Minden, amit az xDrive hajtásról tudni akart

Az intelligens összkerékhajtás-technológia modellspecifikus alkalmazására a BMW 2-es Active Tourer a legújabb példa. A hajtáslánc-technológiában rejlő alapvető különbség az előző változatokhoz képest, hogy a BMW most először egyesíti az xDrive összkerékhajtást keresztben beépített erőforrás által hajtott, elsőkerék-meghajtásra épülő hajtáslánccal.

A hajtáslánc-technológia teljes többletsúlya mindössze 61 kilogramm. A rendszer működésében rejlő veszteségek minimalizálása és az energiatakarékos működés mindeközben kedvező üzemanyag-fogyasztási és károsanyag-kibocsátási értékeket garantál.

Az elsőkerék-meghajtásra épülő hajtáslánctól az erőt egy, az első differenciálműhöz illesztett kúp alakú fogaskerék és egy kétrészes kardántengely (teljesítmény-leadó tengely) továbbítja a hátsó tengely felé. A négykerék-meghajtású rendszer központi eleme egy, a hátsó féltengelyek meghajtásáért felelős, (a hátsó tengely-vezérléshez függesztett) elektro-hidraulikus vezérlésű többtárcsás tengelykapcsoló, amelynek segítségével folyamatosan változó arányban oszlik el a nyomaték az első és a hátsó tengely között. A rendszer megfelelő működtetését egy elektromos vezérlőegység végzi, amely – a hidraulikus szivattyúval együtt – a hátsó tengelynél helyezkedik el.

A kúp alakú fogaskerék az automataváltó és a forgattyúház erőforrás mögé épített közös blokkjában található. Meghajtását egy csőtengely-szerkezet végzi, amely közvetlenül az első differenciálműhöz csatlakozik. A hajtási erő egy része ezáltal egy csőtengelyen, egy fogaskerék-kiosztású tányérkeréken és egy fogaskerékkel szerelt tengelyen keresztül továbbítódik a differenciálműből a kardántengelyre. A kúp alakú fogaskerék fix áttétellel (1:1.74) és folyamatosan a rendszerbe kapcsolva működik, vagyis mindig forog, amikor a jármű hajtáslánca működik. A fordított erőátvitelt a hátsó tengely szabályozza, így ilyen esetekben az első és a hátsó meghajtott tengely pontosan azonos sebességgel forog.

A hátsó tengely-vezérléshez függesztett többtárcsás tengelykapcsoló a vezetési szituációk szerint vezérli a hátsó kerekek felé továbbított nyomaték mértékét, ezáltal biztosítva az első és a hátsó tengely közti folyamatos, szükség szerint változó nyomaték-elosztást. Extrém vezetési körülmények között (például ha az első kerekek jeges útfelületen állnak) a nyomatékelosztás aránya 0:100 is lehet, ilyenkor az erőforrásból érkező minden erő kizárólag a hátsó kerekeket hajtja. A rendszer működéséhez szükséges (0-40 bár közötti) nyomást egy elektro-hidraulikus szivattyú állítja elő, amelynek intenzitását az elektromos vezérlőegység szabályozza, úgynevezett impulzus-sűrűség jelekkel. A nyomást így nem egy érzékelő vezérli, mégis pontosan adagolható a feszültség- és teljesítményfüggő szabályozásnak köszönhetően. A pontosság érdekében a bejáratási befolyásokat és a hőmérsékleti hatásokat egymástól függetlenül egyenlíti ki a rendszer, amely alkalmazkodik a változó működési feltételekhez.

Azon közlekedési szituációk esetében, amelyekben nem szükséges mind a négy kerék meghajtása – ahogyan az általában a mindennapi használat során lenni szokott – az elektro-hidraulikus szivattyú kikapcsol, ezáltal nyomásmentessé téve a rendszert. A BMW 2-es Active Tourert ilyenkor kizárólag az első kerekek hajtják. A további megtakarítási lehetőségek érdekében a BMW egy rugós elven működő, úgynevezett hatékonyságnövelő szeleppel szereli fel a többtárcsás tengelykapcsolót, amely minimalizálja az egységben az olajszintet, ezáltal jelentősen csökkenti a súrlódási együtthatót. Szükség esetén a rendszer a másodperc törtrésze alatt felépíti a működéséhez szükséges maximális nyomást és azonnal továbbítja a nyomatékot a hátsó kerekek felé. Az intelligens rendszer eme folyamatos alkalmazkodása mindvégig észrevétlen marad a sofőr és az utasok számára, miközben semmiféle veszteség nem jelentkezik a tapadásban.

Az optimális hatékonyság, valamint az első és hátsó tengely közti folyamatos, igény szerinti nyomatékelosztás érdekében az összkerékhajtás rendszerét a DSC (dynamic stability control – dinamikus stabilitás-vezérlés) vezérlőegysége irányítja. Annak érdekében, hogy a rendszer minden egyes vezetési szituációt kellő mértékben kiértékelhessen, a DSC-nek számos, információt tartalmazó adatot elemeznie kell a jármű futásának körülményeiről és az optimális nyomatékelosztásról. Ezen vizsgált információk között szerepel a jármű mindenkori sebessége, az oldalirányú és hosszirányú gyorsulási adatok, a kormányzás szöge, az egyes kerekek sebessége, a hosszirányú dőlésszögek, a gázpedál állása, valamint a vezetési stílushoz igazodó driving experience control kapcsoló beállítása. A rendszer a DSC kiegészítő biztonsági berendezéseinek adatait is számításba veszi, így a DTC-t (dynamic traction control – dinamikus tapadás-szabályozó), az EDLC-t (electronic differential lock control – elektronikus differenciálzár-vezérlés) és a performance control nevű teljesítmény-szabályozást is. Az intelligens összkerékhajtás rendszerének aktuális beállításai a másodperc törtrésze alatt igazodnak a folyamatosan változó vezetési körülményekhez és útviszonyokhoz. A hajtott tengelyek közti, folyamatosan változó erőeloszlás mindeközben gyakorlatilag észrevétlen marad a sofőr számára. A hatékonyságnövelő működési stratégia részeként ráadásul a rendszer pontosan szabályozza a nyomatékeloszlás mértékét, hogy ezzel kiküszöbölje az egyes kerekek esetleges kipörgése következtében fellépő erőveszteséget.

A DSC intelligens hajtáslánc-kapcsolatának köszönhetően a rendszer minden egyes lehetséges kerék-kipörgést már a korai szakaszban észlel és kiszámít, amit a hajtási nyomaték precíz elosztásával korrigál. Ha például a jármű első kerekei alulkormányzottá válnak és elindulnak a kanyar külső ívén, a rendszer nagyobb tolóerőt továbbít a hátsó tengelyre, ezáltal elősegítve a pontosabb kanyarvételt. Alapesetben azonban az xDrive intelligens összkerékhajtás rendszere az első tengelyre juttatja a hajtási erő nagyobb részét, hogy kanyarvételkor elkerülje a jármű hátuljának kisodródását. Összességében, az intelligens összkerékhajtás még azelőtt beavatkozik, hogy a kerekek megcsúsznának, legyen szó bármelyik féltengelyre szerelt kerékről. Azon vezetési szituációk esetében pedig, amelyekben kifejezetten hátrányos lenne a négy kerék összekapcsolása – például vészfékezés esetén –, a rendszer ezredmásodpercek alatt teljesen kinyitja a hátsó tengely meghajtását irányító többtárcsás tengelykapcsolót, ezzel egy pillanat alatt kiiktatva a hátsó kerekeket a rendszerből.

Ha az első és hátsó tengelyek közti optimális erőelosztás nem elegendő ahhoz, hogy a sofőr a kívánt kanyaríven tartsa az Active Tourert, a DSC a motorerő csökkentésével és / vagy az egyes kerekek lassításával avatkozik közbe. Sőt, a DSC a keresztirányú differenciálzár szerepét is magára vállalja: ha elpörög az egyik kerék, a rendszer automatikusan lelassítja azt, ezáltal a differenciálmű több erőt továbbít az ellenkező oldali kerékhez.