BMW: Η τεχνολογία κίνησης στη νέα Σειρά 2 Active Tourer

Το σύστημα «xDrive» της BMW συμπληρώνει και επαυξάνει τη φιλοσοφία της εμπρόσθιας κίνησης (FWD) στα μονέλα της σειράς 2 Active…

Από το 1985 που έκανε την πρεμιέρα της πρώτης 4WD BMW 325i, η BMW επεκτείνει σταθερά τη γκάμα της με νέα τετρακίνητα μοντέλα, εξελίσσοντας συνεχώς την τεχνολογία κίνησης.

Σημαντικό ορόσημο είναι αναμφίβολα

το σύστημα 4WD BMW xDrive, το οποίο χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στις BMW X3 και X5 το 2004 και τώρα διατίθεται για πολυάριθμα μοντέλα και σειρές. Ακόμα και εκείνη την εποχή, οι μηχανικοί δεν επικεντρώθηκαν μόνο στη βελτίωση της πρόσφυσης και της ευστάθειας του οχήματος. Εκτός από την κορυφαία λειτουργικότητα και τη βελτιωμένη δυναμική στο στρίψιμο, η ελαχιστοποίηση των απωλειών που σχετίζονται με το σύστημα και η συνεχής μείωση βάρους είναι κορυφαίες προτεραιότητες για να διατηρηθούν τα επίπεδα κατανάλωσης και ρύπων των τετρακίνητων οχημάτων χαμηλά.

Για το σκοπό αυτό, το σύστημα τετρακίνησης xDrive είναι πάντα προσαρμοσμένο στη φιλοσοφία κάθε οχήματος (Sedan/Coupe, SAV, SAC) ώστε να εφαρμόζεται η βέλτιστη λύση.

Το πιο πρόσφατο παράδειγμα προσαρμογής του συστήματος τετρακίνησης είναι η BMW Σειρά 2 Active Tourer. Η θεμελιώδης διαφορά με τις προηγούμενες εκδόσεις είναι ότι για πρώτη φορά, το BMW xDrive βασίζεται σε φιλοσοφία εμπρόσθιας κίνησης (FWD) με εγκάρσια τοποθετημένους κινητήρες.

Η Active Tourer έχει ήδη αποδείξει ότι η τεχνολογία FWD πληροί τις απαιτήσεις δυναμικής συμπεριφοράς. Αυτό οφείλεται κυρίως στη νέα αρθρωτή γκάμα τρικύλινδρων και τετρακύλινδρων κινητήρων οι οποίοι, χάρη στην προηγμένη τεχνολογία TwinPower Turbo, διαπρέπουν με υψηλές επιδόσεις και εξαιρετική απόδοση. Στη BMW 225i xDrive Active Tourer και τη BMW 220d xDrive Active Tourer, το σύστημα τετρακίνησης διατίθεται τώρα με κορυφαίους κινητήρες βελτιώνοντας την ελκτική πρόσφυση, την ευστάθεια του οχήματος και τη δυναμική στις στροφές, με σκοπό την αύξηση της ασφάλειας και της οδηγικής απόλαυσης. Και τα δύο μοντέλα διαθέτουν BMW xDrive στάνταρ σε συνδυασμό με 8-τάχυτο κιβώτιο Steptronic.

Τετρακίνηση με ελαφριά δομή και συμπαγείς διαστάσεις.

Η συμπαγής αρχιτεκτονική με τα ελαφρά εξαρτήματα και τις μικρές απαιτήσεις χώρου του νέου συστήματος τετρακίνησης δένουν άριστα με τη φιλοσοφία της BMW Σειράς 2 Active Tourer. Επομένως, το πρόσθετο βάρος ολόκληρης της τεχνολογίας τετρακίνησης είναι περίπου 61 κιλά. Με νέες μετρήσεις και με μία ενεργειακά αποδοτική στρατηγική λειτουργίας, διασφαλίζονται ιδιαίτερα χαμηλά επίπεδα κατανάλωσης καυσίμου και εκπομπές ρύπων.

Η ισχύς από τον εμπρός στον πίσω άξονα μεταφέρεται μέσω ενός γραναζιού με γωνιώδη οδόντωση (Power Take-Off) στο εμπρός διαφορικό και τον κεντρικό άξονα δύο τμημάτων. Κύριο στοιχείο του συστήματος τετρακίνησης είναι ένας ηλεκτροϋδραυλικά ελεγχόμενος πολύδισμος συμπλέκτης (Hang-On) στο εσωτερικό της πίσω μονάδας μετάδοσης, που επιτρέπει πλήρως μεταβλητή κατανομή ροπής στους εμπρός και πίσω τροχούς. Τις αντίστοιχες εντολές προσφέρει μία ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου η οποία, όπως η υδραυλική αντλία βρίσκεται στον πίσω άξονα.

Power Take - Off : Γρανάζια με γωνιώδη οδόντωση και κεντρικός άξονας δύο τμημάτων.
Τα γρανάζια με γωνιώδη οδόντωση τοποθετούνται πίσω από τον κινητήρα στο αυτόματο κιβώτιο και το στροφαλοθάλαμο. Ο πρωτεύων άξονας είναι κοίλος και συνδέεται απευθείας στο διαφορικό του εμπρός άξονα. Έτσι, μέρος της ελκτικής ισχύος μεταφέρεται στον κεντρικό άξονα μέσω του κοίλου άξονα και του κορωνοπήνιου. Τα γρανάζια με γωνιώδη οδόντωση προσφέρουν σταθερή σχέση μετάδοσης (1:1.74) και μόνιμη εμπλοκή, που σημαίνει ότι ο κεντρικό άξονας περιστρέφεται συνεχώς όταν το αυτοκίνητο κινείται. Η μετάδοση αναστρέφεται στον πίσω άξονα, ώστε και οι δύο άξονες να περιστρέφονται ακριβώς με την ίδια ταχύτητα.

Hang - On : ηλεκτροϋδραυλικά ελεγχόμενος πολύδισκος συμπλέκτης.
Ο πολύδισκος συμπλέκτης που βρίσκεται στον πίσω άξονα (Hang-On) κατανέμει ένα ποσοστό ροπής στους πίσω τροχούς ανάλογα με τις οδηγικές συνθήκες, διασφαλίζοντας έτσι μεταβλητή κατανομή ισχύος μεταξύ εμπρός και πίσω άξονα, κατά περίπτωση. Σε ακραίες συνθήκες (π.χ. οι εμπρός τροχοί πατάνε στον πάγο), η αναλογία μπορεί να είναι 0:100. Η απαιτούμενη πίεση λειτουργίας (0 - 40 bar) επιτυγχάνεται μέσω ηλεκτροϋδραυλικής αντλίας, η ταχύτητα περιστροφής της οποίας προσδιορίζεται από ένα σήμα διαμόρφωσης εύρους παλμού (PWM) από την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου. Η πίεση δεν μετριέται από αισθητήρα αλλά με εξαιρετική ακρίβεια μέσω ευθυγράμμισης τάσης και ισχύος. Για να διασφαλίζεται μέγιστη ακρίβεια θέσης, οι επιδράσεις εμπλοκής και θερμοκρασίας εξουδετερώνονται ανεξάρτητα, ενώ το σύστημα προσαρμόζεται συνεχώς στις μεταβαλλόμενες συνθήκες λειτουργίας.

Βαλβίδα Efficient βοηθά στη μείωση της κατανάλωσης.
Επιπλέον, το xDrive χρησιμοποιεί μία αποδοτική στρατηγική λειτουργίας: Όταν δεν χρειάζεται τετρακίνηση – συνήθως στην καθημερινή οδήγηση – η αντλία απενεργοποιείται εκμηδενίζοντας την πίεσης του συστήματος. Στην περίπτωση αυτή, η BMW Σειρά 2 Active Tourer κινείται μόνο μέσω των εμπρός τροχών. Για να αξιοποιεί όλες τις δυνατότητες οικονομίας, η BMW έχει εφοδιάσει τον πολύδισκο συμπλέκτη με μία βαλβίδα Efficient με ελατήριο προφόρτισης, που μειώνει τη στάθμη του λαδιού στο συμπλέκτη και περιορίζει σημαντικά τις απώλειες τριβών (απώλειες από την ανάδευση του λαδιού). Αν είναι απαραίτητο, το σύστημα χρειάζεται κλάσματα του δευτερολέπτου για να αναπτύξει μέγιστη πίεση λειτουργίας στο Efficient mode και να κατανείμει τη μέγιστη ροπή στους πίσω τροχούς. Αυτή η παρέμβαση περνά απαρατήρητη από τον οδηγό και τους επιβάτες και χωρίς απώλειες της πρόσφυσης.

Ο ρόλος του Dynamic Stability Control: Για να επιτυγχάνεται αποδοτική και σταθερή κατανομή ισχύος στον εμπρός και πίσω άξονα ανάλογα με τις απαιτήσεις, η διαχείριση του συστήματος τετρακίνησης γίνεται από τη μονάδα ελέγχου του Dynamic Stability Control (DSC). Το DSC αναλύει ένα μεγάλο αριθμό δεδομένων παρέχοντας πληροφορίες για κάθε αντίστοιχη κατάσταση λειτουργίας και διασφαλίζοντας βέλτιστη κατανομή ροπής. Μεταξύ των πληροφοριών είναι: ταχύτητα οχήματος, πλευρική και διαμήκης επιτάχυνση, γωνία διεύθυνσης, ταχύτητες τροχών, διαμήκης κλίση, θέση γκαζιού και το σετάρισμα μέσω του Driving Experience Control. Επιπλέον, λαμβάνεται υπόψη η κατάσταση του DSC, συμπερ. Dynamic Traction Control (DTC), Electronic Differential Lock Control (EDLC) και Performance Control. Η προσαρμογή του συστήματος τετρακίνησης σε συνεχώς μεταβαλλόμενες οδηγικές και οδικές συνθήκες γίνεται – με τυπικό τρόπο BMW xDrive – σε κλάσματα του δευτερολέπτου, πετυχαίνοντας μία πάντα ουδέτερη και ασφαλή συμπεριφορά ακόμα και σε δύσκολες συνθήκες. Παρόλα αυτά, η μεταβλητή κατανομή ισχύος μεταξύ των δύο αξόνων σχεδόν δεν γίνεται αντιληπτή από τον οδηγό.
Και στο πλαίσιο της στρατηγικής αποδοτικής λειτουργίας, η κατανομή ροπής ρυθμίζεται με ακρίβεια ώστε να αποφεύγεται η όποια απώλεια ισχύος λόγω ολίσθησης ενός τροχού.

BMW xDrive : μέγιστη ελκτική πρόσφυση, αυξημένη δυναμική στις στροφές.
Χάρη στη δικτύωση του DSC, η όποια επικείμενη ολίσθηση του τροχού ανιχνεύεται έγκαιρα. Με την ακριβή κατανομή ροπής αυτή η κατάσταση μπορεί να προβλεφθεί και να αποφευχθεί. Αν για παράδειγμα το όχημα κινδυνεύει να υποστρέψει, παρέχεται αυξημένη ελκτική ισχύος στον πίσω άξονα ώστε να μπορεί να στρίβει με μεγαλύτερη ακρίβεια. Από την άλλη, το xDrive στέλνει περισσότερη ισχύ στους εμπρός τροχούς, εάν το πίσω τμήμα του αυτοκινήτου κινδυνεύει να ολισθήσει (υπερστροφή). Αυτό σημαίνει ότι η τετρακίνηση παρεμβαίνει πριν συμβεί η ολίσθηση. Επομένως, το xDrive στη BMW Σειρά 2 Active Tourer όχι μόνο διασφαλίζει άριστη ελκτική πρόσφυση και ασφάλεια σε δύσκολες οδικές συνθήκες αλλά αυξάνει και την ευστάθεια του οχήματος, τη δυναμική και την οδηγική άνεση. Σε περιπτώσεις όπου η εμπλοκή και των τεσσάρων τροχών αποτελεί μειονέκτημα – π.χ. σε ένα δυνατό φρενάρισμα – το σύστημα ανοίγει τον πολύδισκο συμπλέκτη εντελώς μέσα σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Μόνον εάν η βέλτιστη κατανομή ισχύος στον εμπρός και πίσω άξονα δεν επαρκεί για να παραμένει η Active Tourer στην επιθυμητή πορεία, το DSC παρεμβαίνει μειώνοντας την κινητήρια ισχύ και επιβραδύνοντας κάθε τροχό ανεξάρτητα. Επιπλέον, το DSC εκτελεί χρέη εγκάρσιου μπλοκέ διαφορικού: Εάν ένας τροχός ολισθήσει χωρίς μεταφορά ισχύος, τότε αυτόματα φρενάρεται, ενώ το διαφορικό του άξονα μεταφέρει περισσότερη ισχύ στον απέναντι τροχό.