Система полного привода xdrive

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.

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.

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.

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.

Зачем нужен полный привод?

Система полного привода BMW 5

Изначально полноприводные версии BMW были рассчитаны на определение наиболее приемлемых параметров тяговой силы и способности сохранения первоначального состояния при различных воздействиях, характерных при движении. Только спустя 25 лет сконструированная полноприводная система BMW xDrive смогла воплотить эту миссию в реальность, причем, в масштабе, который не имеет себе подобных во всем мире. Эта интеллектуальная система из-за быстрого реагирования, изменчивости и безошибочности обладает возможностью регулировать усилие в случаях, когда оно преобразуется в динамику движения. Данная технология разрабатывалась таким образом, чтобы по максимуму применить все достоинства распределения усилия среди четырех колес и избавиться или хотя бы уменьшить характерные недостатки.

Полноприводная система BMW xDrive

В укоренившемся понимании полноприводная система нацелена на усовершенствование тяговой силы при езде по проселочным или скользким дорогам. При этом приходится столкнуться с некоторыми изъянами, возникающими вследствие малоэффективного распределения усилий, которые могут выражаться: в неудовлетворительных качествах ходовой части; в ограничении восприимчивости руля к поворотам при езде на больших скоростях; в недостатке комфорта при выполнении различных маневров

Все эти недочеты очень сильно обращают на себя внимание, особенно, если сравнивать с характерной для BMW заднеприводной системой

В процессе создания первого полного привода конструктора компании BMW смогли великолепно соединить достоинства уже успевшего зарекомендовать себя с лучшей стороны заднего привода и полноприводной системы.

Потребность в электронном управлении распределением усилий

Разработанные электронные системы регулирования открыли новые возможности для оптимизирования тяговой силы, динамики и устойчивости в период движения полноприводных автомобилей.

Электронные системы регулирования распределения усилий

В 1991 году была представлена очередная модель BMW 525ix, в которой при диагностировании настоящего состояния электронная система принимала во внимание информацию частоты вращения колес, поступавшие от антиблокировочного механизма, данные о позиции дроссельной заслонки мотора и о состоянии тормозной системы. Распределение приводного момента при обычной езде в соотношении 36% на передний мост и 64% на задний обеспечивалась многодисковой муфтой, регулируемой бесступенчатой и располагающейся в раздаточной коробке

Эта электрогидравлическая муфта во избежание ситуаций с проворачиванием каждого отдельно взятого колеса регулировала силовой поток, возникающий в главной передаче заднего моста. Совмещение с передним мостом происходило за счет устройства отбора мощности. При помощи карданного вала прикреплялся дифференциал заднего моста

Распределение приводного момента при обычной езде в соотношении 36% на передний мост и 64% на задний обеспечивалась многодисковой муфтой, регулируемой бесступенчатой и располагающейся в раздаточной коробке. Эта электрогидравлическая муфта во избежание ситуаций с проворачиванием каждого отдельно взятого колеса регулировала силовой поток, возникающий в главной передаче заднего моста. Совмещение с передним мостом происходило за счет устройства отбора мощности. При помощи карданного вала прикреплялся дифференциал заднего моста.

Блокировка раздаточной коробки осуществлялась электромагнитно, поэтому даже в непростых условиях устойчивость при движении была обеспечена автоматически. Для разгона как на ровном, так и на грунтовом дорожном полотне, из-за регулируемых блокировок тяговой силы было всегда достаточно.

Автомобиль BMW X5 на дороге

В 1999 году в BMW X5 также был введен полный привод, что привело к усовершенствованию распределений усилий за счет электронного управления. Эта модель стала первой в категории спортивных авто SAV (Sports Activity Vehicle), в которой крутящий момент распределялся в следующем соотношении: 38% на передние колеса и 62% на задние.

В глобальном исполнении свободный межосевой дифференциал управлял силовым потоком среди передних и задних колес. Тормозное управляющее воздействие (индивидуальное для каждого колеса) обеспечивало необходимую блокировку для устойчивости во время движения и оптимизирования тяговой силы.

BMW X5 также содержал:

• автоматический тормозной механизм (ADB-X);
• систему динамического контроля курсовой устойчивости (DSC);
• систему ограничения скорости спуска (HDC).

Совокупность всех вышеперечисленных характеристик делала автомобиль пригодным не только для спортивной езды, но для движения по дорожному покрытию, далекому от совершенства.

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.

Еще бывают случаи, когда при резком повороте Икс-Драйв кидает всю мощность на одно колесо, имеющее лучшее сцепление с дорогой. Да, это должно позволить пройти поворот максимально эффективно, но редуктора не выдерживают такой нагрузки.

История появления

Полный привод на баварских автомобилях впервые появился в 80-х годах, а сам xDrive в классическом его понимании появился только в 2003 году. За всего время существовало 4 поколения, а сейчас появились слухи о выпуске пятого поколения.

Все поколения:

• 1 поколение (1985-1990 г);
• 2 поколение (1991-1998 г);
• 3 поколение (1999-2002 г);
• 4 поколение (с 2003 г).

Первое

Первое поколение полного привода появилось на 3-Series e30, которое в обычном состоянии распределяло мощность по осям в соотношении 37:63. Автомобиль по традиции БМВ оставался заднеприводным, но при блокировке межосевого дифференциала и вязкостной муфты момент делился поровну по осям. Блокировка возникает только при пробуксовке, которую нужно устранить и выровнять автомобиль.

Второе

Второе поколения системы полного привода вышло в 1991 году на BMW 5-Series e34. Инженеры поменяли принцип работы, заставив блокироваться межосевой дифференциал через многодисковую муфту, которой отдает сигналы электронный блок управления. Блокировка заднего дифференциала происходила за счет электрогидравлического привода.

В стандартном состоянии xDrive момент делит по осям в пропорции 36:64, но появилась возможность передать одной из осей всю мощность двигателя. Система анализирует колесные датчики скорости, обороты двигателя и силу нажатия на педаль тормоза, после чего распределяет момент для лучшей эффективности.

Покупателями новая система была тепло воспринята, отзывы прекрасные. Плюс она увеличила общие продажи компании.

Третье

В 1999 году появилось первое поколение BMW X5, на которой дебютировала система полного привода xDrive в ее классическом современном понимании. В обычном состоянии момент распределяется в соотношении 38:62. Возможность отдать одной из осей всю мощность сохранилась. Теперь дифференциалы свободные, блокировки имитируются за счет связи системы с тормозами. За счет подтормаживания разных колес создается впечатление блокировки. Система дополнена курсовой стабилизации ESP.

Система позволила кроссоверу показывать неплохие результаты на легком бездорожье, при этом оставить его таким же устойчивым на асфальте.

Четвертое

На данный момент последнее поколение баварского полного привода. Здесь еще больше электроники, контролирующей все происходящее с колесами и автомобилем. Электронные блокировки межосевого дифференциала работают через многодисковую муфту.

Блокируется ось электронно, плюс механизм сотрудничает с системой контроля динамической стабилизации (DSC). В стандартном состоянии момент распределен по осям в соотношении 40:60, система может отдать одной из осей до 100%. Четвертое поколение несколько раз модернизировалось и сейчас момент распределяется уже по колесам в зависимости от лучшего сцепления.

BMW 5-й серии с xDrive.

BMW 5-й серии продолжает развивать свое технологическое превосходство: на BMW 525xi и 530xi «умная» система полногопривода BMW xDrive наряду с великолепной тягой обеспечит новый уровень динамичности, безопасности и маневренности в сегменте полноприводных автомобилей. Модели с xDrive предлагаются в кузовных вариантах седан и универсал.

Помимо спортивности и комфорта, вместимости и функциональности 5-я серия c xDrive обладает теперь превосходной уверенной тягой, удовлетворяющей самым высоким требованиям. Благодаря возможностям системы xDrive водитель при необходимости может использовать преимущества четырех ведущих колес, причем в остальное время ему не приходится мириться с недостатками, присущими многим системам полного привода. Ведь при повседневной эксплуатации новые модели 5-й серии с системой xDrive демонстрируют маневренность и динамичность, аналогичную заднеприводным моделям. Тем самым устанавливается новый стандарт в сегменте полноприводных автомобилей.

За исключением необходимой адаптации к полному приводу ходовая часть автомобилей BMW 5-й серии с системой xDrive соответствует заднеприводным моделям. Модели с системой xDrive в базовой комплектации вместо 16-дюймовых легкосплавных колес заднеприводной версии оснащаются 17-дюймовыми колесами с шинами размерности 225/50. Принцип действия системы xDrive на моделях 5-й серии соответствует принципу полного привода автомобилей BMW X3 и X5, технические средства и программное обеспечение, разумеется, адаптированы в соответствии со специфическими требованиями 5-й серии.

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. “

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.

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.

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.