свободные с электронной блокировкой. Распределение крутящего момента 38:62. Система полного привода функционировала совместно с системой курсовой устойчивости.

4) Четвертое поколение интеллектуального полного привода появилось в 2003 году которое назвали xDrive. Система xDrive устанавливалась на рестайлинговые модели Е46 и кроссовер Х3. В данный момент практически все автомобили bmw могут быть опционально укомплектованные системой xDrive. Распределение крутящего момента 40:60.

Принцип работы

В большинстве случаев автомобили bmw с системой xDrive ведут себя как заднеприводные автомобили.Распределение крутящего момента по осям происходит благодаря многодисковой фрикционной муфте с приводом от сервомотора которая располагается в раздаточной коробке. По команде блока управления за доли секунды меняется соотношение крутящего момента по осям. Тип привода передней карданной передачи может быть шестереночный или цепной в зависимости от модели автомобиля.

Система xDrive имеет следующие режимы работы:

1) Начало движения. Мощность между осями распределяется 40:60. При скорости более 20 км/ч распределение крутящего момента между осями зависит от дорожных условий.

2) Парковка. Вся мощность перераспределяется на заднюю ось облегчая управление водителю и снижая нагрузку на трансмиссию.

3) Избыточная поварачивоемость. В случае заноса задней оси, крутящий момент преимущественно перераспределяется на переднюю ось. В случае необходимости система курсовой устойчивости помогает стабилизировать автомобиль.

4) Недостаточная поварачиваемость. При сносе передней оси крутящий момент перераспределяется полностью на заднюю ось, система курсовой устойчивости помогает стабилизировать автомобиль.

5) Скользкая дорога. При пробуксовке колес крутящий момент перераспределяется на ось у которой лучшее сцепление с дорогой.

Режимы работы

Перемещаясь на автомобиле, полноприводная система работает в зависимости от определенного режима:

• обычное состояние;
• снос передней оси;
• занос задней части;
• парковка;
• скользкая трасса.

На разных режимах xDrive ведет себя по-разному. В первом случае до 20 км/ч момент распределяется 40:60, но после начинается анализ поведения машины и эффективность перераспределения.

При резком повороте часто сносит морду машины, в этом случае основная отдача двигателя переходит на передние колеса. При необходимости подключается ESP для выравнивания автомобиля. В третьем случае при заносе задней оси, задним колесам отдается вся мощность и подключается ESP.

Полный привод xDrive понимает, что вы на парковке, поэтому мощность полностью подключена к задним колесам, чтобы легче было крутить руль.

В последнем случае система работает практически постоянно, анализируя лучшее сцепление с дорогой, распределяя крутящий момент максимально эффективно.

Работа xDrive при движениии

При заносе передней оси трансмиссия передает больший крутящий момент на задний колеса, тем самым стабилизируя автомобиль.

Кроме того xDrive может плавно изменять тягу между колесами задней оси повышая еще больше управляемость машины в критической ситуации.

При заносе задней оси полный привод действует похожим образом, только теперь больше усилия достается передним колесам и передок как бы вытягивает автомобиль, возвращая его на правильную траекторию.

При этом полный привод настроен так, что позволяет опытным водителям немного пошалить, допуская небольшой занос задней оси, конечно в пределах разумного.

При движении по гололеду, снегу или грязи, используется весь потенциал xDrive.

Она использует и систему курсовой устойчивости DSC, и фрикционную муфту, которая мгновенно перераспределяет крутящий момент между передней и задней осями.

Благодаря чуткому реагированию этого совершенного привода, водителю намного проще справляться со сложной обстановкой под колесами.

Он даже не ощущает интенсивную работу системы, которая обеспечивает безопасное движение в сложных дорожных условиях.

Кроме того, если этот полный привод не справляется и тяги недостаточно, к работе подключаются другие узлы, отвечающие за безопасность.

Например, машина может принудительно уменьшать свою мощность для предупреждения опасных ситуаций.

Но стоит повторить, что xDrive создан не для покорения грозного бездорожья. Его удел безопасность, которая включает в себя стабильность и управляемость на высоких скоростях, а так же для прощение некоторых ошибок водителя.

Паркетник он и есть паркетник.

При движении на малых скоростях (парковка автомобиля) с xDrive, передний мост и вовсе отключается, дабы снизить усилие на рулевом колесе и уменьшить напряжения в трансмиссии.

В конце статьи можно смело утверждать – полный привод на легковых автомобилях нужен. Конечно, он удорожает машину, так как система очень сложная, но на премиальных марках как BMW это вполне оправдано.

Благодаря тому, что на автомобиле стоит система xDrive, появляется другой уровень ощущения автомобиля. Можно смелее себя чувствовать на сложных участках дороги.

За рулем такого автомобиля получаешь истинное удовольствие. А чувство, когда большинстве автомобилей зимой еле трогаются, а ты едешь как по сухому асфальту, вообще бесценно.

Надеюсь, вам было интересно, но так же интересно будет прочитать, как такую задачу решили мерседесовские инженеры, и воплотили в систему 4matic.

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 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.

Принцип работы xDrive

Момент по осям распределяется через раздаточную коробку, которая состоит из зубчатой передачи, управляемой фрикционной муфтой. На машинах типа X5M, вместо зубчатой передачи устанавливают цепную.

Мощность распределяется по осям в зависимости от силы сжатия фрикционов муфты. Главный рычаг с разжимным механизмом преобразует вращательное движение вала в свое, тем самым сжимая фрикционы.

На заблокированной задней муфте, момент с задней оси сразу передается передним колесам через раздатку. Техническая часть раздаточной коробки зависит от типа кузова. У седанов из-за небольших габаритов используется шестереночный тип, кроссоверы из-за большого пространства в салоне используются цепной привод.

Состав полного привода xDrive:

• передний межколесный редуктор;
• КПП;
• вал привода передней оси;
• раздатка с электронно-управляемой муфтой;
• кардан;
• задний межколесный редуктор.

Конструкция раздатки:

• привод на переднюю ось;
• управляющий кулак серводвигателя;
• промежуточная шестерня;
• ведущая шестерня;
• главный рычаг;
• многодисковая муфта;
• привод задней оси;
• серводвигатель;
• пакет фрикционов;
• ведущая шестерня;
• ведущая шестерня серводвигателя.

Состав раздатки с цепным приводом:

• входной вал;
• главный разжимной рычаг;
• многодисковая муфта;
• выходной вал к задним колесам;
• разжимной механизм;
• управляющий диск серводвигателя;
• плечи рычага;
• цепь;
• выходной вал к передней оси.

С 2006 года появилась система DSC, которая распределяет момент отдельно по задним колесам. Задача системы улучшить поворачиваемость автомобиля. Происходит это за счет двух планетарных передач и многодисковых фрикционных муфт, управляемых электронно.

В работе xDrive также помогают системы активной стабилизации ESP и электронной блокировки, подтормаживающей колеса.

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.

• 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.

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.

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.

Неисправности

Первый знак на проблемы с раздаткой укажет лампочка на приборной панели:

• 4×4;
• ABS;
• Brake.

Индикаторы появляются периодически, после все чаще и чаще, в конце просто постоянно горят. Причин может быть множество, сначала нужно искать проблемы с электрикой, а потом изучать технические неисправности серводвигателя.

Основные технические проблемы связаны именно с серводвигателем, подключаемым передние колеса. Сама раздатка xDrive вполне надежная, проблемы чаще доставляет именно сервопривод. У сервопривода «летит» датчик Холпа или ломается щеточный коллектор. В этом случае машина просто станет постоянно заднеприводной.

Если сломается серводвигатель посередине и раздатка не включена, то ездить на машине нельзя – умрет КПП.

Раздатка живет при своевременной замене масла 100-120 тысяч километров, при чем ее степень износа можно проверить по состоянию масла. Открутите сливную пробку, вылейте чуть-чуть масла на салфетку. При наличии черной стружки или запаха гари нужная замена раздатки.

При свисте задних колес при повороте и дергании на разгоне следует посетить диагностику. Этот симптом то же свидетельствует о проблемах с сервоприводом.

Не забывайте своевременно менять масло в редукторах xDrive, ведь забыв про это вы дождетесь гула редукторов, которые впоследствии придется поменять.

У аккуратных водителей детали живут долго, но сам металл стареет, что ведет к ухудшению состояния шлицов и крестовин кардана, а также к поломке подвесного подшипника заднего кардана.