Варианты 4WD — полный привод бмв

История полного привода BMW начинается в 1985 (по другим данным — 1988) году с настоящего постоянного дифференциального 4WD. Однако, сегодня 4WD BMW представлено только системой 4WD on-demand с фирменным наименованием xDrive, под которым скрывается несколько конструктивных вариантов с одним принципом действия, но различным функционалом.

Важно, что xDrive ни при каких обстоятельствах не является «постоянным 4WD» и принципиально не может претендовать на это название по причине отсутствия межосевого дифференциала. Попытка обсуждать эту тему с фанатами марки почти всегда ведет к их неадекватному поведению и куче некорректных (местами и прямо лживых) маркетинговых штампов BMW. Постоянным (full-time) можно называть только дифференциальный 4WD, который BMW не производит с 2006 года и который встречался на крайне небольшом количестве моделей:

  • 3-series E30 325iX 1985-1992
  • 3-series E46 X models 1998-2006
  • 5-series E34 525iX 1991-1996
  • X5 1999-2004

«Любимое» бла-бла от BMW — штамп «xDrive срабатывает быстрее, чем обычный постоянный (!) 4WD». Как может подключаемая муфта сработать быстрее механически постоянно включённого привода — вопрос к фанатам и маркетологам BMW.

Варианты 4WD BMW

На Руси часто встречается тезис о том, что история xDrive берет начало с того самого 1988 (1985) года, что существует 4 поколения системы xDrive и другой тому подобный бред. На самом деле, официальная история BMW хоть и включает в себя «эволюцию xDrive», намекая на некую преемственность (де-факто её нет), четко фиксирует два факта:

  1. система xDrive была впервые применена в 2003 году на новом BMW X3 и обновленной BMW 3 серии (E46);
  2. система xDrive конструктивно и принципиально не является потомком более ранних систем и представляет собой «абсолютно новую систему», «революционный поворот», «единственную до сегодняшнего дня интеллектуальную систему 4WD» и прочее бла-бла-бла.

Поэтому перечислим варианты 4WD BMW, считая xDrive просто одним из этих вариантов. Отметим, что BMW всегда исповедовала заднеприводную идеологию. И лишь раллийные и коммерческие успехи Audi Quattro в начале 80-х сподвигли инженеров BMW на разработку собственной полноприводной трансмиссии.

3-series E30 325iX 1985-1992

Дебют 4WD от BMW. Трансмиссия была разработана в содружестве с фирмой FFD в соответствии с «формулой Фергюсона» (центральный дифференциал с «мягкой», толерантной блокировкой, она же «свободные дифференциалы должны самостоятельно блокироваться при необходимости, а полный привод — быть средством повышения устойчивости и управляемости»). Серия включала кузова купе, седан и универсал.

 

 

Постоянный полный привод:

  • Несимметричный (37/63, по други данным 38/62 перед/зад) центральный дифференциал планетарного типа. Блокировка вискомуфтой (до 90% тяги на любую ось).
  • Передний дифференциал открытый.
  • Задний дифференциал блокируется вискомуфтой.

Модель базово заднеприводная — дифференциал заднего моста присоединен непосредственно с помощью карданного вала. Привод на переднюю ось с помощью механизма отбора мощности посредством зубчатой цепи и ведущего к дифференциалу вала. Дифференциалы с вискомуфтами отличались меньшей выносливостью, нежели червячный Torsen на Audi.

5-series E34 525iX 1991-1996

Постоянный полный привод с несимметричным межосевым дифференциалом (36/64). Электронная система блокировки дифференциалов на основе информации о проскальзывании колёс с датчиков ABS, положения дроссельной заслонки двигателя и состояния тормозов.

Серия включала кузова седан и универсал.

 

Первое поколение, апрель 1991 — сентябрь 1993: управление отдельным блоком ESD — BMW 33 19 1139133 (SIEMENS 5WK3 230).

  • Полусухое электромагнитное сцепление для блокировки центрального дифференциала.
  • Передний дифференциал свободный.
  • Электрогидравлическое мокрое сцепление (муфта) для блокировки заднего дифференциала.

Второе поколение, октябрь 1993 и до снятия модели с производства: управление блоком ABS/ASC+T (центр) и имитация блокировки заднего дифференциала (ABD) через подтормаживание проскальзывающего заднего колеса и ограничение оборотов двигателя.

  • Полусухое электромагнитное сцепление для блокировки центрального дифференциала.
  • Передний и задний дифференциалы — свободные.

Модель базово заднеприводная — дифференциал заднего моста присоединен непосредственно с помощью карданного вала. Привод на переднюю ось с помощью механизма отбора мощности посредством зубчатой цепи и ведущего к дифференциалу вала.

Полусухое электромагнитное сцепление располагается в раздаточной коробке и представляет собой многодисковую электромагнитную муфту.

Обе муфты (электромагнитная и электрогидравлическая) обеспечивали бесступенчатую блокировку от 0 до 100% за доли секунды.

 

3-series E46 X models 1998-2006

Постоянный несимметричный (38/62) 4WD со свободными дифференциалами. Имитация блокировки дифференциалов за счет электронной противопробуксовочной системы ADB-X (Automatic Differential Brake).

Серия включала кузова седан и универсал.

 

X5 1999-2004

Постоянный несимметричный (32/68) 4WD со свободными дифференциалами (межосевой — планетарный). Имитация блокировки дифференциалов за счет электронной противопробуксовочной системы ADB-X (Automatic Differential Brake). Система контроля скорости при крутом спуске (HDC).

 

xDrive

Применяется в настоящее время на всей гамме автомобилей BMW с несколькими вариациями:

  • 1 серия (2012-)
  • 2 серия (2015-)
  • 3 серия E90 X models (2000-)
  • 4 серия (2014-)
  • 5 серия E60/E61 (2004-)
  • 6 серия (2012-)
  • 7 серия (2010-)
  • отдельно — автомобили с двигателями V8: BMW 750i xDrive (F01, 2010), 550i Gran Turismo xDrive (F07, 2010), BMW 550i xDrive (F10, 2011)
  • X1 (2009-2015 для базово-заднеприводной версии и 2015- для базово-переднеприводной версии)
  • X3 (2003-)
  • X4 (2014-)
  • X5 (2004-)
  • X6 (2008-)
  • M серия — X5 M и X6 M (2010-)

Система xDrive не имеет межосевого дифференциала и потому никак не может называться «постоянным» 4WD. Одна ось (задняя, на BMW X1 с 2015 года — передняя) подключена постоянно, другая подключается через электронно-управляемую многодисковую муфту (привод пакета фрикционов — рычажный от электрического серводвигателя). По команде электроники муфта может за 0,1 секунды (по другим данным — за 0,08 секунды) изменять степень блокировки от 50/50 тягового усилия (полностью замкнута) до 0/100 (полностью разомкнута), передавая до 1500 Нм крутящего момента. Для сравнения: задержка между нажатием на педаль газа и откликом мотора составляет 0,2 секунды, т.е. xDrive опережает в своей работе реакцию двигателя. Передача момента осуществляется с помощью карданного вала с цепным приводом (на «паркетных» моделя серий X) или зубчатой передачи (на обычных полноприводных моделях).

Наиболее дорогие модели оснащены дополнительными повышающими («подруливающими») передачами в приводе задних колес (система DPC), аналогично Honda SH-AWD или Nissan Juke.

Ключевое отличие системы xDrive от более ранних версий 4WD BMW — намного более высокая устойчивость к ошибкам пилотирования при худшей адекватности за счет полностью электронного управления передачей момента. С другой стороны, xDrive технически намного проще, надежней, «умнее», а менять параметры в программном обеспечении намного дешевле и быстрее, чем настраивать настоящие дифференциалы.

Система xDrive работает в комплексе с другими системами автомобиля и изменяет степень блокировки муфты на основе их данных:

  • ICM (система интегрального управления ходовой частью) как система верхнего уровня синхронизирует работу xDrive и других систем.
  • DSC (Dynamic Stability Control — система динамической стабилизации). Если у автомобиля появляются признаки недостаточной поворачиваемости (снос передних колёс к внешней стороне поворота), муфта размыкается и тяга перебрасывается на задний мост. При избыточной поворачиваемости (занос), муфта замыкается полностью, распределяя тягу между мостами поровну и тем самым способствуя выравниванию машины. Если эффект недостаточен, система DSC выборочно подтормаживает пробуксовывающие колёса. Это позволяет открытым осевым дифференциалам автоматически перераспределять момент на незаторможенные колеса и помогает выравнять машину при заносе или сносе в повороте. Типовая ситуация — притормаживание при начале сноса передней оси ближайшего к центру поворота заднего колеса, компенсируя потерю тяги её перераспределением.
  • Также связь между xDrive и DSC дополнительно обеспечивает функцию поперечной блокировки. Если какое-либо колесо прокручивается без передачи усилия, оно электронно тормозится системой DSC.
  • Система динамического контроля курсовой устойчивости (DSC) с помощью ICM также связана с системой активного рулевого управления AFS, что позволяет системе AFS стабилизировать автомобиль при торможении с различными коэффициентами трения на разных колесах (торможение μ-Split).
  • Также происходит взаимодействие с системами контроля тяги DTC и помощи при спуске HDC.

В целом xDrive использует в своей работе данные системы управления двигателем, положение педали газа, угол поворота рулевого колеса, частоты вращения колёс (и скорость автомобиля, соответственно), угловое и поперечное ускорение автомобиля. Все это позволяет системе xDrive управлять муфтой превентивно (аналогично системе All-Mode 4×4-i компании Nissan), а не по факту проскальзывания привода.

Отдельно стоит описать систему DPC (Dynamic Performance Control), которая позволяет перераспределять момент между задними колесами, реализуя эффект «подруливания» (даже при сбросе газа и на холостом ходу).

Технически DPC представляет собой два совмещенных устройства, расположенных в главной передаче заднего моста и состоящие из планетарной передачи с тремя сателлитами, многодискового тормоза с приводом от электродвигателя, а также шариковой рампы. Система DPC обеспечивает разность приводных моментов между задними колёсами до 1800 Нм.

Эффект подруливания DPC позволяет улучшить чувствительность к повороту рулевого колеса и боковую устойчивость автомобиля. При движении в поворотах момент в ещё устойчивом режиме движения большей частью направлен на задний мост, чтобы повысить маневренность автомобиля и препятствовать недостаточной поворачиваемости.

  • Если намечается излишняя поворачиваемость, xDrive увеличивает момент на передней оси, а DPC снижает момент на внешнем по отношению к повороту заднем колесе (отбирает момент от сильно нагруженного в результате действия центробежной силы внешнего заднего колеса и перенаправляет его на внутреннее заднее колесо).
  • Если намечается недостаточная поворачиваемость, xDrive снижает момент на внешнем переднем колесе, а DPC одновременно обеспечивает смещение приводного момента к дальнему от центра поворота заднему колесу.

 

 

Общая логика работы xDrive

  • При трогании с места в нормальных условиях многодисковая муфта замкнута (распределение момента 50/50) до тех пор, пока скорость не достигнет примерно 20 км/ч. Это обеспечивает максимальную тягу при трогании.
  • Выше 20 км/ч xDrive распределяет крутящий момент между задними и передними колесами в переменном отношении в зависимости от условий движения и состояния дорожного покрытия (определяется по совокупности показаний датчиков продольных и поперечных ускорений, скорости движения и угла поворота руля). Среднее распределение момента под тягой поддерживается в соотношении 40/60, в том числе за счет проскальзывания муфты с соответствующим тепловыделением. Но т.к. xDrive не имеет дифференциала, это распределение не постоянно и все время изменяется от 50/50 до 0/100.
  • Езда с избыточной поворачиваемостью (занос задней оси) — xDrive сильнее замыкает многодисковую муфту и направляет больше крутящего момента к передним колесам, делая характер автомобиля более «полноприводным». Передача боковых сил задними колесами восстанавливается, и автомобиль стабилизируется. В сочетании с DSC система распознает тенденцию к избыточной поворачиваемости на очень ранней стадии и вмешивается прежде, чем водитель успеет что-либо заметить. Если переменного распределения крутящего момента недостаточно для предотвращения угрозы заноса, вмешивается система DSC, выборочно притормаживая колеса и/или снижая подачу топлива.
  • При сносе (скольжении передней оси) xDrive уменьшает момент на передней оси, вплоть до ее полного отключения, делая автомобиль более заднеприводным. При необходимости также включается в работу система DSC.
  • При езде по скользким покрытиям муфта блокируется, что предотвращает пробуксовку колёс. При необходимости также подключается система DSC.
  • При движении с большими углами поворота руля и на малом газу («парковочные» режимы) муфта размыкается полностью, что исключает паразитные напряжения в трансмиссии и влияние на рулевое управление.
  • На скоростях свыше 180 км/ч муфта всегда разомкнута, автомобиль строго заднеприводный.

Подобная логика вызывает замечания от водителей, т.к. xDrive не может, например, при парковке забраться на обледенелый поребрик (т.к. в парковочном режиме муфта разомкнута). Или, например:

  • xDrive позволяет проскальзывать задним колесам, бросая заднюю ось в занос, и только потом подключается передняя ось. Машину начинает заносить, первая реакция это сбросить газ (как положено при заднем приводе), а на самом деле получается нужно еще больше нажать с мыслью, что сейчас случится чудо и перед вытянет зад. И еще при заносе положено руль поворачивать в сторону заноса, а при подключении переднего привода, машину резко срывает в ту же сторону передними колесами. Я немного разочарован поведением машины на скользкой дороге.
  • Я в недавний снегопад решил тронутся в пол на пустой шировкой дороге и зад кинуло очень даже сильно в сторону, был бы в потоке, задел соседнюю машину. Так что получается xDrive хорош для треков и красиво отснятых клипов, а в городском движении нужно учитывать, что привод задний и это самое обидное.

Что характерно, дорестайлинговый X5 с постоянным 4WD подобных проблем не имеет:

…гребет уверенно постоянно 4-мя колесами. при пробуксовках/заносах включается DSC и притормаживает нужное(ые) колесо(а).

Логика работы также подразумевает при «потере» машины возможность задействовать систему стабилизации резким ударом по педали тормоза. Даже если система стабилизации DSC отключена, это будет для нее сигналом к началу действия — она на короткое время «проснется» и поможет стабилизировать машину. Подобным же образом настроена, например, система EBD на праворульных «Галантах» Mitsubishi 1996-2003.

Режим DTC, Dynamic Traction Control (есть не на всех версиях) — некая «промежуточная» стадия между включенной и отключенной системой DSC. Достаточно короткого нажатия на кнопку DSC — и автомобиль позволит немного поскользить, выставить небольшой угол заноса, побуксовать всеми четырьмя колесами. По мере перехода ситуации к действительно опасному сложному заносу DSC мягко вмешается и выправит автомобиль.

Устройство xDrive

Раздаточная коробка xDrive разработана совместно с австрийской фирмой Magna Steyr и рассчитана на двигатели с крутящим моментом до 650 Нм. Момент на передний мост отбирается пакетом фрикционов, степень сжатия которых плавно меняется в диапазоне 0—100% с помощью рычажного механизма, приводимого электрическим сервомотором. Смазкой служит специальное синтетическое масло Shell со сроком службы в 190 тыс.км.

Ниже приведен вариант с шестеренчатой передачей («обычные» модели).

Для сравнения — xDrive с цепным приводом («паркетные» модели):

 

 

Материал взят с сайта: http://carguts.ru/