Sådan fungerer xdrive firehjulstræk. xDrive firehjulstræk: fire-generations algoritme

xDrive-firehjulstræksystemet er en udvikling af BMW-koncernen og hører til permanente firehjulstræksystemer. Systemet giver trinløst variabel, kontinuerlig og variabel drejningsmomentfordeling mellem front og bagaksel afhængig af køreforholdene. I øjeblikket er xDrive-systemet installeret på sports-SUV'er ( SAV, Sports Activity Vehicle) X1, X3, X5, X6 og personbiler 3., 5. og 7. serie.

Historien om udviklingen af ​​firehjulstræk fra BMW omfatter fire generationer:

Generation	Egenskab
1. generation, Siden 1985	fordeling af drejningsmoment mellem akslerne under normal bevægelse i forholdet 37:63 (37% på forakslen, 63% på bagakslen), låsning af centerdifferentialet, bageste tværakseldifferentiale ved hjælp af en viskøs kobling (viskos kobling)
2. generation, Siden 1991	fordeling af drejningsmoment mellem akslerne ved normal bevægelse i forholdet 36:64, spærring af centerdifferentialet ved hjælp af en flerskivekobling med elektromagnetisk styring, spærring af det bagerste tværakseldifferentiale ved hjælp af en flerpladekobling med elektrohydraulisk kontrol, evnen til at omfordele drejningsmoment mellem aksler (hjul) fra 0 op til 100 %
3. generation, Siden 1999	drejningsmomentfordeling mellem akslerne under normal bevægelse i forholdet 38:62, fri type center- og tværakseldifferentialer, elektronisk spærring af tværakseldifferentialer, interaktion med det dynamiske stabilitetskontrolsystem
4 generation, Siden 2003	fordeling af drejningsmoment mellem akslerne under normal bevægelse i forholdet 40:60, funktionen af ​​centerdifferentialet udføres af en multi-skive friktionskobling Med elektronisk styret, evnen til at omfordele drejningsmoment mellem aksler fra 0 til 100 %, elektronisk spærring af tværakseldifferentialer, interaktion med det dynamiske stabilitetskontrolsystem

xDrive firehjulstræksystemet er baseret på BMWs traditionelle baghjulstræk transmissionssystem. Fordelingen af ​​drejningsmoment mellem akslerne udføres vha overførselssag, som er et forakseldrevet gear drevet af en friktionskobling. Transmissionen af ​​sportsbrugskøretøjer bruger et kædetræk i stedet for et geardrev.

xDrive-systemet er integreret med DSC (Dynamic Stability Control). Ud over den elektroniske differentialespærre integrerer DSC-systemet DTC (Dynamic Traction Control) traction control system, HDC (Hill Descent Control) nedstigningskontrolsystem mv.

Samspillet mellem xDrive- og DSC-systemerne udføres ved hjælp af et integreret styresystem chassis ICM (Integrated Chassis Management). ICM-systemet giver også links til AFS-systemet (Active Front Steering).

Hvordan systemet fungerer

Ved driften af ​​xDrive-firehjulstræksystemet kan der skelnes mellem flere karakteristiske tilstande, bestemt afritmen:

• flytter væk;
• sving med overstyring;
• sving med understyring;
• bevægelse på glat overflade;
• parkering.

Ved start under normale forhold er friktionskoblingen lukket, drejningsmomentet fordeles mellem akslerne i forholdet 40:60, hvilket opnår maksimal trækkraft under acceleration. Når man når en hastighed på 20 km/t, udføres fordelingen af ​​drejningsmomentet mellem akslerne afhængigt af vejforholdene.

Ved kurvekørsel med overstyring (bagakslen skrider til ydersiden af ​​hjørnet), lukker friktionskoblingen med større kraft, og mere moment ledes til forakslen. Om nødvendigt aktiveres DSC-systemet, hvilket stabiliserer køretøjets bevægelse ved at bremse hjulene.

Ved kurvekørsel med understyring (forakslen driver til ydersiden af ​​hjørnet), åbner friktionskoblingen, og op til 100 % af drejningsmomentet sendes til bagakslen. Om nødvendigt aktiveres DSC-systemet.

Ved kørsel på glatte overflader (is, sne, vand) forhindres glidning af individuelle hjul ved at låse friktionskoblingen og om nødvendigt elektronisk inter-wheel-låsning af DSC-systemet.

Under parkering udløses friktionskoblingen helt, bilen bliver baghjulstræk, hvorved belastningen på transmission og styretøj reduceres.

Moderne BMW'er købte firehjulstræk tilbage i 1985. Dette var længe før fremkomsten af ​​crossovers, så bayerne udstyrede valgfrit kun 3. og 5. serie med en sådan transmission, som modtog et ekstra bogstav x i indekset. En transferkasse med et centerdifferentiale var fastgjort til gearkassen, hvorfra drev gik til for- og bagaksler. I systemerne i de første to generationer (1985 og 1991) blokerede koblinger af forskellige designs for center- og bagakseldifferentialerne.

Kom på markedet i 1999 BMW crossover X5 udstyret med tredje generations firehjulstræk transmission. Dens grundlæggende forskelle: alle koblinger er blevet elimineret, differentialespærring mellem hjul efterlignes af bremsemekanismer under elektronisk kontrol, center differentiale og helt gratis.

Og i 2003 kompakt crossover X3 introducerede xDrive, som efterfølgende blev vedtaget på alle firehjulstrukne BMW'er. Systemet har allerede gennemgået adskillige moderniseringer, men dets grundlag og driftsprincip forbliver det samme.

GRUNDLÆGGENDE GRUNDLÆGGENDE

Med alle innovationerne har den nuværende xDrive bevaret den grundlæggende arkitektur fra sine forgængere. En elektronisk styret friktionskobling, som i det væsentlige erstattede centerdifferentialet og dets låsning, hjælper med at fordele drejningsmomentet mellem akslerne mere effektivt. Derudover i arsenalet " X-Drive"der er en arvet fra den første X5 elektronisk system, der simulerer tværaksel differentialespærring (ADB-X): den griber bremsemekanismer glidende hjul, hvilket gør det muligt at realisere mere drejningsmoment på den anden.

Omfordelingen af ​​drejningsmomentet mellem akslerne afhænger af koblingskoblingernes kompressionskraft: efter elektronikkens kommando komprimeres eller divergerer de afhængigt af situationen. Kompressionen af ​​koblingerne styres af en servomotor. Trickhåndtaget (vist i diagrammet nedenfor, position 2) konverterer rotationsbevægelse elmotorakslen ind i sin aksiale bevægelse, som presser eller slipper koblingerne.

Når koblingen låser, fjernes en del af drejningsmomentet fra bagakslen og overføres fremad - gennem en overførselskasse med kæde eller gear. Forskellene i design skyldes indretningen af ​​den centrale tunnel. I crossovers er der mere plads, så de bruger en enhed med kæde, og i personbiler bruger de en mere kompakt version med gear.

BMW er uoprigtig, når den kalder xDrive transmissionen permanent firehjulstræk. I normale tilstande fordeles momentet i forholdet 40:60 til fordel for bagakslen. I dette tilfælde er koblingen næsten helt fastspændt (med fuldstændig blokering sikres en stiv forbindelse mellem akserne, momentet er delt ligeligt). Hvis koblingen er løs, går alt drejningsmomentet til bagakslen. Det vil sige, at vi faktisk har en konstant bagdrev med automatisk tilsluttet foraksel.

Her er endnu et reklamestunt. Producenten hævder, at koblingen kan overføre op til 100% af fremdriften. Dette vil ske, hvis baghjulene, med koblingen helt låst (begge aksler er stift forbundet), hænger i luften eller befinder sig på absolut glat is, og der er tør asfalt under de forreste. Så er det virkelig muligt at realisere 100% af momentet på forakslen, for baghjulene har ingen trækkraft, det vil sige at momentet på dem er nul. Men der er ingen magi i dette - fysikkens love styrer showet, og ikke det unikke design af koblingen. Ethvert hårdt låsende differentiale kan klare denne opgave. Derudover er den beskrevne situation urealistisk under normale forhold: også selvom baghjulene er på spejlis, grebet af dækkene med belægningen, selvom det er meget ubetydeligt, vil stadig være der, og med det vil en lille del af det overførte drejningsmoment vises. Derfor vil xDrive ikke kunne overføre 100% til forakslen.

Og alligevel er xDrive virkelig effektiv og samtidig strukturelt enkel. Den er perfekt suppleret af det elektroniske stabilitetskontrolsystem DSC, som giver dig mulighed for at realisere alle fordelene ved firehjulstræk: det forbedrer dynamik og kontrollerbarhed, samtidig med at det tager vare på sikkerheden og ikke på nogen måde krænker førerens ambitioner.

PLANLAGT MODERNISERING

Med fremkomsten af ​​anden generation af X5 crossover i 2006 blev xDrive også lidt opdateret. Vi begrænsede os til at forfine styreelektronikken, hvilket giver stabilitetskontrolsystemet endnu større rettigheder.

Det kom til konstruktive ændringer to år senere. På X6-modellen blev en aktiv bageste differentiale med elektronisk kontrol DPC (Dynamic Performance Control) introduceret i X-Drive-ordningen. Den er i stand til at omfordele drejningsmomentet mellem baghjulene - dette eliminerer bilen fra understyring og gør det nemt at svinge. højere hastighed, forbliver på den bane, der er angivet af chaufføren.

DPC'en har trinløs låsning, op til 100%. Strukturelt realiseres dette ved at tilføje to planetgear og par af flerpladefriktionskoblinger styret af elektriske drev. Mitsubishi var den første til at demonstrere en sådan ordning. Lancer Evolution VII. Hos BMW er den kun tilgængelig på X5 og X6 crossovers. Til yngre modeller blev der tilføjet en forenklet elektronisk analog, Performance Control, som ekstraudstyr. Denne funktion er indbygget i stabilitetskontrolsystemet: når den drejer, bremser den indvendigt baghjul at tilføje øjeblik på ydersiden.

Fraværet af andre ændringer i xDrive-transmissionsdesignet taler for systemets pålidelighed. BMW-repræsentanter hævder, at det i hele sin eksistens ikke har forårsaget nogen alvorlige problemer. Ifølge statistikker, uden at tælle drevenes olietætninger og støvknapper, svigter koblingskontrolservomotoren oftest. Men det sker nærmere 300.000 km, og kun hver tredje eller endda fjerde ejer ruller så meget. Derudover forenkler placeringen af ​​enheden uden for overførselshuset udskiftningsproceduren, og prisen på motoren er lav.

FJERGJUBILEUM

BMW besluttede at fejre 15-årsdagen for sin crossover-serie høj kilometertal på Montenegros vinterveje. Ruten omfattede ikke offroad-veje, men var fyldt med bjergserpentiner. Faktisk, under sådanne forhold, burde xDrive-systemets muligheder afsløres i al deres herlighed.

Foran mig er hele serien af ​​crossovers, bortset fra den yngre X1. Bilerne er skoet med pigfri vinterdæk. Temperaturforskellen mellem de flade og bjergrige dele af ruten varierer fra en lille minus til +15 ºС.

De eneste begrænsninger for hastigheden af ​​at køre langs serpentiner var sund fornuft og instinktet for selvbevarelse. Ikke alle steder giver vejbredden dig mulighed for frit at passere modkørende biler, og de fleste sving er blinde.

Jeg skal være ærlig: At køre i lang tid på grænsen af ​​dækgreb var skræmmende og fysisk svært. Men under disse forhold gjorde xDrive mig aldrig nervøs og nogle gange positivt overrasket. De ældre brødre X5 og X6 med en aktiv bageste differentiale muntert skruet ind i tappene. I sportstilstand tillod stabiliseringssystemet os at lege lidt og med mere gas forlade hårnålene sidelæns. Og i sjældne løb og åbne sving lænede de ældre X'ere sig mere selvsikkert på deres ydre hjul, efterhånden som hastigheden steg, som om svinget var ved at blive til et profileret.

De mere tilbageholdende X3 og X4 fremkaldte mindre aktiv kørsel. Men X3 var stadig i stand til at behage i en potentielt farlig situation.

Inden det længe ventede åbne sving var asfalten i bremsezonen dækket af frost. Bremsepedalen vibrerede desperat, og hastigheden faldt alarmerende langsomt. Men nødforanstaltninger der var ingen grund til at foretage sig noget: X3 klarede svinget med masser af reserve uden at miste stabiliteten. Nå, tak xDrive!

Betaling for frihed

Den frie (åbne) symmetriske differentiale har en alvorlig ulempe. Den deler altid momentet ligeligt. Når det ene hjul mister trækkraften, stopper det andet. For eksempel: Hvis vi kun hænger et hjul på en firehjulstrukket bil med tre frie differentialer i transmissionen, vil det dreje hjælpeløst, og bilen vil ikke bevæge sig. Og for at bilen kan bevæge sig, bruges forskellige differentialespærrer til at overføre en del af drejningsmomentet til hjulet (eller hjulene) med bedre greb: disse er selvlåsende differentialer, forskellige koblinger eller deres elektroniske simulatorer, som arbejder under kontrol af stabilitetskontrolsystemet.

Den tyske koncern BMW har udviklet sin egen komplet permanent kørsel xdrive går tilbage til forrige århundrede, men systemet bliver konstant forbedret og er stadig installeret på mange af koncernens modeller den dag i dag. For at optimere køretøjsstyringen så effektivt som muligt og samtidig holde alle indikatorer under kontrol, er dette system betroet. I dag er xDrive-firehjulstræksystemet installeret på den nye generation af BMW SUV'er:

• Sportsaktivitetskøretøj x 6.

Derudover er systemer af denne udvikling også installeret på passagermodeller BMW, til 3., 5. og 7. serie. Systemet har bevist sig godt i løbet af de femogtyve år, det har eksisteret, og derfor planlægger virksomheden ikke at opgive dets brug.

Systemets vigtigste egenskaber

Det intelligente xdrive firehjulstræk system styrer virkningen af ​​alle kræfter i bilen, både dem, der virker på den udefra og dens egne. Drivkraft og dynamik fordeles på en helt ny måde takket være denne udviklings handling. For at gøre det klart, hvad vi taler om, bør nogle karakteristika ved systemet gives:

• Det giver variabel drejningsmomentfordeling af trinløs karakter. Takket være dette fordeles momentet jævnt mellem bag- og forhjulene, hvilket øger deres hastighed mange gange;
• Systemet genkender på intelligent vis ændringer i situationen og omfordeler om nødvendigt utrolig hurtigt drejningsmomentet;
• xDrive leverer utrolig responsivt styretøj, så føreren ikke behøver at gøre nogen indsats, når han kører bilen;
• Systemet måler og regulerer bremsning meget nøjagtigt, hvilket gør driften af ​​virksomhedens køretøjer endnu mere sikker;
• Systemet omfatter elastiske støddæmpere og elementer, der takket være deres følsomhed optimerer og kontrollerer vertikale og langsgående dynamiske kraftmomenter;
• Systemet giver en utrolig stabilitet og dynamisk bevægelse på enhver vejbelægning.

Ud fra disse egenskaber er det tydeligt, at BMW har gjort alt for at gøre kørsel i en firehjulstrækker helt sikker og behagelig for føreren. En bil udstyret med xDrive-systemet har enorm kraft, men viser samtidig utrolig intelligent lydighed over for kontrol. Mange års arbejde og konstant forbedring af teknologien, bekymringen har opnået, at en bil udstyret med et xDrive-system har opnået en utrolig variation og nøjagtighed af respons på kontrolinput. Systemet transformerer drivkræfter under alle forhold, tilpasser dem optimalt til situationen og forbedrer effektivt køredynamikken.

Hvis vi taler med enkle ord, xDrive-systemet tilpasser sig intelligent firehjulstrækker efter chaufførens behov.

Firehjulstræk

Biler fra mange producenter er udstyret med firehjulstræk, men kun BMW har xDrive-systemet. Traditionelt er firehjulstræk primært rettet mod at minimere generne forårsaget af vejbelægninger, ujævne overflader, jord eller is. Men hvis kræfterne fordeles ujævnt eller ineffektivt over akslerne, vil firehjulstræk ikke give køreglæde. Karakteristika ved en sådan ineffektiv distribution vil være følgende ulemper kontroller:

• Følsomheden over for ratdrejninger er begrænset;
• Bliv utilstrækkelig kørekvalitet;
• Den retlinede bevægelse bliver ustabil;
• Komforten går tabt ved manøvrering.

Men i BMW bekymring spørgsmålet om at skabe en ny generation af firehjulstræk blev grebet helt anderledes an. Producenterne tog udgangspunkt i det gennemprøvede og gennemprøvede baghjulstræk fra koncernens biler. Efter at have optimeret og forbedret dens egenskaber blev de fordelt på alle fire hjul.

Og nu er et kvart århundrede afsluttet BMW kørsel viser utrolig dynamik og fuldstændig sikkerhed på veje rundt om i verden.

Hvad sikrer systemets effektivitet

Som nævnt ovenfor er grundprincippet i xDrive-systemet at fordele drejningsmomentet jævnt på begge køretøjsaksler. En sådan effektiv og nøjagtig fordeling er muliggjort ved hjælp af en transferkasse, den har form af et geardrev til forakseldrevet. Kassen styres, når friktionskoblingen virker. Hvis xDrive-systemet er installeret på sports SUV BMW, så i transmissionen udskiftes gear type transmission med en kæde type.

Derudover øger de systemeffektiviteten markant og yderligere muligheder, som introduceres i transmissionen sammen med den:

• Dynamisk kursus kontrol kontrolsystem;
• Elektronisk drejningsmomentlås;
• Traction kontrolsystem;
• Descent assist system;
• Integreret chassis kontrolsystem;
• Aktivt styresystem;
• Grundlæggende principper for systemdrift.

Intelligent BMW system har sine egne karakteristiske tilstande, som bestemmes af en friktionskobling:

• Jævn start;
• Overvinde sving med overdreven drejeevne;
• Forhandling af sving med understyring;
• Bevægelse på glatte overflader;
• Optimeret parkering.

Når bilen starter under normale forhold og gode vejforhold, har friktionskoblingen en lukket form og momentet har i dette tilfælde en 40:60 fordeling langs akserne, hvilket fører til den mest effektive trækkraft under acceleration. Efter at bilen har opnået en hastighed på 20 km/t, omfordeles drejningsmomentet afhængigt af vejoverfladen og kontrolmomenter.

Passerer vendepunkter

Under overstyring af kurvemanøvrer, bagakslen BMW bil kan skride til ydersiden af ​​svinget. For at undgå dette lukker friktionskoblingen med større kraft, mens forakslen optager momentet. Hvis bilen tager et meget skarpt sving, en vinkel der ikke er standard nok, så kommer det dynamiske styresystem til undsætning og stabiliserer bevægelsen ved at bremse hjulene en smule.

Hvis bilen går igennem et sving med understyring, når forakslen kan skride til ydersiden af ​​svinget, åbner friktionskoblingen. I denne situation fordeles hundrede procent af drejningsmomentet til bagakslen. Hvis der er ikke-standard situation, så kommer bevægelsesstabiliseringssystemet i spil.

Når en bil kører gennem et hjørne med usædvanlig understyring, skrider bilens foraksel ud mod ydersiden af ​​hjørnet. I dette tilfælde åbner friktionskoblingen, og 100 % af drejningsmomentet fordeles til bagakslen. Hvis bilen ikke nivellerer, kommer stabilitetskontrolsystemet i spil.

Når en bil bevæger sig på en glat vejoverflade dækket af vand, mennesker eller sne, kan enkelte hjul glide, og bilen skrider ud. For at forhindre dette i at ske, er friktionskoblingen blokeret, og hvis situationen ikke når stabilitet, så kommer en hjælpesysteminstallation med dynamisk retningsstabilitet i spil.

Parkering af et køretøj udstyret med xDrive-systemkonceptet kræver, at friktionskoblingen er helt udløst. I dette tilfælde skifter bilen fuldstændigt til en baghjulstræktilstand og reducerer derved effektivt transmissionsbelastninger under styring. Rimelig og intelligent indgriben af ​​assistentsystemer under kørsel af køretøjet skaber optimalt behagelige forhold kørsel og øger køresikkerheden mange gange.

Ikke rigtig