Bmw подвеска полный привод

С приставкой Х. Что собой представляет полный привод BMW

Для многих полноприводные модели BMW — это кроссоверы Х3, Х5 и далее по списку. Но фанаты марки наверняка помнят «олдскульные» легковые модели 325iX (Е30) и 525iХ (Е34) с настоящим постоянным полным приводом, хоть и в пользу задней оси. Они появились в конце ХХ века, задолго до фирменной системы xDrive!

Классика жанра

Первым полноприводным автомобилем BMW стала «тройка» Е30, а именно модель 325iX (1985-1992 гг.). За распределение крутящего момента между осями отвечал несимметричный дифференциал планетарного типа, передающий 37% на переднюю ось и 63% на заднюю.

Таким образом, поведение автомобиля на скользком покрытии оставалось характерным для BMW «заднеприводным», но полный привод обеспечивал больший запас по «пределу» и значительно улучшал проходимость автомобиля.

Межосевой дифференциал блокировался при помощи вискомуфты, благодаря чему мог передать до 90% момента на ось, имеющую лучшее сцепление с дорогой. Еще одна вискомуфта была встроена в задний редуктор и также работала в качестве межколесной блокировки. Такая схема была популярной у производителей полноприводных легковых автомобилей, например, в 1980-1990-х ее придерживалась Subaru, а также Mitsubishi. Разве что у «японцев» была симметрия, а в BMW выбрали настройки в пользу задней оси.

Такой же характер имел и следующий полноприводный BMW — увидевший свет в 1991 году 525iХ (Е34). Межосевой дифференциал здесь тоже был несимметричным и делил тягу в соотношении 36:64. Но главной изюминкой системы была реализация межосевой и межколесной блокировок при помощи электронно-управляемых муфт. Причем существовало два варианта конструкции!

Так, в 1991-1993 гг. за блокировку межосевого дифференциала отвечало полусухое электромагнитное сцепление, заднего — электрогидравлическое мокрое. Их работа осуществлялась под управлением электронного блока на основании данных, считываемых системой ABS. Заявлялось, что сцепления срабатывают за доли секунды и обеспечивают 100-процентную блокировку.

С осени 1993-го по 1996-й полноприводная «пятерка» оснащалась модернизированным вариантом трансмиссии. Основным отличием стал отказ от механической блокировки заднего межколесного дифференциала. Теперь его работу имитировала система ABS/ASC+T, подтормаживающая буксующее колесо. Очередной шаг в сторону «интеллектуального» полного привода был сделан.

Стоит ли удивляться, что следующая полноприводная модель компании — «тройка» Е46 — была оснащена тремя свободными дифференциалами? Но центральный хотя бы еще был — и распределял крутящий момент в соотношении 38:62, разумеется, в пользу задней оси. А роль межосевой и межколесных блокировок уже выполняла система ADB-X (Automatic Differential Brake).

По такой же схеме была реализована полноприводная трансмиссия первого кроссовера компании BMW Х5, стартовавшего на рынке год спустя, в 1999-м. Постоянный полный привод с несимметричным дифференциалом (32:68 в пользу задних колес), с электронной имитацией блокировок при помощи ADB-X плюс система контроля скорости при крутом спуске (HDC). Как показала практика, проходимость у Х5 была не самой лучшей, но эффективность полноприводной трансмиссии на скользких покрытиях, обеспечивающая стабильное поведение при прямолинейном движении и в поворотах, была налицо.

Муфта + электроника

В 2003 году вместе с новой моделью Х3 BMW представила миру принципиально иную систему полного привода, получившую название xDrive. В ней за распределение крутящего момента и блокировку «центра» отвечает не механический дифференциал, а электронно-управляемая муфта. Другими словами, прощай, постоянный полный привод, здравствуй, подключаемый! Впрочем, представители компании предпочитают называть его превентивным: когда надо, тяга передается на все колеса, и делается это заранее, до момента их пробуксовки.

Начнем с распределения крутящего момента. Постоянно он передается на задние колеса, а вот на передние — через муфту, степень блокировки которой меняется в диапазонах 0-100% по команде блока управления. Для каждого режима движения и развития ситуации прописан свой алгоритм.

Например, при старте с места и вплоть до достижения скорости 20 км/ч, а также при движении по скользкому покрытию муфта блокируется, распределяя момент в соотношении 50:50. В режиме маневрирования на малой скорости (что определяется положением управляемых колес и датчиками скорости), а также при движении на высоких скоростях муфта, наоборот, разблокирована — автомобиль становится заднеприводным.

В обычных режимах движения степень блокировки муфты может меняться, но по умолчанию распределение тяги составляет 40:60. На скользких покрытиях это соотношение меняется в зависимости от характера поворачиваемости автомобиля. Так, при сносе муфта разблокируется, снижая момент на передних колесах. В случае заноса, наоборот, муфта блокируется, обеспечивая «симметрию» классического полного привода 50:50.

Само собой, xDrive отслеживает происходящее при помощи инфраструктуры системы курсовой устойчивости DSC (Dynamic Stability Control). С ее же помощью выборочно подтормаживаются колеса, стремящиеся к пробуксовке при движении по скользкому покрытию или в повороте. И здесь имитация электронных блокировок работает не только на проходимость, но и на управляемость, заставляя автомобиль сохранять выбранную водителем траекторию.

Помогает в поворотах и активных задний дифференциал DPC (Dynamic Performance Control), который появился в 2008 году на купеобразном кроссовере BMW X6. Он может перераспределять крутящий момент между задними колесами. Причем, как и знаменитый AYK суперседана Lancer Evolution, при помощи повышающих редукторов он «докручивает» внешнее по отношению к повороту колесо, позволяя эффективно пройти поворот под тягой.

На «тройках» и «пятерках» с межосевым дифференциалом крутящий момент на переднюю ось передавался через цепной привод. Такая же передача в «раздатке» используется и сейчас, но только на кроссоверах. В легковых моделях с целью экономии места применяется более компактная шестеренчатая передача.

Стоп, а как же последняя версия кроссовера Х1 (F48), который использует переднеприводную платформу UKL? Как и в родственных MINI, постоянный привод — на передние колеса, а задние подключаются автоматически через муфту, и все опять же работает в сотрудничестве с системой курсовой устойчивости DSC, которая подправляет автомобиль в поворотах и обеспечивает имитацию межколесных блокировок.

С точки зрения эксплуатации

Главная проблема старых Е30 и Е34 — наличие и стоимость оригинальных деталей полноприводной трансмиссии. Найти б/у «раздатку» или передний кардан непросто, а новые узлы будут дороже старой машины. При этом состояние «раритетов», как правило, далеко от отличного, а некоторые давно переведены на задний привод.

С моделями конца 1990-х — начала 2000-х (X5 E53 и «тройка» E46) проще: шансы найти «живые» машины больше, как и запчасти к ним. Что до возможных неприятностей, то это растягивание цепи «раздатки», люфт крестовин карданов.

Подобного рода «болячки» встречаются и в более свежих моделях с трансмиссией xDrive. Из новых, связанных с иной конструкцией, — выходящий из строя сервопривод управления муфты на хорошо поездивших машинах (по некоторым данным проблемы наступают при пробегах от 300 тыс. км). Попутно заметим: по сравнению с ранними схемами полного привода BMW механическая часть xDrive стала заметно проще, а многие функции взяла на себя DSC.

Наш вердикт

Ранние модели компании имеют настоящий полный привод, но и требовательны к мастерству водителя: «острая» управляемость оборачивается нервным характером, что для новичка может обернуться неприятными сюрпризами. Более свежие модели с xDrive имеют куда более «покладистые», притом что также способны подарить удовольствие от вождения в силовых скольжениях. Так что горевать по поводу отказа от механического дифференциала не стоит: хорошо настроенная работа муфты в содружестве с электронными помощниками ничуть не хуже!

Источник

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.

• 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):

Источник