BMW xDrive – Autoubik
Pohon dvoch náprav xDrive prvýkrát predstavilo BMW v modeli X3 v roku 2003 a krátko potom s prepracovaným modelom X5. Postupne tento pokročilý systém prenikol aj do ďalších modelov značky.
BMW však prešlo na pohon všetkých kolies oveľa skôr. História prvého auta s modro-bielou vrtuľou a pohonom oboch náprav siaha do medzivojnového obdobia. V roku 1937 si ho objednal vtedajší Wehrmacht a išlo o otvorený štvordverový automobil s plátennou strechou. Následne zostal pohon 4×4 automobilky dlho bokom, až kým sa neobjavil konkurenčný model Audi Quattro, ktorý nemohol nechať automobilku BMW ladom. V roku 1985 bol do sériovej výroby uvedený model E30 s pohonom všetkých kolies, BMW 325iX. V roku 1993 vybavil aj BMW 525iX sedan vyššej strednej triedy modernejšou technológiou, aby spolupracoval so systémom ABS s pohonom všetkých kolies. Stredový diferenciál s elektromagnetickým ovládaním umožňoval rozdelenie krútiaceho momentu v rozsahu 0-100% a zadný diferenciál rozdeľoval silu na kolesá cez elektrohydraulickú uzávierku. Ďalší vývoj systému pohonu všetkých kolies, vybaveného tromi diferenciálmi, spočíval v nahradení ich uzávierok pribrzďovaním jednotlivých kolies, ktoré mal na starosti stabilizačný systém DSC. Pri bežnej jazde sa krútiaci moment rozdeľoval na jednotlivé nápravy v pomere 38:62 %. Takýto systém bol použitý napríklad v modeloch E46 alebo predfaceliftovaných modeloch X5. BMW sa pri ďalšom vývoji systému pohonu 4×4 spoliehalo na to, že väčšina majiteľov takýchto vozidiel vyrazí na cesty len zriedka, a keď už, väčšinou ide len o ľahší terén.
Čo je xDrive?
xDrive je systém permanentného pohonu všetkých kolies, ktorý spolupracuje s elektronickým stabilizačným systémom DSC, obsahujúci lamelovú spojku, ktorá nahrádza klasický mechanický stredový diferenciál. Pri vývoji nového systému pohonu všetkých kolies bolo cieľom BMW zachovať okrem zlepšenia trakcie vozidla aj typické jazdné vlastnosti klasickej koncepcie motora vpredu a vzadu.
Krútiaci moment motora je distribuovaný elektronicky ovládanou lamelovou spojkou umiestnenou v rozvodovej prevodovke, ktorá je spravidla umiestnená za prevodovkou. V závislosti od aktuálnych jazdných podmienok rozdeľuje krútiaci moment medzi prednú a zadnú nápravu. Systém xDrive je spojený so stabilizačným systémom DSC. Rýchlosť, pri ktorej je spojka úplne zapnutá alebo vypnutá, je menšia ako 100 ms. Chladenie olejovej náplne, v ktorej je umiestnená lamelová spojka, sa nazýva takzvané tlačenie. To znamená, že vonkajší plášť má rebrá, ktoré v dôsledku prúdenia vzduchu počas pohybu odvádzajú prebytočné teplo do okolitého vzduchu.
Rovnako ako konkurenčný systém Haldex, aj xDrive sa neustále vylepšuje. Aktuálnou prioritou je zvýšenie účinnosti celého systému, čo vedie k zníženiu celkovej spotreby paliva vozidla. Najnovšia verzia má integrovaný servomotor ovládania lamelovej spojky v skrini prevodovky. To eliminuje potrebu olejového čerpadla, čo má za následok menej dielov v celom systéme. Najnovšia evolúcia systému xDrive poskytuje 30 % zníženie strát trením, čo znamená celkové zníženie spotreby paliva o 3 až 5 % (v závislosti od typu vozidla) v porovnaní s prvou generáciou. Úlohou je čo najviac sa priblížiť spotrebe paliva modelu len s klasickým zadným náhonom. Za normálnych jazdných podmienok systém rozdeľuje krútiaci moment na zadnú nápravu v pomere 60:40. Keďže mnohí fanúšikovia značky spočiatku modelu xDrive vyčítali, že je menej svižný, objemný a tiež náchylný na nedotáčavosť v utiahnutejších zákrutách, výrobca zapracoval na tuningu. V najnovšom vývoji je teda v maximálnej miere preferovaná zadná náprava, samozrejme pri zachovaní potrebnej celkovej trakcie a bezpečnosti vozidla počas jazdy. Systém xDrive je dostupný v dvoch verziách. Pre limuzíny a kombi takzvané kompaktnejšie riešenie, to znamená, že prenos sily motora na hnací hriadeľ vedúci k prednej náprave zabezpečuje ozubené koleso. Terénne vozidlá ako X1, X3, X5 a tiež X6 používajú na prenos krútiaceho momentu ozubené koleso.
Popis systému a xDrive v praxi
Ako už bolo spomenuté, xDrive veľmi rýchlo reaguje na meniace sa jazdné podmienky. Na porovnanie, 100 ms potrebných na úplné zopnutie alebo vypnutie spojky je podstatne kratší čas, kým vozidlo môže reagovať zrýchlením na okamžitú zmenu polohy plynového pedála. Je to spôsobené tým, že medzi stlačením plynového pedálu a reakciou motora v podobe zvýšenia výkonu uplynie približne 200 milisekúnd. Samozrejme, hovoríme o atmosférickom benzínovom motore, v prípade preplňovaných motorov alebo dieselových motorov je tento čas ešte dlhší. V praxi je teda systém xDrive pripravený skôr, ako zareaguje stlačený akcelerátor. Činnosť systému však nekončí len zmenou polohy akcelerátora. Systém je dynamický či skôr predvídateľný pre ostatné jazdné parametre a neustále sleduje stav auta, aby čo najoptimálnejšie rozložil krútiaci moment motora medzi obe nápravy. Snímač priečneho zrýchlenia má pod mikroskopom na starosti napríklad rýchlosť otáčania kolies, uhol ich natočenia, odstredivú silu, natočenie vozidla či aktuálny krútiaci moment motora.
Na základe informácií získaných z rôznych snímačov dokáže systém určiť, či je potrebná reakcia, ak má vozidlo tendenciu k pretáčavosti alebo nedotáčavosti. Keď sa nedotáčavosť nakloní – predné kolesá smerujú k vonkajšiemu okraju zákruty – elektronicky riadená lamelová spojka prerozdelí krútiaci moment z prednej nápravy na zadnú v priebehu desiatok milisekúnd. Tendenciou k pretáčavosti, teda keď je zadná časť otočená k okraju vozovky, xDrive presmeruje hnaciu silu motora zo zadnej nápravy na prednú a tzv. vytiahne auto z nevyhnutného šmyku. Aktívna zmena rozdelenia krútiaceho momentu motora teda bráni zásahu stabilizačného systému DSC, ktorý sa aktivuje až vtedy, keď si to dopravná situácia vyžaduje. Prepojením systému xDrive s DSC možno zásah motora a ovládanie bŕzd aktivovať oveľa jemnejším spôsobom. Inými slovami, systém DSC nezasiahne, ak vhodné rozloženie výkonu motora je samo schopné eliminovať riziko pretáčania alebo nedotáčania.
Pri rozjazde je lamelová spojka zablokovaná pri rýchlosti približne 20 km / h, takže pri akcelerácii má vozidlo maximálnu trakciu. Keď je táto hranica prekročená, systém rozdeľuje výkon motora medzi prednú a zadnú nápravu v závislosti od aktuálnych jazdných podmienok.
V nízkych otáčkach, keď nie je potrebný vysoký výkon motora a vozidlo sa otáča (napríklad v zákrutách alebo pri parkovaní), systém vypne pohon prednej nápravy a výkon motora sa prenesie iba na zadnú nápravu. Cieľom je znížiť spotrebu paliva a obmedziť vplyv nechcených síl na jazdu.
Podobné správanie systému je možné vidieť napríklad pri vysokých rýchlostiach. pri plynulej jazde po diaľnici. Pri týchto rýchlostiach nie je potrebný nepretržitý pohon oboch náprav, pretože to zvýši opotrebovanie súčiastok a taktiež zvýši spotrebu paliva. Pri rýchlosti nad 130 km / h vydá riadiaca elektronika príkaz na otvorenie stredovej lamelovej spojky a výkon motora sa prenáša iba na zadné kolesá.
Na povrchoch s nízkou trakciou (ľad, sneh, blato) systém blokuje trakciu, aby zaistil najlepšiu trakciu. Ale čo keď jedno koleso má dobrú trakciu a ostatné tri sú na klzkom povrchu? Iba model vybavený systémom DPC dokáže preniesť 100% výkonu motora na jedno koleso. Pomocou diferenciálu a systému DPC (Dynamic Performance Control) umiestneného na zadnej náprave sa krútiaci moment aktívne prerozdeľuje medzi pravé a ľavé zadné kolesá. Takto je vybavené napríklad aj BMW X6. V iných vozidlách sa 100% výkonu motora prenáša na nápravu, kde je umiestnené koleso s najlepším záberom, napríklad ak sú tri kolesá na ľade a jedno napríklad na asfalte. V tomto prípade systém delí pomer 50:50 pre pravé aj ľavé koleso, pričom koleso na povrchu s menšou priľnavosťou zabrzdí DSC, aby nedošlo k prílišnému pretáčaniu. V tomto prípade systém rozdeľuje výkon motora iba medzi nápravy a nie medzi jednotlivé kolesá.
Systém xDrive ťaží aj z minimálnych nárokov na údržbu. Výrobca odporúča výmenu oleja po cca 100 000 - 150 000 km, najmä pri vozidlách, ktoré sa často používajú na poľných cestách alebo slúžia na ťahanie prívesu. Systém xDrive pridáva na hmotnosti vozidla približne 75 až 80 kg a spotreba paliva sa v závislosti od verzie a typu motora pohybuje medzi 0,4 a 1 litrom paliva v porovnaní len s modelmi s pohonom zadných kolies.
