BMW xDrive – Autoubik
xDrive tvåaxlade drivsystem introducerades först av BMW i X3-modellen 2003, följt strax av den ansiktslyftade X5. Gradvis penetrerade detta avancerade system andra modeller av märket.
BMW gick dock över till fyrhjulsdrift mycket tidigare. Historien om den första bilen med blåvit propeller och drivningen av båda axlarna går tillbaka till mellankrigstiden. 1937 beställdes den av dåvarande Wehrmacht, och det var en öppen fyrdörrars bil med duktak. Därefter förblev biltillverkarens 4×4-drift på sidlinjen under lång tid, tills den rivaliserande Audi Quattro-modellen dök upp, som inte kunde lämna biltillverkaren BMW tomgång. 1985 lanserades den fyrhjulsdrivna modellen E30, BMW 325iX, i serieproduktion. 1993 försåg han även BMW 525iX övre mellanklass sedan med modernare teknik för att fungera med det fyrhjulsdrivna ABS-systemet. Mittdifferentialen med elektromagnetisk styrning gjorde det möjligt att fördela vridmoment i intervallet 0-100 %, och den bakre differentialen fördelade kraften till hjulen genom ett elektrohydrauliskt lås. En ytterligare utveckling av fyrhjulsdriftsystemet, utrustat med tre differentialer, bestod i att ersätta deras lås med bromsning av individuella hjul, vilket var ansvarigt för DSC-stabiliseringssystemet. Vid normal körning delades vridmomentet upp i individuella axlar i förhållandet 38:62 %. Ett sådant system användes till exempel i E46-modellerna eller de föransiktslyfta X5-modellerna. Vid vidareutvecklingen av 4×4-drivsystemet förlitade sig BMW på det faktum att de flesta ägare av sådana fordon sällan kör ut på vägen, och när de gör det är det oftast bara enklare terräng.
Vad är xDrive?
xDrive är ett permanent fyrhjulsdriftsystem som samverkar med DSC:s elektroniska stabiliseringssystem, innehållande en flerplåtskoppling som ersätter den klassiska mekaniska mittdifferentialen. Vid utvecklingen av det nya fyrhjulsdrivna systemet var BMW:s mål att bibehålla, förutom att förbättra fordonets dragkraft, de typiska köregenskaperna för det klassiska fram- och bakmotorkonceptet.
Motorvridmomentet fördelas av en elektroniskt styrd lamellkoppling placerad i fördelningslådan, som vanligtvis är placerad nedströms växellådan. Beroende på aktuella körförhållanden fördelar den vridmomentet mellan fram- och bakaxeln. xDrive-systemet är anslutet till DSC-stabiliseringssystemet. Hastigheten med vilken kopplingen är helt i eller ur är mindre än 100ms. Kylningen av oljepåfyllningen, i vilken lamellkopplingen sitter, kallas så kallad push. Detta innebär att ytterhöljet har fenor som tar bort överskottsvärme till den omgivande luften på grund av luftströmmen under rörelse.
Precis som det konkurrenskraftiga Haldex-systemet förbättras xDrive ständigt. Den nuvarande prioriteringen är att öka effektiviteten i hela systemet, vilket leder till en minskning av fordonets totala bränsleförbrukning. Den senaste versionen har en integrerad flerplatts kopplingskontrollservomotor i växellådans hölje. Detta eliminerar behovet av en oljepump, vilket resulterar i färre delar i hela systemet. Den senaste utvecklingen av xDrive-systemet ger en 30 % minskning av friktionsförlusterna, vilket innebär en total minskning av bränsleförbrukningen med 3 till 5 % (beroende på fordonstyp) jämfört med den första generationen. Uppgiften är att komma så nära bränsleförbrukningen som möjligt för en modell med enbart klassisk bakhjulsdrift. Under normala körförhållanden fördelar systemet vridmoment till bakaxeln i förhållandet 60:40. Eftersom många fans av märket initialt kritiserade xDrive-modellen för att vara mindre kvick, skrymmande och även benägen att understyra i snävare svängar, arbetade tillverkaren med att trimma. Således, i den senaste utvecklingen, är bakaxeln att föredra i maximal utsträckning, naturligtvis, samtidigt som den nödvändiga totala dragkraften och fordonssäkerheten bibehålls under körning. xDrive-systemet finns i två versioner. För limousiner och kombi, den så kallade mer kompakta lösningen, vilket innebär att överföringen av motorkraften till drivaxeln som leder till framaxeln tillhandahålls av ett kugghjul. Terrängfordon som X1, X3, X5 och även X6 använder ett kedjehjul för att överföra vridmoment.
Beskrivning av systemet och xDrive i praktiken
Som redan nämnts reagerar xDrive mycket snabbt på ändrade körförhållanden. Som jämförelse är de 100 ms som krävs för att helt koppla in eller ur kopplingen betydligt kortare tid innan fordonet kan svara genom att accelerera till en omedelbar förändring av gaspedalens läge. Detta beror på det faktum att mellan att trycka på gaspedalen och motorns reaktion i form av en ökning av kraften går det cirka 200 millisekunder. Naturligtvis pratar vi om en naturligt aspirerad bensinmotor, i fallet med överladdade motorer eller dieselmotorer är denna tid ännu längre. I praktiken är alltså xDrive-systemet klart innan den komprimerade gaspedalen reagerar. Driften av systemet slutar dock inte bara med en förändring av gaspedalens läge. Systemet är dynamiskt eller snarare förutsägbart för andra körparametrar och övervakar hela tiden bilens tillstånd för att fördela motorvridmomentet mellan de två axlarna så optimalt som möjligt. Under mikroskopet är till exempel sidoaccelerationssensorn ansvarig för hjulens rotationshastighet, rotationsvinkeln, centrifugalkraften, fordonets sväng eller motorns nuvarande vridmoment.
Baserat på information från olika sensorer kan systemet avgöra om ett svar krävs om fordonet tenderar att över- eller understyra. När understyrningen lutar – framhjulen pekar mot kurvans ytterkant – omfördelar en elektroniskt styrd lamellkoppling vridmomentet från framaxeln till baksidan på tiotals millisekunder. Genom att tendera att överstyra, det vill säga när bakändan är vänd mot vägkanten, omdirigerar xDrive motorns drivkraft från bakaxeln till framaxeln, och den sk. drar bilen ur den oundvikliga sladden. Således förhindrar en aktiv förändring av fördelningen av motorns vridmoment ingripande av DSC-stabiliseringssystemet, som aktiveras endast när trafiksituationen kräver det. Genom att koppla xDrive-systemet till DSC kan motoringrepp och bromsstyrning aktiveras på ett mycket skonsammare sätt. DSC-systemet ingriper med andra ord inte om den lämpliga fördelningen av motoreffekten i sig kan eliminera risken för över- eller understyrning.
Vid start låses lamellkopplingen med en hastighet av cirka 20 km/h, så att fordonet har maximal dragkraft vid acceleration. När denna gräns överskrids fördelar systemet motorkraften mellan fram- och bakaxeln beroende på de aktuella körförhållandena.
Vid låga hastigheter, när hög motoreffekt inte krävs och fordonet svänger (till exempel vid kurvtagning eller parkering), kopplar systemet ur framaxeldriften och motorkraften överförs endast till bakaxeln. Målet är att minska bränsleförbrukningen samt begränsa påverkan av oönskade krafter på rörelsen.
Liknande systembeteende kan ses vid exempelvis höga hastigheter. när du kör smidigt på motorvägen. Vid dessa hastigheter krävs inte konstant drivning till båda axlarna, eftersom detta kommer att leda till ökat slitage på komponenterna, samt ökad bränsleförbrukning. Vid hastigheter över 130 km/h utfärdar styrelektroniken ett kommando för att öppna den interaxliga lamellkopplingen och motorkraften överförs endast till bakhjulen.
På ytor med lågt grepp (is, snö, lera) förlåser systemet kopplingen för bästa grepp. Men vad händer om ett hjul har bra grepp och de andra tre är på halt underlag? Endast modellen utrustad med DPC-systemet kan överföra 100 % av motorkraften till ett hjul. Med hjälp av differentialen och DPC-systemet (Dynamic Performance Control) placerat på bakaxeln omfördelas vridmomentet aktivt mellan höger och vänster bakhjul. Så utrustad till exempel BMW X6. I andra fordon överförs 100 % av motorkraften till den axel där hjulet med bäst grepp sitter, till exempel om det är tre hjul på is och ett till exempel på asfalt. I det här fallet delar systemet upp förhållandet 50:50 för både höger och vänster hjul, med hjulet på den mindre dragytan som bromsas av DSC-systemet så att det inte blir för mycket överstyrning. I detta fall fördelar systemet motorkraften endast mellan axlarna och inte till enskilda hjul.
xDrive-systemet drar också fördel av minimala underhållskrav. Tillverkaren rekommenderar att man byter olja efter ca 100 000 - 150 000 km, speciellt för fordon som ofta används på grusvägar eller används för att dra släp. xDrive-systemet lägger till cirka 75 till 80 kg till fordonets vikt, och bränsleförbrukningen, beroende på motorversion och typ, är mellan 0,4 och 1 liter bränsle jämfört med endast bakhjulsdrivna modeller.
