BMW xDrive – Autoubik
Pohon dvou náprav xDrive poprvé představilo BMW v X3 v roce 2003 a brzy poté s přepracovaným X5. Postupně tento pokročilý systém pronikl i do dalších modelů značky.
BMW však na pohon všech kol přešlo mnohem dříve. Historie prvního vozu s modrobílou vrtulí a pohonem obou náprav sahá až do meziválečného období. V roce 1937 si ho objednal tehdejší wehrmacht a šlo o otevřený čtyřdveřový vůz s plátěnou střechou. Následně zůstal pohon 4×4 automobilky dlouho stranou, dokud se neobjevil konkurenční model Audi Quattro, který nemohl nechat automobilku BMW zahálet. V roce 1985 byl uveden do sériové výroby model E30 s pohonem všech kol, BMW 325iX. V roce 1993 vybavil také BMW 525iX sedan vyšší střední třídy modernější technologií pro spolupráci se systémem ABS s pohonem všech kol. Středový diferenciál s elektromagnetickým ovládáním umožňoval rozdělovat točivý moment v rozsahu 0-100 % a zadní diferenciál rozváděl sílu na kola elektrohydraulickým uzávěrem. Další evoluce systému pohonu všech kol, vybaveného třemi diferenciály, spočívala v nahrazení jejich uzávěrů přibrzďováním jednotlivých kol, které měl na starosti stabilizační systém DSC. Při běžné jízdě byl točivý moment rozdělen na jednotlivé nápravy v poměru 38:62 %. Takový systém byl použit například u modelů E46 nebo předfaceliftovaných modelů X5. BMW při dalším vývoji systému pohonu 4×4 spoléhalo na to, že většina majitelů takových vozidel vyráží na silnice jen zřídka, a když už, je to většinou jen lehčí terén.
Co je xDrive?
xDrive je systém stálého pohonu všech kol, který spolupracuje s elektronickým stabilizačním systémem DSC, obsahující lamelovou spojku, která nahrazuje klasický mechanický středový diferenciál. Při vývoji nového systému pohonu všech kol bylo cílem BMW zachovat kromě zlepšení trakce vozidla i typické jízdní vlastnosti klasické koncepce motoru vpředu a vzadu.
Točivý moment motoru je distribuován elektronicky ovládanou lamelovou spojkou umístěnou v rozvodové převodovce, která je obecně umístěna za převodovkou. V závislosti na aktuálních jízdních podmínkách rozděluje točivý moment mezi přední a zadní nápravu. Systém xDrive je propojen se stabilizačním systémem DSC. Rychlost, při které je spojka plně zapojena nebo odpojena, je menší než 100 ms. Chlazení olejové náplně, ve které je umístěna lamelová spojka, se nazývá takzvané tlačení. To znamená, že vnější plášť má žebra, která odvádějí přebytečné teplo do okolního vzduchu v důsledku proudění vzduchu během pohybu.
Stejně jako konkurenční systém Haldex je i xDrive neustále vylepšován. Současnou prioritou je zvýšení účinnosti celého systému, což vede ke snížení celkové spotřeby paliva vozidla. Nejnovější verze má integrovaný servomotor ovládání lamelové spojky ve skříni převodovky. To eliminuje potřebu olejového čerpadla, což má za následek méně dílů v celém systému. Nejnovější evoluce systému xDrive poskytuje 30% snížení ztrát třením, což znamená celkové snížení spotřeby paliva o 3 až 5 % (v závislosti na typu vozidla) ve srovnání s první generací. Úkolem je co nejvíce se přiblížit spotřebě paliva modelu pouze s klasickým pohonem zadních kol. Za normálních jízdních podmínek systém rozděluje točivý moment na zadní nápravu v poměru 60:40. Vzhledem k tomu, že řada fanoušků značky zpočátku modelu xDrive vytýkala, že je méně svižný, objemný a také náchylný k nedotáčivosti v utaženějších zatáčkách, zapracoval výrobce na tuningu. V posledním vývoji je tedy v maximální míře preferována zadní náprava, samozřejmě při zachování potřebné celkové trakce a bezpečnosti vozidla při jízdě. Systém xDrive je k dispozici ve dvou verzích. U limuzín a kombi tzv. kompaktnější řešení, to znamená, že přenos síly motoru na hnací hřídel vedoucí k přední nápravě zajišťuje ozubené kolo. Terénní vozidla jako X1, X3, X5 a také X6 používají k přenosu točivého momentu ozubené kolo.
Popis systému a xDrive v praxi
Jak již bylo řečeno, xDrive velmi rychle reaguje na měnící se jízdní podmínky. Pro srovnání, 100 ms potřebných k úplnému sepnutí nebo vypnutí spojky je podstatně kratší doba, než může vozidlo reagovat zrychlením na okamžitou změnu polohy plynového pedálu. Je to dáno tím, že mezi sešlápnutím plynového pedálu a reakcí motoru v podobě zvýšení výkonu uplyne zhruba 200 milisekund. Samozřejmě se bavíme o atmosférickém benzínovém motoru, v případě přeplňovaných motorů nebo dieselových motorů je tato doba ještě delší. V praxi je tedy systém xDrive připraven dříve, než zareaguje stlačený akcelerátor. Činnost systému však nekončí pouze změnou polohy akcelerátoru. Systém je dynamický či spíše předvídatelný pro ostatní jízdní parametry a neustále sleduje stav vozu, aby co nejoptimálněji rozložil točivý moment motoru mezi obě nápravy. Pod mikroskopem je například snímač příčného zrychlení zodpovědný za rychlost otáčení kol, úhel jejich natočení, odstředivou sílu, zatáčení vozidla nebo aktuální točivý moment motoru.
Na základě informací získaných z různých senzorů může systém určit, zda je vyžadována reakce, pokud má vozidlo tendenci k přetáčivosti nebo nedotáčivosti. Když se nedotáčivost nakloní – přední kola směřují k vnějšímu okraji zatáčky – elektronicky řízená lamelová spojka přerozděluje točivý moment z přední nápravy na zadní v řádu desítek milisekund. Sklonem k přetáčivosti, tedy když je zadní část otočena k okraji vozovky, přesměruje xDrive hnací sílu motoru ze zadní nápravy na přední, a tzv. vytáhne auto z nevyhnutelného smyku. Aktivní změna v rozdělení točivého momentu motoru tak zabraňuje zásahu stabilizačního systému DSC, který se aktivuje, až když to dopravní situace vyžaduje. Propojením systému xDrive s DSC lze zásah motoru a ovládání brzd aktivovat mnohem jemnějším způsobem. Jinými slovy, systém DSC nezasáhne, pokud je vhodné rozdělení výkonu motoru samo schopno eliminovat riziko přetáčivosti či nedotáčivosti.
Při rozjezdu je lamelová spojka zablokována na rychlost přibližně 20 km / h, takže při zrychlování má vozidlo maximální trakci. Když je tento limit překročen, systém rozděluje výkon motoru mezi přední a zadní nápravu v závislosti na aktuálních jízdních podmínkách.
Při nízkých rychlostech, kdy není vyžadován vysoký výkon motoru a vozidlo se otáčí (například při zatáčení nebo parkování), systém odpojí pohon přední nápravy a výkon motoru se přenese pouze na zadní nápravu. Cílem je snížit spotřebu paliva a omezit vliv nežádoucích sil na řízení.
Podobné chování systému lze pozorovat například při vysokých rychlostech. při plynulé jízdě po dálnici. Při těchto rychlostech není vyžadován nepřetržitý pohon obou náprav, protože to zvýší opotřebení součástí a také zvýší spotřebu paliva. V rychlostech nad 130 km / h vydá řídicí elektronika povel k otevření středové lamelové spojky a výkon motoru se přenáší pouze na zadní kola.
Na plochách s nízkou trakcí (led, sníh, bláto) systém před zablokováním trakce zajistí nejlepší trakci. Ale co když jedno kolo má dobrou trakci a další tři jsou na kluzkém povrchu? Pouze model vybavený systémem DPC dokáže přenést 100% výkonu motoru na jedno kolo. Pomocí diferenciálu a systému DPC (Dynamic Performance Control) umístěného na zadní nápravě se točivý moment aktivně přerozděluje mezi pravé a levé zadní kolo. Tak je vybaveno například BMW X6. U jiných vozidel se 100% výkonu motoru přenáší na nápravu, kde je umístěno kolo s nejlepším záběrem, například pokud jsou tři kola na ledu a jedno, například na asfaltu. V tomto případě systém rozděluje poměr 50:50 na pravé i levé kolo, přičemž kolo na povrchu s menší přilnavostí zabrzdí DSC, aby nedocházelo k přílišnému přetáčivosti. V tomto případě systém rozděluje výkon motoru pouze mezi nápravy a nikoli mezi jednotlivá kola.
Systém xDrive také těží z minimálních nároků na údržbu. Výrobce doporučuje výměnu oleje po cca 100 000 - 150 000 km, zejména u vozidel, která často jezdí na polních cestách nebo slouží k tažení přívěsu. Systém xDrive přidává k hmotnosti vozidla přibližně 75 až 80 kg a spotřeba paliva se v závislosti na verzi a typu motoru pohybuje mezi 0,4 a 1 litrem paliva ve srovnání pouze s modely s pohonem zadních kol.
