Система за задвижване на четирите колела XDrive
Съдържание
В сравнение с превозните средства от миналия век, модерният автомобил е станал по-бърз, двигателят му е по-икономичен, но не за сметка на производителността, а системата за комфорт ви позволява да се наслаждавате на шофирането, дори и да е представител на бюджетен клас. В същото време системата за активна и пасивна безопасност е подобрена и се състои от голям брой елементи.
Но безопасността на автомобила зависи не само от качеството на спирачките или броя на въздушните възглавници (за това как работят, прочетете тук). Колко инцидента по пътищата са възникнали поради факта, че водачът е загубил контрол над превозното средство при движение с висока скорост на нестабилна настилка или в остър завой! За стабилизиране на транспорта в такива ситуации се използват различни системи. Например, когато една кола влезе в тесен ъгъл, центърът на тежестта се измества на една страна и тя става по-натоварена. В резултат на това всяко колело от ненатоварената страна губи сцепление. За да се премахне този ефект, има система за стабилност на обменния курс, странични стабилизатори и т.н.
Но за да може колата да преодолее всякакви трудни участъци от пътя, различни автомобилни производители оборудват някои от своите модели с трансмисия, която е в състояние да завърти всяко колело, което го прави водещо. Тази система обикновено се нарича задвижване на четирите колела. Всеки производител прилага това развитие по свой собствен начин. Например, Mercedes-Benz е разработил системата 4Matic, която вече е спомената отделен преглед... Audi има Quattro. BMW оборудва много модели автомобили с трансмисията xDrive.
Подобна трансмисия е оборудвана основно с пълноценни SUV, някои кросоувър модели (прочетете за разликата между тези типове автомобили отделно), тъй като тези автомобили са по-склонни да се движат по лошо павирани пътища. Например, те се използват, за да се състезават в състезания по крос-кънтри. Но някои първокласни леки автомобили или спортни автомобили също могат да бъдат оборудвани с задвижване на четирите колела. Освен че са ефективни на неусложнен офроуд терен, такива автомобили се чувстват уверени в бързо променящата се пътна ситуация. Например, през зимата падна тежък сняг, а оборудването за снегопочистване все още не се е справило със задачата си.
Моделът със задвижване на всички колела има по-голям шанс да се справи със заснежен участък от пътя, отколкото с колела с предно или задно задвижване. Съвременните системи имат автоматичен режим на работа, така че водачът няма нужда да контролира кога да активира определена опция. Само водещи компании разработват такива системи. Всеки от тях има свой патент за внедряване на автоматично задвижване на четирите колела в автомобилите си.
Нека разгледаме как работи системата xDrive, от какви елементи се състои, какви са нейните характеристики и някои неизправности.
Обща концепция
Въпреки факта, че въртящият момент в автомобил с такава трансмисия се разпределя на всички колела, автомобилът на всички колела не може да се нарече офроуд. Основната причина е, че комби, седан или купе имат малък пътен просвет, поради което няма да е възможно да се преодолеят сериозни офроуд терени - колата просто ще седне в първата писта, избита от джипове.
Поради тази причина целта на системата за активно задвижване на всички колела е да осигури най-добрата стабилност и контрол на автомобила на нестабилен път, например когато автомобилът попадне в заснежена линия или върху лед. Шофирането на автомобил с предно предаване и още повече със задно предаване при такива условия изисква много опит от водача, особено ако скоростта на автомобила е висока.
Независимо от генерирането на системата, тя ще се състои от:
- Скоростни кутии (за повече подробности относно видовете и принципа на работа на редуктора прочетете тук);
- Подавки (за какъв механизъм става въпрос и защо е необходим в колата, е описано в друга статия);
- Кардан (за това как работи и в какви други автоматични системи може да се използва кардан, прочетете отделно);
- Задвижващ вал за предни колела;
- Основна предавка на две оси.
Този списък не включва разлика по една проста причина. Всяко поколение е получило различни модификации на този елемент. Постоянно се модернизира, дизайнът и принципът на действие се променят. За подробности какво е диференциал и каква работа върши в трансмисията на автомобила, прочетете тук.
Производителят позиционира xDrive като постоянна система за задвижване на всички колела. Всъщност първите разработки бяха предложени в този дизайн и те бяха достъпни изключително за някои модели. За всички останали автомобили от марката се предлага така нареченото задвижване на четирите колела. Тоест, втората ос е свързана, когато главните задвижващи колела се плъзгат. Тази трансмисия се среща не само в SUV и кросоувъри на BMW, но и в много варианти на леки автомобили от моделната линия.
В класическия смисъл задвижването на четирите колела трябва да осигури максимално удобство при управление на превозно средство в динамичен режим на нестабилни пътни участъци. Това прави машината по-лесна за управление. По принцип това е основната причина автомобилите на всички колела да се използват в рали състезания (описани са други популярни автомобилни състезания, в които се използват мощни автомобили в друго ревю).
Но ако въртящият момент се разпредели по осите в грешно съотношение, това ще повлияе:
- Отзивчивостта на автомобила при завъртане на волана;
- Намаляване на динамиката на превозното средство;
- Нестабилно движение на автомобила по прави участъци от пътя;
- Намален комфорт по време на маневри.
За да елиминира всички тези ефекти, баварският автомобилен производител взе за основа превозни средства със задно предаване, модифицирайки тяхната трансмисия, повишавайки безопасността на автомобила.
Историята на създаването и развитието на системата
За първи път модел на всички колела от баварския автомобилен производител се появява през 1985 година. В онази епоха не е имало нещо като кросоувър. Тогава всичко, което беше по-голямо от обикновен седан, хечбек или комби, се наричаше „Jeep“ или SUV. Но в средата на 80-те години BMW все още не е разработила този тип автомобили. Наблюденията за ефективността на задвижването на четирите колела, които вече бяха налични при някои модели на Audi, накараха ръководството на баварската компания да разработи свой собствен агрегат, който осигури разпределението на въртящия момент към всяка ос на превозното средство в различен съотношение.
По желание тази разработка е инсталирана в моделите 3-Series и 5-Series. Само няколко коли можеха да получат подобно оборудване и то само като скъпа опция. За да направят тези автомобили различни от своите колеги със задно задвижване, серията получи индекса X. По-късно (а именно през 2003 г.) компанията промени това наименование на xDrive.
След успешно тестване на системата последва нейното развитие, в резултат на което имаше цели четири поколения. Всяка следваща модификация се отличава с по-голяма стабилност, схемата, според която мощността ще бъде разпределена по осите и някои промени в дизайна. Първите три поколения разпределят въртящия момент между осите по фиксиран начин (съотношението не може да бъде променено).
Нека разгледаме характеристиките на всяко поколение поотделно.
XNUMX-во поколение
Както бе споменато по-рано, историята на създаването на задвижване на четирите колела от баварския автомобилен производител започва през 1985 година. Първото поколение имаше постоянно разпределение на въртящия момент към предната и задната ос. Вярно е, че съотношението на мощността беше асиметрично - задното задвижване получи 63 процента, а задвижването на предните колела получи 37 процента от мощността.
Схемата за разпределение на мощността беше следната. Между осите въртящият момент е трябвало да се разпределя от планетарен диференциал. Блокиран е от вискозен съединител (какъв елемент е и как работи е описано в друго ревю). Благодарение на този дизайн, при необходимост, предаването на сцепление към предната или задната ос може да бъде осигурено до 90 процента.
В задния централен диференциал е монтиран и вискозен съединител. Предният мост не беше снабден със заключване, а диференциалът беше свободен. Прочетете защо се нуждаете от заключване на диференциала. отделно... BMW iX325 (издание от 1985 г.) е оборудван с такава трансмисия.
Въпреки факта, че трансмисията е предавала тягови сили към двете оси, автомобил с такава трансмисия се счита за задвижване на задните колела, тъй като задните колела получават директно подаване на съответния брой нютони. Извеждането на мощност е направено към предните колела чрез трансферна кутия с верижно задвижване.
Един от недостатъците на тази разработка е ниската надеждност на вискозните съединители в сравнение с ключалката Torsen, която се използва от Audi (за повече подробности за тази модификация вж. в друга статия). Първото поколение се спуска от поточните линии на баварския автомобилен производител до 1991 г., когато се появява следващото поколение трансмисия със задвижване на всички колела.
XNUMX-ро поколение
Второто поколение на системата също беше асиметрично. Разпределението на въртящия момент се извършва в съотношение 64 (задни колела) към 36 (предни колела). Тази модификация е използвана в седани и комби 525iX в задната част на E34 (пета серия). Две години по-късно тази трансмисия беше модернизирана.
Версията преди модернизацията използва съединител с електромагнитно задвижване. Той беше инсталиран в централния диференциал. Устройството се активира от сигнали от контролния блок ESD. Предният диференциал все още беше свободен, но отзад имаше блокиращ диференциал. Това действие се извършва от електрохидравличен съединител. Благодарение на този дизайн тягата може да бъде доставена почти моментално при максимално съотношение 0 до 100 процента.
В резултат на модернизацията инженерите на компанията промениха дизайна на системата. Централният диференциал все още може да бъде заключен. За това е използван многодисков електромагнитен триещ елемент. Само управлението се извършва от системния блок ABS.
Основните зъбни колела загубиха ключалките си и диференциалите с напречна ос станаха свободни. Но в това поколение започна да се използва имитация на заключване на заден диференциал (система ABD). Принципът на работа на устройството беше съвсем прост. Когато сензорите, които определят скоростта на въртене на колелата, регистрират разликата в оборотите на дясното и лявото колело (това се случва, когато едно от тях започне да се плъзга), системата леко забавя това, което се върти по-бързо.
III поколение
През 1998 г. имаше промяна в поколението на трансмисията на всички колела от баварците. Що се отнася до съотношението на разпределението на въртящия момент, тогава това поколение също беше асиметрично. Задните колела получават 62 процента, а предните - 38 процента от тягата. Такава трансмисия може да се намери в комбита и седаните BMW 3-Series E46.
За разлика от предишното поколение, тази система беше оборудвана с напълно безплатни диференциали (дори централният не е блокиран). Основните зъбни колела получиха имитация на блокиране.
Една година след началото на производството на третото поколение трансмисии на четирите колела xDrive, компанията пусна първия модел от класа "Кросоувър". BMW X5 използва същата система като леките автомобили от третата серия. За разлика от тази модификация, тази трансмисия е оборудвана с имитация на блокиране на диференциалите с напречна ос.
До 2003 г. и трите поколения представляват FullTime пълен работен ден. Освен това всички модели със задвижване на четирите колела на автомобилната марка бяха оборудвани със системата xDrive. При леките автомобили третото поколение на системата се използва до 2006 г., а при кросоувърите е заменено две години по-рано от четвъртото поколение.
IV поколение
Последното поколение на системата за задвижване на всички колела е представено през 2003 година. Той беше част от базовото оборудване за новия кросоувър X3, както и рестайлираният 3-Series E46 модел. Тази система е инсталирана по подразбиране във всички модели от серията X и като опция - и в други модели, с изключение на 2-та серия.
Характеристика на тази модификация е отсъствието на междуосен диференциал. Вместо това се използва фрикционен многопластов съединител, който се управлява от серво задвижване. При стандартни условия 60 процента от въртящия момент отива към задния мост и 40 процента към предния. Когато ситуацията на пътя се промени драстично (автомобилът се сблъска с кал, навлезе в дълбок сняг или лед), системата може да промени съотношението до 0: 100.
Как работи системата
Тъй като на пазара има повече автомобили с задвижване на четирите колела от четвъртото поколение, ще се съсредоточим върху работата на тази конкретна модификация. По подразбиране сцеплението непрекъснато се предава на задните колела, така че автомобилът се счита не за задвижване на всички колела, а за задвижване на задните колела със свързан преден мост.
Между осите е монтиран многопластов съединител, който, както вече забелязахме, се управлява чрез система от лостове с помощта на серво задвижване. Този механизъм захваща дисковете на съединителя и поради силата на триене се задейства предавателната кутия на веригата, която свързва вала на предния мост.
Вземането на мощност зависи от силата на компресията на диска. Това устройство е в състояние да осигури 50 процента разпределение на въртящия момент на предните колела. Когато серво серво отваря дисковете на съединителя, 100 процента от сцеплението отива към задните колела.
Работата на серво е от почти интелигентен тип поради наличието на голям брой системи, свързани с него. Благодарение на това всяко състояние на пътя може да задейства активирането на системата, която ще премине в желания режим само за 0.01 секунди.
Следните системи влияят върху активирането на системата xDrive:
- ICM... Това е система, която записва работата на шасито на автомобил и контролира някои от неговите функции. Осигурява синхронизация на проходилката с други механизми;
- DSC... Това е името на производителя за системата за контрол на стабилността. Благодарение на сигналите от неговите сензори сцеплението се разпределя между предния и задния мост. Също така активира имитацията на електронното заключване на предния и задния диференциал. Системата активира спирачката на колелото, което е започнало да се плъзга, за да предотврати прехвърлянето на въртящ момент към него;
- AFS... Това е система, която фиксира позицията на кормилния механизъм. Ако колата се удари в нестабилна повърхност и до известна степен се задейства спирачната система на плъзгащото се колело, това устройство стабилизира автомобила, така че да не се плъзга;
- DTS... Система за контрол на сцеплението;
- hdc разширение... Електронен асистент при шофиране по дълги склонове;
- CPD... Някои модели автомобили нямат тази система. Помага на водача да контролира автомобила при завиване с висока скорост.
Активното задвижване на всички колела на този автомобилен производител има едно предимство, което позволява на разработката да се конкурира с аналозите на други компании. Тя се крие в относителната простота на дизайна и схемата за изпълнение на разпределението на въртящия момент. Също така надеждността на системата се дължи на липсата на блокировки на диференциала.
Ето някои други предимства на системата xDrive:
- Преразпределението на тяговите сили по осите става по безстепенен метод;
- Електрониката постоянно следи състоянието на автомобила на пътя и когато пътната обстановка се промени, системата незабавно се настройва;
- Улеснява контрола на шофирането, независимо от пътната настилка;
- Спирачната система работи по-ефективно и в някои ситуации водачът няма нужда да натиска спирачката, за да стабилизира автомобила;
- Независимо от шофьорските умения на шофьора, колата е по-стабилна на трудни пътни участъци от класическия модел със задно предаване.
Режими на работа на системата
Въпреки факта, че системата не е в състояние да промени съотношението на въртящия момент между фиксираните оси, активното задвижване на четирите колела xDrive на BMW работи в няколко режима. Както бе споменато по-горе, това зависи от ситуацията на пътя, както и от сигналите на свързаните автомобилни системи.
Ето типичните ситуации, в които електрониката може да активира промяна в мощността за извеждане на мощността за всяка ос:
- Водачът започва да се движи плавно. В този случай електрониката активира серво, така че трансферната кутия прехвърля 50 процента от въртящия момент към предните колела. Когато автомобилът ускори до 20 км / ч, електрониката отпуска ефекта върху съединението на центъра на триене, поради което съотношението на въртящия момент между осите плавно се променя с 40/60 (отпред / отзад);
- Плъзга се при завиване (защо се получава прекомерно или недозавиване и какво трябва да се направи в такива случаи, е описано в друго ревю) кара системата да активира предните колела с 50%, така че те да започнат да теглят колата, стабилизирайки я при пързаляне. Ако този ефект не може да бъде контролиран, блокът за управление активира някои системи за безопасност;
- Разрушаване. В този случай електрониката, напротив, прави задвижването на задните колела на автомобила, поради което задните колела изтласкват автомобила, като го завъртат в посока, обратна на въртенето на воланите. Също така автомобилната електроника използва някои системи за активна и пасивна безопасност;
- Колата потегли на леда. В този случай системата разпределя мощността наполовина към двете оси и автомобилът се превръща в класическо задвижване на всички колела;
- Паркиране на автомобил на тесен път или шофиране със скорост над 180 км / ч. В този режим предните колела са напълно деактивирани и цялото сцепление се подава само към задния мост. Недостатъкът на този режим е, че е по-трудно автомобилът със задно предаване да паркира, например, ако трябва да карате на малък бордюр и ако пътят е хлъзгав, колелата ще се хлъзгат.
Недостатъците на системата xDrive са, че поради липсата на блокиране на централния или напречния мост диференциал, определен режим не може да бъде включен принудително. Например, ако водачът знае със сигурност какво точно ще влезе колата в определена зона, той няма да може да включи предния мост. Активира се автоматично, но само когато колата започне да се плъзга. Неопитен водач ще започне да предприема определени мерки и в този момент предният мост ще се включи, което може да доведе до инцидент. Поради тази причина, ако няма опит в управлението на такъв транспорт, по-добре е да практикувате на затворени пътища или на специални обекти.
Елементи на системата
Струва си да се има предвид, че модификациите на пътническите модели се различават от опциите, с които са оборудвани кросоувърите. Разлика в предаването на трансферната кутия. При кросоувърите това е верижно, а при други модели е зъбно колело.
Системата xDrive се състои от:
- Автоматична скоростна кутия;
- Трансферна кутия;
- Многофланцов фрикционен съединител. Той е инсталиран в трансферната кутия и замества централния диференциал;
- Предни и задни кардани;
- Преден и заден диференциал на напречна ос.
Разпределителната кутия за комбита и седани се състои от:
- Предно предаване;
- Серво контролна камера;
- Междинна предавка;
- Задвижваща предавка;
- Основен лост;
- Многопластов съединител;
- Задвижващ механизъм на задната ос;
- Серво мотор;
- Няколко фрикционни елемента;
- Зъбно колело, свързано със сервомотор.
Корпусът на кросоувъра използва подобен дизайн, с изключение на това, че вместо празен механизъм се използва верига.
Многофланцов фрикционен съединител
Специална характеристика на последното поколение на интелигентната система xDrive е липсата на централен диференциал. Той беше заменен от многопластов съединител. Задвижва се от електрически серво. Работата на този механизъм се контролира от блока за управление на трансмисията. Когато автомобилът е в трудни пътни условия, микропроцесорът получава сигнали от системата за контрол на стабилността, кормилното управление, шасито и т.н. В отговор на тези импулси се задейства програмиран алгоритъм и серво затяга дисковете на съединителя със сила, съответстваща на необходимия въртящ момент върху вторичната ос.
В зависимост от вида на трансмисията (за леки автомобили и кросоувъри се използват различни модификации), въртящият момент в трансмисията през зъбните колела или веригата се подава частично към вала на предния мост. Силата на компресия на дисковете на съединителя зависи от стойностите, които получава управляващият блок.
Какво гарантира ефективността на системата
И така, предимството на системата xDrive се крие в плавното и безстепенно преразпределение на мощността между предния и задния мост. Ефективността му се дължи на трансферната кутия, която се активира чрез многопластов съединител. За нея беше казано малко по-рано. Благодарение на синхронизацията с други системи, трансмисията бързо се адаптира към променящите се пътни условия и променя режима на извеждане на мощността.
Тъй като задачата на системата е максимално да елиминира приплъзването на задвижващите колела, оборудваните с нея превозни средства са по-лесни за стабилизиране след плъзгане. Ако има желание да въведете отново (за това какво е, прочетете тук), тогава, ако е възможно, тази опция трябва да бъде деактивирана или деактивирана при някои системи, които предотвратяват приплъзване на задвижващите колела.
Основни неизправности
Ако има проблеми с трансмисията (механична или електронна повреда), тогава съответният сигнал на таблото ще светне. В зависимост от вида на повредата може да се появи икона 4x4, ABS или спирачка. Тъй като трансмисията е един от стабилните агрегати в колата, остър пълен отказ от нея възниква главно, когато водачът игнорира сигналите на бордовата система или неизправности, предшестващи повредата на трансмисионните елементи.
В случай на незначителни неизправности, периодично мигащ индикатор може да се показва на подреденото. Ако нищо не се направи, с течение на времето мигащият сигнал започва да свети постоянно. „Слабата връзка“ в системата xDrive е серво, което до известна степен притиска дисковете на централния съединител. За щастие дизайнерите са предвидили това и са разположили механизма така, че ако той се провали, не е необходимо да разглобявате половината от трансмисията. Този елемент се намира извън раздаването.
Но това не е единствената характеристика на повреда на тази система. Може да се загуби сигнал от някакъв сензор (контактът се окислява или жилите са счупени). Възможно е да възникнат и електронни повреди. За да идентифицирате грешки, можете да стартирате самодиагностика на бордовата система (как това може да се направи на някои автомобили е описано тук) или дайте превозното средство за компютърна диагностика. Прочетете отделно как се провежда тази процедура.
Ако серво задвижването се повреди, четките или сензорът на Хол може да откажат (описано е как работи този сензор в друга статия). Но дори и в този случай можете да продължите да шофирате до бензиностанцията с кола. Само колата ще бъде само със задно предаване. Вярно е, че постоянната работа със счупен серво мотор е изпълнена с повреда на скоростната кутия, така че не трябва да отлагате ремонта или подмяната на серво.
Ако водачът смени маслото в кутията навреме, раздатката ще „изживее“ около 100-120 хиляди. км. пробег. Износването на механизма ще бъде показано от състоянието на смазката. За диагностика е достатъчно леко да източите маслото от трансмисионния съд. Капка по капка върху чиста салфетка, можете да разберете дали е време да поправите системата. Метални стърготини или мирис на изгоряло показва необходимостта от подмяна на механизма.
Един от признаците за проблеми със сервомотора е неравномерното ускорение (колата се дръпва) или свирката, идваща от задните колела (с работеща спирачна система). Понякога, докато шофирате, системата може да преразпредели мощността на едно от задвижващите колела, така че колата да поеме по-уверено. Но в този случай скоростната кутия е подложена на голямо натоварване и бързо ще се повреди. Поради тази причина не трябва да завладявате криви с висока скорост. Без значение колко надеждни са системите за задвижване на четирите колела или системите за безопасност, те не са в състояние напълно да премахнат ефекта от физическите закони върху автомобила, така че е по-добре в името на безопасността на пътя да карате спокойно, особено на нестабилни участъци от магистралата.
Продукция
Така че, xDrive от BMW се е доказал толкова добре, че автомобилният производител го инсталира на повечето леки автомобили, както и на всички модели от сегмента „Кросоувър“ с индекс X. В сравнение с предишните поколения, това поколение е достатъчно надеждно, че производителят не планира да го замени с нещо друго, тогава най-доброто.
В края на ревюто - кратко видео за това как работи системата xDrive:
Въпроси и отговори:
Какво е BMW X Drive? Това е система за задвижване на всички колела, разработена от инженерите на BMW. Той принадлежи към категорията системи за постоянно задвижване на всички колела с непрекъснато и променливо разпределение на въртящия момент.
Как работи системата X Drive? Тази трансмисия е базирана на класическата схема за задвижване на задните колела. Въртящият момент се разпределя по осите чрез предавателната кутия (предавка, управлявана от фрикционен съединител).
Кога се появи X Drive? Официалното представяне на трансмисията за задвижване на всички колела BMW xDrive се състоя през 2003 г. Преди това беше използвана система с постоянно фиксирано разпределение на тягата по осите.
Какво е обозначението за задвижване на всички колела на BMW? BMW използва два вида задвижване. Задната част е класическа. Предното задвижване по принцип не се използва. Но задвижването на всички колела с променливо съотношение на осите е сравнително скорошно развитие и се обозначава като xDrive.
