บีเอ็มดับเบิลยู xDrive – ออโต้ยูบิค

ระบบขับเคลื่อนสองเพลาของ xDrive เปิดตัวครั้งแรกโดย BMW ใน X3 ในปี 2003 และหลังจากนั้นไม่นานด้วย X5 ที่ออกแบบใหม่ ระบบที่ล้ำสมัยนี้ค่อยๆ แทรกซึมเข้าไปในรุ่นอื่นๆ ของแบรนด์

อย่างไรก็ตาม BMW เปลี่ยนไปใช้ระบบขับเคลื่อนสี่ล้อก่อนหน้านี้มาก ประวัติของรถยนต์คันแรกที่มีใบพัดสีน้ำเงินและสีขาวและการขับเคลื่อนของเพลาทั้งสองย้อนกลับไปในช่วงระหว่างสงคราม ในปี 1937 Wehrmacht ได้รับคำสั่งให้เป็นรถสี่ประตูเปิดหลังคาผ้าใบ ต่อจากนั้นไดรฟ์ 4×4 ของผู้ผลิตรถยนต์ยังคงอยู่ในสนามเป็นเวลานานจนกระทั่งรุ่น Audi Quattro ของคู่แข่งปรากฏขึ้นซึ่งไม่สามารถปล่อยให้ BMW อยู่เฉยๆได้ ในปี 1985 BMW 30iX รุ่นขับเคลื่อนสี่ล้อ E325 ได้เปิดตัวสู่สายการผลิต ในปี 1993 เขายังติดตั้ง BMW 525iX ซีดานระดับกลางตอนบนพร้อมเทคโนโลยีที่ทันสมัยกว่าเพื่อทำงานร่วมกับระบบ ABS ที่ขับเคลื่อนทุกล้อ เฟืองท้ายตรงกลางพร้อมการควบคุมด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้สามารถกระจายแรงบิดในช่วง 0-100% และเฟืองท้ายจะกระจายแรงไปยังล้อผ่านการล็อคแบบไฮดรอลิกไฟฟ้า วิวัฒนาการเพิ่มเติมของระบบขับเคลื่อนสี่ล้อซึ่งติดตั้งเฟืองท้ายสามแบบ ประกอบด้วยการเปลี่ยนล็อคด้วยการเบรกของล้อแต่ละล้อ ซึ่งรับผิดชอบระบบรักษาเสถียรภาพ DSC ในระหว่างการขับขี่ปกติ แรงบิดจะถูกแบ่งออกเป็นแต่ละเพลาในอัตราส่วน 38:62% ระบบดังกล่าวถูกนำมาใช้เช่นในรุ่น E46 หรือรุ่น X5 ที่ปรับโฉมล่วงหน้า ในการพัฒนาระบบขับเคลื่อน 4×4 ต่อไป BMW อาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าเจ้าของรถประเภทนี้ส่วนใหญ่ไม่ค่อยได้ออกไปวิ่งบนถนน และเมื่อทำแบบนั้น มักจะเป็นภูมิประเทศที่ง่ายกว่า

xDrive คืออะไร?

xDrive เป็นระบบขับเคลื่อนทุกล้อแบบถาวรที่ทำงานร่วมกับระบบรักษาเสถียรภาพอิเล็กทรอนิกส์ DSC ซึ่งมีคลัตช์หลายแผ่นที่มาแทนที่เฟืองท้ายแบบกลไกแบบคลาสสิก ในการพัฒนาระบบขับเคลื่อนสี่ล้อใหม่ เป้าหมายของ BMW คือการรักษา นอกเหนือจากการปรับปรุงการยึดเกาะของรถแล้ว ยังรักษาลักษณะการขับขี่ทั่วไปของแนวคิดเครื่องยนต์ด้านหน้าและด้านหลังแบบคลาสสิก

แรงบิดของเครื่องยนต์กระจายโดยคลัตช์หลายแผ่นที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งอยู่ในกระปุกเกียร์แบบกระจาย ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ด้านล่างของกระปุกเกียร์ โดยจะกระจายแรงบิดระหว่างเพลาหน้าและเพลาหลังทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพการขับขี่ในปัจจุบัน ระบบ xDrive เชื่อมต่อกับระบบป้องกันภาพสั่นไหว DSC ความเร็วที่คลัตช์ทำงานเต็มที่หรือปลดออกน้อยกว่า 100ms การระบายความร้อนของการเติมน้ำมันซึ่งเป็นที่ตั้งของคลัตช์หลายแผ่นเรียกว่าการผลัก ซึ่งหมายความว่าปลอกหุ้มด้านนอกมีครีบที่กระจายความร้อนส่วนเกินไปยังอากาศรอบข้างเนื่องจากการเร่งของอากาศระหว่างการเคลื่อนไหว

เช่นเดียวกับระบบ Haldex ที่แข่งขันกัน xDrive ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ลำดับความสำคัญในปัจจุบันคือการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบทั้งหมด ซึ่งจะนำไปสู่การลดการใช้เชื้อเพลิงโดยรวมของรถ รุ่นล่าสุดมีเซอร์โวมอเตอร์ควบคุมคลัตช์แบบหลายแผ่นในตัวอยู่ในตัวเรือนกระปุกเกียร์ สิ่งนี้ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้ปั้มน้ำมัน ส่งผลให้มีชิ้นส่วนน้อยลงทั่วทั้งระบบ วิวัฒนาการล่าสุดของระบบ xDrive ทำให้การสูญเสียแรงเสียดทานลดลง 30% ซึ่งหมายถึงการลดการใช้เชื้อเพลิงโดยรวม 3 ถึง 5% (ขึ้นอยู่กับประเภทของยานพาหนะ) เมื่อเทียบกับรุ่นแรก ภารกิจคือทำให้ใกล้เคียงกับการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงของรุ่นที่ขับเคลื่อนล้อหลังแบบคลาสสิกเท่านั้น ภายใต้สภาวะการขับขี่ปกติ ระบบจะกระจายแรงบิดไปยังเพลาล้อหลังในอัตราส่วน 60:40 เนื่องจากในตอนแรกแฟน ๆ ของแบรนด์หลายคนวิจารณ์ว่ารุ่น xDrive นั้นคล่องแคล่วน้อยกว่า เทอะทะ และยังมีแนวโน้มที่จะหักเลี้ยวในวงเลี้ยวที่แคบกว่า ผู้ผลิตจึงทำการปรับจูน ดังนั้น ในการพัฒนาล่าสุด เพลาล้อหลังเป็นที่ต้องการในระดับสูงสุด แน่นอนว่ายังคงรักษาแรงฉุดโดยรวมที่จำเป็นและความปลอดภัยของยานพาหนะในขณะขับขี่ ระบบ xDrive มีให้เลือกสองเวอร์ชัน สำหรับรถลีมูซีนและสเตชั่นแวกอน สิ่งที่เรียกว่าโซลูชันที่มีขนาดกะทัดรัดกว่า หมายความว่าการส่งกำลังของเครื่องยนต์ไปยังเพลาขับที่นำไปสู่เพลาหน้านั้นมาจากล้อเฟือง รถออฟโรดเช่น X1, X3, X5 และ X6 ใช้เฟืองเพื่อส่งแรงบิด

 

คำอธิบายของระบบและ xDrive ในทางปฏิบัติ

ตามที่ได้กล่าวไปแล้ว xDrive ตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อสภาพการขับขี่ที่เปลี่ยนไป เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว เวลา 100 มิลลิวินาทีที่จำเป็นในการเข้าหรือปลดคลัตช์จนสุดนั้นใช้เวลาน้อยกว่าอย่างมากก่อนที่รถจะตอบสนองด้วยการเร่งความเร็วเพื่อเปลี่ยนตำแหน่งแป้นคันเร่งในทันที นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าระหว่างการเหยียบคันเร่งและปฏิกิริยาของเครื่องยนต์ในรูปแบบของการเพิ่มกำลังจะผ่านไปประมาณ 200 มิลลิวินาที แน่นอน เรากำลังพูดถึงเครื่องยนต์เบนซินแบบดูดอากาศตามธรรมชาติ ในกรณีของเครื่องยนต์ซูเปอร์ชาร์จหรือเครื่องยนต์ดีเซล เวลานี้ยิ่งนานขึ้นไปอีก ดังนั้น ในทางปฏิบัติ ระบบ xDrive จึงพร้อมก่อนที่คันเร่งแบบบีบอัดจะตอบสนอง อย่างไรก็ตาม การทำงานของระบบไม่ได้จบลงเพียงแค่การเปลี่ยนตำแหน่งของคันเร่งเท่านั้น ระบบนี้เป็นแบบไดนามิกหรือค่อนข้างคาดเดาได้สำหรับพารามิเตอร์การขับขี่อื่นๆ และตรวจสอบสถานะของรถอย่างต่อเนื่องเพื่อกระจายแรงบิดของเครื่องยนต์ระหว่างสองเพลาอย่างเหมาะสมที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ความเร่งด้านข้างมีหน้าที่รับผิดชอบความเร็วในการหมุนของล้อ มุมของการหมุน แรงเหวี่ยง การเลี้ยวของรถ หรือแรงบิดของเครื่องยนต์ในปัจจุบัน

จากข้อมูลที่ได้รับจากเซ็นเซอร์ต่างๆ ระบบสามารถระบุได้ว่าต้องมีการตอบสนองหรือไม่ หากรถมีแนวโน้มจะหักเลี้ยวหรือหักเลี้ยว เมื่ออันเดอร์สเตียร์เอียง - ล้อหน้าชี้ไปที่ขอบด้านนอกของโค้ง - คลัตช์หลายแผ่นที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์จะกระจายแรงบิดจากเพลาหน้าไปยังด้านหลังภายในเวลาหลายสิบมิลลิวินาที โดยมีแนวโน้มที่จะโอเวอร์สเตียร์ เช่น เมื่อส่วนท้ายหันเข้าหาขอบถนน xDrive จะเปลี่ยนทิศทางแรงขับของเครื่องยนต์จากเพลาหลังไปยังด้านหน้า และที่เรียกว่า ดึงรถออกจากการลื่นไถลที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงการกระจายแรงบิดของเครื่องยนต์แบบแอคทีฟจึงป้องกันการแทรกแซงของระบบรักษาเสถียรภาพ DSC ซึ่งจะเปิดใช้งานเฉพาะเมื่อสถานการณ์การจราจรติดขัดเท่านั้น ด้วยการเชื่อมโยงระบบ xDrive เข้ากับ DSC การแทรกแซงของเครื่องยนต์และการควบคุมเบรกจะทำงานได้อย่างนุ่มนวลมากขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ระบบ DSC จะไม่แทรกแซงหากการกระจายกำลังเครื่องยนต์ที่เหมาะสมนั้นสามารถขจัดความเสี่ยงที่จะเกิดโอเวอร์สเตียร์หรืออันเดอร์สเตียร์ได้

เมื่อออกตัว คลัตช์หลายแผ่นจะถูกล็อคด้วยความเร็วประมาณ 20 กม. / ชม. ดังนั้นเมื่อเร่งความเร็วรถจะมีแรงฉุดสูงสุด เมื่อเกินขีดจำกัดนี้ ระบบจะกระจายกำลังเครื่องยนต์ระหว่างเพลาหน้าและเพลาหลังตามสภาพการขับขี่ในปัจจุบัน

ที่ความเร็วต่ำ เมื่อไม่ต้องการกำลังเครื่องยนต์สูงและรถกำลังเลี้ยว (เช่น เมื่อเข้าโค้งหรือจอดรถ) ระบบจะปลดการขับเคลื่อนเพลาหน้าและกำลังเครื่องยนต์จะถูกส่งไปที่เพลาหลังเท่านั้น จุดมุ่งหมายคือการลดการใช้เชื้อเพลิงรวมทั้งจำกัดอิทธิพลของแรงที่ไม่ต้องการในการขับขี่

พฤติกรรมของระบบที่คล้ายกันสามารถเห็นได้ในความเร็วสูง เป็นต้น เมื่อขับบนทางด่วนอย่างราบรื่น ที่ความเร็วเหล่านี้ ไม่จำเป็นต้องขับต่อเนื่องไปยังเพลาทั้งสอง เนื่องจากจะทำให้ชิ้นส่วนสึกหรอเพิ่มขึ้น รวมทั้งเพิ่มการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง ที่ความเร็วมากกว่า 130 กม. / ชม. ชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์จะออกคำสั่งให้เปิดคลัตช์หลายแผ่นตรงกลาง และกำลังของเครื่องยนต์จะถูกส่งไปยังล้อหลังเท่านั้น

บนพื้นผิวที่มีการยึดเกาะต่ำ (น้ำแข็ง หิมะ โคลน) ระบบจะล็อกการยึดเกาะล่วงหน้าเพื่อการยึดเกาะที่ดีที่สุด แต่ถ้าล้อหนึ่งมีแรงฉุดที่ดีและอีกสามล้ออยู่บนพื้นผิวที่ลื่นล่ะ? เฉพาะรุ่นที่ติดตั้งระบบ DPC เท่านั้นที่สามารถถ่ายโอนกำลังเครื่องยนต์ได้ 100% ไปยังล้อเดียว การใช้ดิฟเฟอเรนเชียลและระบบ DPC (Dynamic Performance Control) ที่เพลาล้อหลัง แรงบิดจะถูกกระจายอย่างแข็งขันระหว่างล้อหลังขวาและซ้าย นี่คือวิธีการติดตั้ง BMW X6 เป็นต้น ในรถยนต์ประเภทอื่นๆ กำลังเครื่องยนต์ 100% จะถูกถ่ายโอนไปยังเพลาที่มีล้อที่มีการยึดเกาะดีที่สุด ตัวอย่างเช่น หากมีสามล้อบนน้ำแข็งและหนึ่งล้อ เช่น บนแอสฟัลต์ ในกรณีนี้ ระบบจะแบ่งอัตราส่วน 50:50 สำหรับทั้งล้อด้านขวาและด้านซ้าย ในขณะที่ล้อบนพื้นผิวที่มีการยึดเกาะน้อยจะถูกเบรกโดย DSC เพื่อไม่ให้โอเวอร์สเตียร์มากเกินไป ในกรณีนี้ ระบบจะกระจายกำลังของเครื่องยนต์ระหว่างเพลาเท่านั้น ไม่ใช่ระหว่างล้อแต่ละล้อ

ระบบ xDrive ยังได้รับประโยชน์จากความต้องการการบำรุงรักษาที่น้อยที่สุด ผู้ผลิตแนะนำให้เปลี่ยนน้ำมันเครื่องหลังจากใช้งานไปแล้วประมาณ 100 - 000 กม. โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับรถยนต์ที่มักใช้บนถนนลูกรังหรือใช้ในการลากรถพ่วง ระบบ xDrive เพิ่มน้ำหนักรถประมาณ 150 ถึง 000 กก. และการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงขึ้นอยู่กับรุ่นและประเภทของเครื่องยนต์ คือระหว่าง 75 ถึง 80 ลิตรเมื่อเทียบกับรุ่นขับเคลื่อนล้อหลังเท่านั้น