XDrive全轮驱动系统
与上世纪的汽车相比，现代汽车变得更快，发动机更经济，但不以牺牲性能为代价，舒适系统让您享受驾驶汽车，即使它是代表预算班。 同时，主被动安全系统得到了改进，由大量元素组成。
但是汽车的安全性不仅取决于刹车的质量或安全气囊的数量（有关它们的工作原理，请阅读 这里）。 道路上发生了多少事故，是因为驾驶员在不稳定的路面上高速行驶或急转弯时失去了对车辆的控制！ 在这种情况下，使用不同的系统来稳定运输。 例如，当一辆汽车进入一个急转弯时，它的重心会转移到一侧，从而变得更加负载。 结果，卸载侧的每个车轮都失去牵引力。 为了消除这种影响，有一个汇率稳定系统、横向稳定器等。
但是为了让汽车能够克服任何困难的路段，不同的汽车制造商为他们的一些车型配备了能够转动每个车轮的变速器，使其成为领先的车型。 该系统通常称为四轮驱动。 每个制造商都以自己的方式实现这一发展。 比如奔驰就开发了4Matic系统，前面已经提到过 单独审查... 奥迪有一辆 Quattro。 宝马为许多车型配备了 xDrive 变速箱。
这样的变速箱主要是配备了成熟的SUV，一些跨界车型（阅读这些车型之间的区别 另)，因为这些汽车更有可能行驶在铺砌不良的道路上。 例如，它们用于参加越野比赛。 但一些高档乘用车或跑车也可以配备四轮驱动。 除了在简单的越野地形上高效之外，这些汽车对快速变化的道路状况充满信心。 比如冬天下大雪，除雪设备还没有应付它的任务。
与前轮驱动或后轮驱动车型相比，全轮驱动车型更有可能在积雪覆盖的道路上行驶。 现代系统具有自动操作模式，因此驾驶员无需控制何时激活特定选项。 只有领先的公司才能开发这样的系统。 他们每个人都有自己的专利，可以在他们的汽车中实现自动全轮驱动。
让我们考虑一下 xDrive 系统是如何工作的，它由哪些元素组成，它的特点是什么以及一些故障。
一般概念
尽管具有这种变速器的汽车的扭矩分配到所有车轮，但全轮驱动汽车不能称为越野车。 主要原因是旅行车、轿车或双门轿车的离地间隙很小，这就是为什么无法克服严重的越野条件的原因——汽车只会坐在被 SUV 撞倒的第一条赛道上.
出于这个原因，主动全轮驱动系统的目的是在不稳定的道路上为汽车提供最佳的稳定性和控制，例如，当车辆进入雪线或冰上时。 驾驶前轮驱动的汽车，在这种条件下驾驶后轮驱动的汽车更需要驾驶员的丰富经验，尤其是在汽车速度很高的情况下。
无论系统是哪一代，它将包括：
- 齿轮箱（有关齿轮箱操作类型和原理的更多详细信息，请阅读 这里);
- 讲义（关于它是一种什么样的机制，以及为什么在汽车中需要它，它被描述 在另一篇文章中);
- 万向轴（它是如何工作的，以及万向传动可以在哪些其他汽车系统中使用，阅读 另);
- 前轮驱动轴；
- 两个轴上的主齿轮。
出于一个简单的原因，此列表不包括差异。 每一代都对该元素进行了不同的修改。 它不断进行现代化改造，其设计和操作原理发生了变化。 有关什么是差速器及其在汽车变速器中的作用的详细信息，请阅读 这里.
制造商将 xDrive 定位为永久性全轮驱动系统。 事实上，该设计提供了最初的开发，并且仅适用于某些型号。 对于该品牌的所有其他汽车，可以使用所谓的插入式四轮驱动。 即当主驱动轮打滑时连接第二轴。 这种变速箱不仅用于 BMW SUV 和跨界车，还用于该车型系列的许多乘用车变体。
在经典意义上，四轮驱动应该为在不稳定路段以动态模式驾驶车辆提供最大的便利。 这使得机器更容易控制。 原则上，这是拉力赛中使用全轮驱动汽车的主要原因（其他流行的使用强力汽车的汽车比赛被描述为 在另一则评论中).
但是，如果扭矩以错误的比率沿轴分配，则会影响：
- 汽车转动方向盘时的反应能力；
- 车辆动力下降；
- 汽车在直路段行驶不稳定；
- 操作时舒适度降低。
为了消除所有这些影响，这家巴伐利亚汽车制造商以后轮驱动车辆为基础，修改了它们的变速器，提高了车辆的安全性。
系统创建和开发的历史
1985 年，巴伐利亚汽车制造商首次推出了全轮驱动车型。 在那个时代，没有跨界之类的东西。 然后所有比普通轿车、掀背车或旅行车大的东西都被称为“吉普”或 SUV。 但是在80年代中期，宝马还没有开发出这种类型的汽车。 然而，对全轮驱动效率的观察，这已经在一些奥迪车型中可用，促使巴伐利亚公司的管理层开发自己的装置，确保扭矩以不同的比率分配到车辆的每个轴上.
可选地，此开发已安装在 3 系列和 5 系列型号中。 只有少数汽车可以接受这种设备，而且只能作为昂贵的选择。 为了使这些汽车与后轮驱动的同类车型不同，该系列获得了 X 指数。后来（即 2003 年）该公司将此名称更改为 xDrive。
在成功测试该系统后，它的发展随之而来，因此有多达四代。 每次后续修改都以更高的稳定性、功率沿轴分配的方案以及设计中的一些更改而著称。 前三代以固定方式在轴之间分配扭矩（比率不能改变）。
让我们分别考虑每一代的特征。
第一代
如前所述，巴伐利亚汽车制造商创造全轮驱动的历史始于 1985 年。 第一代具有恒定的前桥和后桥扭矩分配。 确实，功率比是不对称的——后轮驱动获得了 63% 的动力，前轮驱动获得了 37% 的动力。
配电方案如下。 在车轴之间，扭矩应该由行星差速器分配。 它被粘性耦合阻塞（描述了它是什么类型的元素以及它是如何工作的 在另一则评论中）。 由于这种设计，如有必要，可以将牵引力传递到前桥或后桥上，最高可达 90%。
后中央差速器中还安装了一个粘性离合器。 前桥没有配备锁，差速器是自由的。 了解为什么需要差速锁。 另... BMW iX325（1985 年发布）配备了这样的变速器。
尽管变速器将牵引力传递到两个车轴，但具有这种变速器的汽车被认为是后轮驱动，因为后轮直接接收到相应数量的牛顿。 取力器通过带链传动的分动箱连接到前轮。
与奥迪使用的 Torsen 锁相比，这种开发的缺点之一是粘性联轴器的可靠性低（有关此修改的更多详细信息，请参见 在另一篇文章中）。 第一代从巴伐利亚汽车制造商的装配线下线，直到 1991 年下一代全轮驱动变速器出现。
第二代
该系统的第二代也是不对称的。 扭矩分配以 64（后轮）与 36（前轮）的比率进行。 E525（第五系列）后部的轿车和旅行车 34iX 中使用了这种修改。 两年后，这款变速箱进行了升级。
改造前的版本使用带电磁驱动的离合器。 它安装在中央差速器上。 该设备由来自 ESD 控制单元的信号激活。 前差速器仍然是自由的，但后部有一个锁定差速器。 这个动作是由一个电动液压离合器完成的。 由于这种设计，推力几乎可以立即以 0% 到 100% 的最大比率传递。
由于现代化，公司的工程师改变了系统的设计。 中央差速器仍可锁定。 为此，使用了多盘电磁摩擦元件。 仅由 ABS 系统单元进行控制。
主齿轮失去了锁定，交叉轴差速器变得自由。 但是在这一代中，使用了仿制的后差速锁（ABD 系统）。 该设备的操作原理非常简单。 当确定车轮转速的传感器记录到左右车轮的转速差异时（当其中一个开始打滑时会发生这种情况），系统会稍微减慢旋转速度较快的那个。
第三代
1998 年，巴伐利亚人的全轮驱动变速器发生了代际变化。 至于扭矩分配的比例，那么这一代也是不对称的。 后轮承受 62% 的推力，前轮承受 38% 的推力。 这种变速箱可以在旅行车和 BMW 3 系 E46 轿车中找到。
与上一代不同，该系统配备了完全自由的差速器（即使是中央的差速器也没有被阻挡）。 主要齿轮收到了阻塞的模仿。
在第三代 xDrive 全轮驱动变速器开始生产一年后，该公司发布了“Crossover”级的第一款车型。 BMW X5 使用与第三系列乘用车相同的系统。 与该修改不同的是，该变速箱配备了仿制的交叉轴差速器。
直到 2003 年，所有三代都代表了 FullTime 全时驱动。 此外，该汽车品牌的所有四轮驱动车型均配备了 xDrive 系统。 在乘用车中，该系统的第三代一直使用到 2006 年，而在跨界车中，它在两年前被第四代取代。
IV世代
最新一代的全轮驱动系统于 2003 年推出。 它是新 X3 跨界车以及重新设计的 3 系列 E46 车型的基础设备的一部分。 该系统默认安装在 X 系列的所有型号中，并作为选项安装在其他型号中，2 系列除外。
这种修改的一个特点是没有轴间差速器。 取而代之的是使用摩擦多片离合器，该离合器由伺服驱动器控制。 在标准条件下，60% 的扭矩传递到后轴，40% 传递到前轴。 当道路上的情况发生巨大变化（汽车遇到泥泞、陷入深雪或冰层）时，系统能够将比例更改为 0:100。
系统如何运作
由于市场上第四代四驱车型较多，我们将重点关注此次改装的工作。 默认情况下，牵引力不断传递到后轮，因此该车不被视为全轮驱动，而是连接前轴的后轮驱动。
多片离合器安装在车轴之间，正如我们已经注意到的，它是通过使用伺服驱动器的杠杆系统进行控制的。 该机构夹紧离合器盘，由于摩擦力，链条分动箱被激活，它连接前桥轴。
取力器取决于制动盘的压缩强度。 该装置能够为前轮提供 50% 的扭矩分配。 当伺服系统打开离合器盘时，100% 的牵引力传递到后轮。
由于存在大量与之相关的系统，伺服的操作几乎是智能型的。 因此，道路上的任何条件都可以触发系统的激活，该系统将在 0.01 秒内切换到所需的模式。
这些是影响 xDrive 系统激活的系统：
- ICM... 这是一个记录汽车底盘性能并控制其部分功能的系统。 它提供了步行者与其他机制的同步；
- DSC... 这是稳定性控制系统的制造商名称。 由于来自传感器的信号，牵引力在前轴和后轴之间分配。 它还激活了前后差速器电子锁的模拟。 该系统激活开始打滑的车轮上的制动器，以防止扭矩传递给它；
- AFS... 这是一个固定舵机位置的系统。 如果汽车撞到不稳定的表面，在一定程度上触发了打滑轮的制动系统，该装置可以稳定汽车，使其不打滑；
- DTS... 牵引力控制系统；
- HDC... 长坡行驶时的电子助手；
- DPC... 有些车型没有这个系统。 它可以帮助驾驶员在高速转弯时控制汽车。
这家汽车制造商的主动四轮驱动有一个优势，可以让开发与其他公司的同类产品竞争。 它在于设计和实现扭矩分配的方案相对简单。 此外，系统的可靠性是由于没有差速锁。
以下是 xDrive 系统的其他一些好处：
- 牵引力沿车轴的重新分配采用无级方法；
- 电子设备不断监测车辆在道路上的状态，当道路情况发生变化时，系统即时调整；
- 无论路面如何，都能促进驾驶控制；
- 制动系统的工作效率更高，在某些情况下驾驶员不需要踩刹车来稳定汽车；
- 无论驾驶者的驾驶技术如何，该车在困难路段上都比经典的后轮驱动车型更稳定。
系统操作模式
尽管该系统无法改变固定轴之间的扭矩比，但 BMW 的主动 xDrive 全轮驱动可在多种模式下运行。 如上所述，这取决于道路情况以及联网汽车系统的信号。
以下是电子设备可以激活每个轴的取力器变化的典型情况：
- 司机开始平稳地行驶。 在这种情况下，电子设备会激活伺服系统，以便分动箱将 50% 的扭矩传递给前轮。 当汽车加速到20公里/小时时，电子设备放松对摩擦中心联轴器的影响，从而使轴之间的扭矩比平滑地变化为40/60（前/后）；
- 转弯时打滑（描述了为什么会出现转向过度或转向不足，以及在这种情况下需要采取的措施） 在另一则评论中) 使系统将前轮激活 50%，以便它们开始拉动汽车，在打滑时使其稳定。 如果此效果无法控制，控制单元会激活一些安全系统；
- 拆除。 在这种情况下，相反，电子设备使汽车后轮驱动，因此后轮推动汽车，使其转向与方向盘旋转相反的方向。 此外，汽车电子设备使用了一些主动和被动安全系统；
- 汽车驶上了冰面。 在这种情况下，系统将动力一半分配给两个车桥，车辆就变成了经典的全轮驱动；
- 在狭窄的道路上停车或以 180 公里/小时以上的速度行驶。 在此模式下，前轮完全停用，所有牵引力仅提供给后轴。 这种模式的缺点是后轮驱动的汽车停车比较困难，例如，如果你需要开到一个小的路缘石上，如果路面很滑，车轮就会打滑。
xDrive系统的缺点是，由于中央差速器或横轴差速器没有阻塞，无法强行开启特定模式。 例如，如果驾驶员确切地知道汽车将在特定区域准确进入什么，他将无法打开前轴。 它会自动激活，但只有在汽车开始打滑时才会激活。 一个没有经验的司机会开始采取某些措施，这时候前轴会打开，这可能会导致事故。 为此，如果没有驾驶此类交通工具的经验，最好在封闭道路或特殊场所练习。
系统的要素
值得考虑的是，客车车型的改装与跨界车配备的选项不同。 分动箱传输的差异。 在跨界车中，它是链条，而在其他车型中，它是齿轮。
xDrive 系统包括：
- 自动变速箱；
- 分动箱；
- 多片摩擦离合器。 安装在分动箱内，代替中央差速器；
- 前后万向齿轮；
- 前后交叉轴差速器。
旅行车和轿车的分动箱包括：
- 前轮驱动;
- 伺服控制凸轮；
- 中档；
- 驱动齿轮；
- 主杆；
- 多片离合器；
- 后桥驱动机构；
- 伺服电机；
- 几个摩擦元件；
- 由伺服电机连接的小齿轮。
跨界箱使用类似的设计，只是使用链条代替惰轮。
多片式摩擦离合器
最新一代智能 xDrive 系统的一个特点是没有中央差速器。 它被多片离合器取代。 它由电动伺服驱动。 该机构的操作由变速器控制单元控制。 当汽车处于困难路况时，微处理器接收来自稳定性控制系统、转向、底盘等的信号。 根据这些脉冲，触发编程算法，伺服驱动器以对应于从轴上所需扭矩的力夹紧离合器盘。
根据变速箱类型（对于乘用车和跨界车，使用不同的改装），分动箱中的扭矩通过齿轮或链条部分提供给前桥轴。 离合器盘的压缩力取决于控制单元接收的值。
什么保证了系统的效率
因此，xDrive 系统的优势在于前后轴之间动力的平稳无级重新分配。 其有效性归功于分动箱，该分动箱通过多片离合器启动。 关于她的事，早就有人说了。 由于与其他系统同步，变速器可以快速适应不断变化的路况并改变取力器模式。
由于该系统的任务是尽可能消除驱动轮的打滑，因此配备该系统的车辆在打滑后更容易稳定。 如果想要重新输入（关于它是什么，请阅读 这里)，然后，如果可能，必须禁用或停用某些防止驱动轮打滑的系统。
主要故障
如果传输出现问题（机械或电子故障），则仪表板上的相应信号将亮起。 根据故障类型，可能会出现 4x4、ABS 或制动图标。 由于变速器是汽车中的稳定单元之一，它的急剧完全故障主要发生在驾驶员忽略车载系统的信号或在变速器元件发生故障之前发生故障时。
如果出现轻微故障，整洁上可能会显示一个周期性闪烁的指示灯。 如果什么都不做，随着时间的推移，闪烁的信号开始持续发光。 xDrive 系统中的“薄弱环节”是伺服，它在一定程度上压住了中央离合器的盘片。 幸运的是，设计人员预见到了这一点，并将该机构定位为如果出现故障，则无需拆卸一半的传动装置。 此项目位于讲义之外。
但这并不是该系统的唯一故障特征。 来自某些传感器的信号可能会丢失（触点被氧化或线芯损坏）。 也可能发生电子故障。 要识别错误，您可以运行车载系统的自诊断（描述了如何在某些汽车上完成此操作） 这里) 或给车辆进行计算机诊断。 单独阅读 这个程序是如何进行的。
如果伺服驱动器发生故障，电刷或霍尔传感器可能会发生故障（描述了该传感器的工作原理 在另一篇文章中）。 但即使在这种情况下，您也可以继续驾车前往服务站。 只有汽车将只是后轮驱动。 诚然，伺服电机损坏的持续运行充满了齿轮箱的故障，因此您不应该拖延维修或更换伺服系统。
如果司机按时换油箱里的油，razdatka会“活”大约100-120万。 公里。 里程。 机构的磨损将通过润滑剂的状况来指示。 对于诊断，只需将变速箱油盘中的油稍微排出即可。 滴在干净的餐巾纸上，您可以判断是否该修复系统了。 金属屑或焦味表明需要更换机械装置。
伺服电机出现问题的一个迹象是加速不均匀（汽车颠簸）或后轮发出汽笛声（制动系统工作正常）。 有时，在驾驶时，系统可以将动力重新分配给一个驱动轮，让汽车更自信地转弯。 但在这种情况下，变速箱承受重载，很快就会失效。 出于这个原因，您不应该在高速下征服弯道。 无论四驱还是安全系统再可靠，也不能完全消除物理规律对汽车的影响，所以为了路上的安全还是要冷静驾驶，尤其是在高速公路不稳定的路段.
结论
因此，宝马的 xDrive 已经很好地证明了自己，汽车制造商将其安装在大多数乘用车上，以及带有 X 指数的“跨界”细分市场的所有车型上。与前几代相比，这一代足够可靠，制造商不打算用其他任何东西代替它。然后最好。
在评论结束时 - 关于 xDrive 系统如何工作的简短视频：
问题与解答：
什么是 BMW X Drive？ 这是由 BMW 工程师开发的全轮驱动系统。 它属于具有连续和可变扭矩分配的永久全轮驱动系统类别。
X Drive系统如何工作？ 这种变速器基于经典的后轮驱动方案。 扭矩通过分动箱（由摩擦离合器控制的齿轮传动装置）沿轴分配。
X Drive是什么时候出现的？ BMW xDrive 全轮驱动变速器的官方介绍发生在 2003 年。 在此之前，使用了沿轴具有恒定固定推力分布的系统。
BMW 全轮驱动的名称是什么？ 宝马使用两种驱动方式。 后面很经典。 原则上不使用前轮驱动。 但是具有可变轴比的全轮驱动是一个相对较新的发展，它被表示为 xDrive。
