Полный привод bmw схема
xDrive — это система полного привода, которая состоит из системы динамического контроля стабильности (DSC) и и дисковой муфты с электронным управлением в раздаточной коробке.
Дисковая муфта с электронным управлением передает крутящий момент на передний мост плавно и по мере необходимости. Задний мост имеет постоянный привод.
При разъединенной дисковой муфте весь крутящий момент передается на задний мост.
Постоянно осуществляется связь между xDrive и DSC. Расчет исходных показателей динамики движения производится блоком управления DSC.
К важным данным относятся:
— Положение педали акселератора
— крутящий момент двигателя;
— показатели динамики движения.
DSC определяет необходимую степень блокировки. Результат оценки степени блокировки передается системе xDrive. Благодаря этому xDrive всегда располагает информацией о том, может ли автомобиль реагировать на действия водителя. Если появляется тенденция к пробуксовке колес, или возникает угроза излишней или недостаточной поворачиваемости, xDrive вмешивается и выполняет коррекцию. xDrive по потребности изменяет распределение крутящего момента между мостами.
Лишь в том случае, если xDrive не может больше самостоятельно поддерживать курсовую устойчивость автомобиля, дополнительно вмешивается DSC. Мощность двигателя снижается, и происходит целенаправленное притормаживание отдельных колес.
При изменении качества дорожного покрытия (например, снег, лед, рыхлый грунт) крутящий момент передается по потребности на мост с лучшей тягой.
Раздаточные коробки устанавливаются на автомобили в следующих вариантах:
— E53: раздаточная коробка ATC 500
(ATC = Active Torque Control, т. е. активный контроль крутящего момента)
— E70: раздаточная коробка ATC 700
— E83: раздаточная коробка ATC 400
Раздаточные коробки имеют следующие различия:
— Разное число дисков в дисковых муфтах.
— Разное расстояние между входным валом и выходным валом к переднему мосту.
— Карданный вал к редуктору переднего моста на E53, E70 вставлен, на E83 крепится через фланец
В соответствии с большим крутящим моментом двигателей на E53, E70 раздаточная коробка рассчитана на передачу большего момента.
Преимущества:
Благодаря распределению крутящего момента между мостами по потребности автомобиль с xDrive имеет следующие преимущества:
— превосходная устойчивость вплоть до предельных значений;
— оптимальный передний привод;
— отличная тяга во всех ситуациях движения.
xDrive входит в серийную комплектацию E70, E83, а также E53 с 10/2003 в рамках модернизации.
Краткое описание узла
xDrive включает следующие узлы:
— Раздаточная коробка с дисковой муфтой
В раздаточной коробке находится дисковая муфта с электронным управлением. Дисковая муфта распределяет крутящий момент между передним и задним мостами плавно и по потребности .
— Серводвигатель VTG с инкрементным датчиком и классификационным сопротивлением
С помощью серводвигателя VTG (VTG: раздаточная коробка) дисковая муфта блокируется и разблокируется. С помощью инкрементного датчика определяются скорость регулирующего воздействия и положение вала серводвигателя.
Через классификационное сопротивление учитываются механические допуски в раздаточной коробке. Благодаря этому обеспечивается оптимальное функционирование.
Регулировочный рычаг преобразует вращение серводвигателя VTG в осевое перемещение. [подробнее . ]
— Блок управления VTG
Блок управления регулирует степень блокировки дисковой муфты в раздаточной коробке в зависимости от следующих факторов:
команда на необходимую степень блокировки (поступает от блока управления DSC);
состояние трансмиссионного масла (определяется блоком управления VTG);
износ дисковой муфты (определяется блоком управления VTG);
нагрузка на серводвигатель раздаточной коробки (определяется блоком управления VTG);
температура трансмиссионного масла (определяется блоком управления VTG).
Блок управления VTG выдает следующую информацию на блок управления DSC:
фактическая степень блокировки;
все расчетные данные.
При необходимости степень блокировки ограничивается для уменьшения трения.
— DSC: Система динамического контроля стабильности
DSC выполняет, обеспечивая работу системы xDrive, следующие функции:
Регулировка полного привода
автоматическая блокировка дифференциала (ADB-X)
система курсовой устойчивости при спуске (HDC).
Регулировка полного привода
Система динамического контроля стабильности (DSC) определяет заданное значение регулировки полного привода для xDrive. Заданное значение зависит от тенденций к избыточной или недостаточной поворачиваемости автомобиля и от пробуксовки колес. Оно передается на блок управления VTG.
Автоматическая блокировка дифференциала
Автоматическая блокировка дифференциала (ADB-X) выполняет функцию традиционной блокировки дифференциала путем целенаправленного воздействия на тормозной механизм отдельных колес (известна по E53 и полноприводным E46).
Когда одно колесо склонно к пробуксовке, оно автоматически ADB-X подтормаживается до заданного проскальзывания. Тем самым, увеличивается крутящий момент на колесах, которые находятся на дорожном полотне с более высоким коэффициентом трения.
Система курсовой устойчивости при спуске
HDC — автоматическая система курсовой устойчивости при спуске на полноприводных автомобилях (известна по E53 и полноприводным E46).
HDC можно включить и выключить отдельной клавишей.
Если клавиша HDC нажата, система автоматически снижает скорость движения. Скорость движения снижается путем непосредственного воздействия на тормозные механизмы всех четырех колес до скорости, немного превышающей скорость пешехода. HDC поддерживает эту скорость на неизменном уровне (все функции DSC при этом активны).
С помощью педалей акселератора и тормоза или кнопок круиз-контроля можно плавно изменять скорость движения в диапазоне определенных значений.
В работе xDrive участвуют следующие блоки управления и переключатели:
— DME/DDE: Цифровая электронная система управления двигателем (DME)/цифровая электронная система управления дизельным двигателем (DDE)
DME/DDE производит вмешательство в работу двигателя, запрос на которое поступает от блока управления DSC (например, снижение мощности для предотвращения пробуксовки ведущих колес).
— Индикация в комбинации приборов
Состояния систем показываются следующим образом:
Горят контрольная и сигнальная лампы DSC/xDrive:
DSC/xDrive не активны.
Горят контрольная и сигнальная лампы DSC/xDrive и раздается звуковой сигнал:
DSC неисправна, ABS не задействована, блок управления VTG в порядке
DSC в порядке, блок управления VTG неисправен
-> Полный привод в аварийном режиме
Горят контрольная и сигнальная лампы DSC/xDrive, горят контрольная и сигнальная лампы ABS и общая сигнальная лампа неисправностей тормозной системы и раздается звуковой сигнал:
Невосстанавливаемый отказ DSC и/или отказ блока управления VTG
-> Полный привод в аварийном режиме
> E53, E83
Комбинация приборов выполняет функцию интерфейса передачи данных (= межсетевого преобразователя) между шинами K-Bus и PT-CAN.
— JBE: электронный блок управления (JBE)
ЭБУ JBE является интерфейсом (= межсетевым преобразователем) между шинами K-CAN и PT-CAN.
Электронно-управляемый токораспределитель состоит из электронного блока JBE и токораспределителя.
xDrive выполняет следующие функции:
— регулировка степени блокировки дисковой муфты;
Регулировка степени блокировки дисковой муфты
Степень блокировки дисковой муфты в раздаточной коробке регулируется. Благодаря этому обеспечивается плавное соединение переднего моста с трансмиссией. В зависимости от ситуации движения и состояния дорожного покрытия можно увеличивать или уменьшать крутящий момент на передних колесах.
ЭБУ DSC рассчитывает степень блокировки дисковой муфты следующим образом:
Предварительная установка = задаваемое водителем значение
Система регулировки динамики движения
Распознавание различных окружностей качения, описываемых колесами
Предварительная установка отражает действия водителя. Таким образом, она используется при расчете необходимой степени блокировки.
Для определения задаваемого водителем значения используются следующие критерии оценки:
— положение педали акселератора;
— крутящий момент двигателя;
— частота вращения коленвала;
— угол поворота рулевого колеса.
Система регулировки динамики движения
Система регулировки динамики движения контролирует поведение автомобиля при пробуксовке передних и задних колес. Задачей системы является достижение хорошей тяги и сохранение стабильного движения автомобиля, т. е. стабилизация.
Для контроля используются следующие критерии оценки:
— значения угловых скоростей колес;
— Скорость вращения автомобиля вокруг вертикальной оси
— угол поворота рулевого колеса
В нормальном режиме движения с полным приводом крутящий момент распределяется следующим образом:
— 40 % на передний мост;
— 60 % на задний мост.
Распределение крутящего момента изменяется в зависимости от противодействующего момента на каждой оси. Если, например, происходит трогание с места при полном ускорении на I-й передаче, вследствие динамического распределения самая большая нагрузка приходится на задний мост. При этом задний мост может передавать самый большой крутящий момент.
Пример: Передние колеса стоят на поверхности с высоким коэффициентом трения. Задние колеса стоят, например, на льду (низкий коэффициент трения). В этом случае почти 100 % крутящего момента передаются через передний мост. На едва нагруженном заднем мосту может возникнуть лишь незначительный противодействующий крутящий момент.
При прохождении поворотов вследствие поперечного ускорения возникает центробежная сила, которая стремится вынести автомобиль за пределы дорожного полотна. Если центробежная сила больше, чем максимально возможная боковая удерживающая сила колес, то стабильный режим движения автомобиля нарушается. Когда у автомобиля передние колеса скользят наружу относительно поворота, говорят о «недостаточной поворачиваемости». При избыточной поворачиваемости, напротив, хуже удерживаются задние колеса. Задняя часть автомобиля стремится наружу относительно поворота.
xDrive минимизирует тенденцию к недостаточной или избыточной поворачиваемости благодаря оптимальному распределению тяговых усилий между задними и передними колесами.
[подробнее . ]
Распознавание различных окружностей качения, описываемых колесами
Если окружности обкатки шин не равны, степень блокировки трансмиссии уменьшается на основании разности скоростей вращения колес (при заблокированной дисковой муфте).
Разница скоростей вращения может возникать по следующим причинам:
— При шинах разной конструкции:
Окружности качения шин разной конструкции или при сильной разнице в износе шин могут отличаться на величину до 1 %.
— При установленном аварийном колесе
— При сильной разнице в износе шин
Благодаря распознаванию различных окружностей качения, описываемых колесами за 1 оборот, разность скорости вращения колес может быть компенсирована за счет проскальзывания в дисковой муфте.
Для компенсации в ситуациях без существенной регулировки динамики движения уменьшается степень блокировки.
В аварийном режиме регулировка динамики движения и функция ADB-X не выполняются.
В блок управления VTG встроен регулятор для аварийного режима. Регулятор дублирует регулировку дисковой муфты в блоке управления DSC.
При отказе блока управления DSC или пропадании важных сигналов датчиков регулятор стремится поддерживать полный привод в работоспособном состоянии так долго, насколько это возможно.
При пропадании отдельных сигналов датчиков рассчитываются эквивалентные значения. Соответствующие функции выполняются с эквивалентными значениями до тех пор, пока возможно целесообразное управление полным приводом. Это может привести к потере функций полного привода.
Указания по сервисному обслуживанию
При сервисном обслуживании выполнять следующие указания:
Источник статьи: http://tis.bmwcats.com/doc1092660/
Система полного привода xDrive
xDrive – оригинальная система интеллектуального полного привода, разработанная компанией BMW. Несмотря на то, что данная система относится к постоянному полному приводу, в своей основе она сохраняет классическую для BMW заднеприводную схему трансмиссии, т.е. при нормальных условиях движения и состоянии дорожного покрытия автомобиль ведет себя преимущественно как заднеприводный. Но при необходимости часть крутящего момента мгновенно перебрасывается на передние колеса. Таким образом система постоянно контролирует состояние движения автомобиля, непрерывно распределяя мощность между осями в оптимальном соотношении. За счет этого система xDrive обеспечивает исключительную управляемость и динамику при прохождении поворотов и движении по скользкой дороге.
История создания и развития системы
Фирменная система полного привода BMW xDrive была официально представлена в 2003 году. До этого момента ее предшественником была схема с постоянным распределением момента между осями в фиксированном соотношении. Первоначально полный привод предлагался опционально для заднеприводных моделей BMW 3-й и 5-й серий 80-х годов. История развития и совершенствования систем полного привода BMW насчитывает четыре генерации.
Полноприводная модель BMW iX325 1985 года выпуска
I поколение
1985 год – система полного привода, распределяющая крутящий момент постоянно в соотношении 37:63 для передней и задней осей соответственно. Задний и межосевой дифференциалы жестко блокировались при проскальзывании вязкостными муфтами, передний дифференциал – свободного типа. Применялась на модели 325iX.
II поколение
1991 год – постоянный привод с соотношением мощности между осями 36:64, с возможностью перераспределения на любую ось до 100% крутящего момента. Блокировка межосевого дифференциала осуществлялась с помощью электромагнитной многодисковой муфты, задний дифференциал блокировался муфтой с электрогидравлическим приводом, передний – свободный. В своей работе система учитывала показания колесных датчиков скорости, текущие обороты двигателя и положение педали тормоза. Применялась на модели 525iX.
III поколение
1999 год – полный привод с постоянным распределением мощности в отношении 38:62, все дифференциалы – свободные с электронной блокировкой. Система функционировала совместно с динамической системой курсовой устойчивости. Данная схема полного привода была применена на кроссовере Х5 первого поколения и показала отличные результаты как при движении по асфальту, так и в условиях легкого бездорожья.
IV поколение
2003 – интеллектуальная система полного привода xDrive была представлена в составе стандартной комплектации новой модели Х3 и обновленной модели 3-й серии Е46. На сегодняшний день xDrive устанавливается на все модели серии Х, опционально – для всех остальных моделей BMW, кроме 2-й серии.
Элементы системы
- Автоматическая КПП.
- Раздаточная коробка в корпусе с многодисковой муфтой, выполняющей функцию межосевого дифференциала.
- Карданные передачи (передняя и задняя).
- Межколесные дифференциалы (передний и задний).
Схема системы полного привода BMW xDrive
Многодисковая фрикционная муфта
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.
Принцип работы системы
В своей основе система xDrive использует заднеприводную схему трансмиссии. Движение в обычном режиме предусматривает распределение крутящего момента в соотношении 40:60 (для передней и задней осей). При необходимости на ось с лучшим сцеплением с дорожной поверхностью может передаваться весь потенциал мощности. xDrive работает в согласовании со всеми интегрированными системами активной безопасности, включая систему активного рулевого управления и систему курсовой устойчивости автомобиля.
Режимы работы системы
- Начало движения : дифференциал заблокирован, мощность между осями распределяется в оптимальном соотношении 40:60, на скорости свыше 20 км/ч соотношение крутящего момента определяется системой, исходя из текущих условий движения и дорожной поверхности.
- Избыточная поворачиваемость : при обнаружении системой xDrive признаков смещения задней оси наружу от центра поворота бОльшая мощность перенаправляется на переднюю ось; при необходимости подключается динамическая система курсовой устойчивости, притормаживая нужные колеса и выравнивая автомобиль.
- Недостаточная поворачиваемость : при регистрации системой увода передней оси от центра поворота на заднюю ось подается до 100% крутящего момента, а система курсовой устойчивости помогает при необходимости стабилизировать автомобиль.
- Движение по скользкой дороге : крутящий момент распределяется электроникой на ось с лучшим сцеплением колес, предотвращая пробуксовку.
- Парковка автомобиля : вся мощность перенаправляется на заднюю ось, облегчая управление водителю и снижая нагрузку на элементы трансмиссии.
Схема работы системы xDrive
Опираясь на показания многочисленных датчиков, управляющая электроника способна с точностью распознавать склонность автомобиля к уходу в занос при повороте или скорую потерю сцепления колес с дорожной поверхностью. Системой учитываются также и текущие параметры работы двигателя, скорость автомобиля, частота вращения колес, угол их поворота и боковое ускорение автомобиля. Это позволяет с упреждением просчитывать и за долю секунды изменять баланс мощности, распределяемый между осями. Стабилизация автомобиля происходит на грани потери управляемости, сохраняя силу тяги и динамику. Система курсовой устойчивости включается в работу в последний момент в том случае, если интеллектуальный полный привод не справился с задачей.
Источник статьи: http://techautoport.ru/transmissiya/sistemy-polnogo-privoda/xdrive.html
