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.
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:
система xDrive была впервые применена в 2003 году на новом BMW X3 и обновленной BMW 3 серии (E46);
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.
Функцию распределения мощности между осями выполняет расположенная в корпусе раздаточной коробки многодисковая фрикционная муфта с приводом от сервомотора. В зависимости от модели автомобиля BMW может применяться цепной или шестеренчатый тип привода карданной передачи передней оси. Муфта срабатывает по команде блока управления и за доли секунды изменяет соотношение передачи крутящего момента по осям.
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.
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.