Systém pohonu oboch náprav xDrive zaviedla prvý krát automobilka BMW do svojho modelu X3 v roku 2003, ktorý zakrátko nasledovala modernizovaná X5. Postupne sa tento pokrokový systém dostal aj do ďalších modelov značky.
Automobilka BMW však s pohonom všetkých kolies začala oveľa skôr. História prvého vozidla s modrobielou vrtuľou a pohonom oboch náprav siaha ešte do medzivojnového obdobia. V roku 1937 si ho objednal vtedajší Wehrmacht a jednalo sa o otvorený štvordverový automobil s plátennou strechou. Následne ostal pohon 4×4 pre automobilku dlhšiu dobu na vedľajšej koľaji, až prišiel konkurenčný model Audi Quattro, ktorý nemohol nechať automobilku BMW nečinnou. V roku 1985 bol do sériovej výroby zavedený model E30 s pohonom všetkých kolies označený ako BMW 325iX. V roku 1993 vybavila pohonom všetkých štyroch kolies aj limuzínu vyššej strednej triedy BMW 525iX s modernejšou technikou spolupracujúcou s ABS. Medzinápravový diferenciál ovládaný elektromagneticky dovoľoval rozdeľovať krútiaci moment v rozsahu 0-100% a zadný diferenciál rozdeľoval silu na kolesá pomocou elektrohydraulického uzáveru. Ďalšia evolúcia systému pohonu všetkých kolies vybaveného tromi diferenciálmi už mala ich uzávery nahradené pribrzďovaním jednotlivých kolies, ktoré mal na starosti stabilizačný systém DSC. Krútiaci moment bol pri bežnej jazde rozdelený na jednotlivé nápravy v pomere 38:62%. Takýto systém sa používal napríklad v modeloch E46 alebo pred-faceliftovanej X5. Pri ďalšom vývoji systému pohonu 4×4 vychádzalo BMW z faktu, že väčšina vlastníkov takýchto vozidiel sa len málokedy vyberie mimo vozovky a keď tak, väčšinou sa jedná len o ľahší terén.
Čo je to xDrive?
xDrive je systém stáleho pohonu všetkých kolies, spolupracujúci s elektronickým stabilizačným systémom DSC, obsahujúci lamelovú spojku, ktorá nahrádza klasický mechanický medzinápravový diferenciál. Cieľom automobilky BMW bolo pri vývoj nového systému pohonu všetkých kolies, aby sa okrem zlepšenia trakčných vlastností vozidla do veľkej miery zachovali aj typické jazdné vlastnosti dané pre klasickú koncepciu s motorom vpredu a pohonom zadnej nápravy.
Rozdelenie krútiaceho momentu motora má na starosti elektronicky riadená lamelová spojka, nachádzajúca sa v rozdeľovacej prevodovke, ktorá je ako celok umiestnená na výstupe z prevodovky. Tá rozdeľuje v závislosti od aktuálnych jazdných podmienok krútiaci moment medzi prednú a zadnú nápravu. Ovládanie xDrive je prepojené so systémom jazdnej stability DSC. Rýchlosť úplného zopnutia alebo rozopnutia spojky sa pohybuje pod 100 ms. Chladenie olejovej náplne, v ktorej je lamelová spojka uložená, je tzv. náporové. To znamená, že vonkajší obal má rebrovanie, ktoré pomocou náporu vzduchu pri jazde odvádza prebytočné teplo do okolitého vzduchu.
Podobne ako konkurenčný systém Haldex aj xDrive sa neustále zdokonaľuje. V súčasnosti je priorita najmä vo zvýšení efektívnosti celého systému, ktoré vedie k zníženiu celkovej spotreby paliva vozidla. Najnovšie prevedenie má integrovaný ovládací servomotor lamelovej spojky v skrini rozvodovky. Tým odpadá povinnosť použiť olejové čerpadlo, čo vedie k zmenšeniu počtu dielov celého systému. Posledná evolúcia systému xDrive sa vyznačuje znížením trecích strát o 30%, čo znamená celkové zníženie spotreby paliva o 3 až 5% (podľa typu vozidla) v porovnaní s prvou generáciou. Snahou je sa čo najviac priblížiť spotrebou modelom s klasickým pohonom len zadnej nápravy. Systém za bežných jazdných podmienok rozdeľuje krútiaci moment v pomere 60:40 v prospech zadnej nápravy. Keďže mnohí fanúšikovia značky spočiatku vytýkali modelom s xDrive systémom menšiu obratnosť, ťažkopádnosť a taktiež sklon k nedotáčavosti pri ostrejšom prejazde zákrutou, výrobca popracoval na naladení. Posledná evolúcia tak v rámci možností čo najviac preferuje zadnú nápravu, samozrejme pri zachovaní potrebnej celkovej trakcie a bezpečnosti vozidla pri jazde. Systém xDrive sa vyrába v dvoch prevedeniach. Pre limuzíny a kombi verzie sa používa z priestorových dôvodov tzv. kompaktnejšie riešenie, čo znamená, že prenos sily motora na hnací hriadeľ vedúci k prednej náprave obstaráva ozubené koleso. SUV ako X1, X3, X5 a tiež aj X6 používajú pre prenos krútiaceho momentu ozubenú reťaz.
Popis činnosti systému a xDrive v praxi
Ako už bolo spomenuté, xDrive veľmi rýchlo reaguje na zmenu jazdných podmienok. Pre porovnanie, 100 ms potrebných na úplné zopnutie alebo rozopnutie spojky je podstatne kratší čas, ako stihne vozidlo zareagovať zrýchlením na okamžitú zmenu polohy pedálu akcelerátora. Medzi stlačením akcelerátora a reakciou motora v podobe nárastu výkonu ubehne totiž okolo 200 milisekúnd. Samozrejme sa bavíme o atmosférickom benzínovom motore, v prípade preplňovaných motorov alebo dieselov je tento čas ešte dlhší. V praxi je teda systém xDrive pripravený skôr, ako prebehne reakcia na stlačený akcelerátor. Akčnosť systému však nekončí len zmenou polohy akcelerátora. Systém je akčný či skôr predvídavý aj pri ostatných parametroch jazdy a neustále monitoruje stav vozidla, aby bolo rozdelenie krútiaceho momentu motora medzi obe nápravy čo najoptimálnejšie. Pod drobnohľadom sú napríklad otáčky kolies, uhol ich natočenia, odstredivá sila, stáčanie vozidla má na starosti snímač priečneho zrýchlenia alebo je sledovaný aj aktuálny krútiaci moment motora.
Na základe získaných informácii z rôznych snímačov vie systém rozpoznať, či je potreba reakcie ak má vozidlo sklon k pretáčavosti alebo nedotáčavosti. Pri sklone k nedotáčavosť – predné kolesá smerujú k vonkajšiemu okraju zákruty – prerozdelí elektronicky riadená lamelová spojka v desiatkach milisekúnd krútiaci moment z prednej nápravy na nápravu zadnú. Pri tendenciu k pretáčavosti, teda keď zadná časť smeruje k okraju vozovky, presmeruje xDrive hnaciu silu motora zo zadnej nápravy na prednú a tzv. vytiahne vozidlo z hroziaceho šmyku. Aktívne zmena rozdelenia krútiaceho momentu motora tak predchádza zásahom stabilizačného systému DSC, ktorý sa aktivuje až keď to jazdná situácia vyžaduje. Vďaka prepojeniu systému xDrive s DSC sa môžu zásahy do riadenia motora a bŕzd aktivovať v podstatne miernejšom režime. Inými slovami, systém DSC nezasahuje, kým vhodné rozdeľovanie sily motora je samo schopné eliminovať nebezpečenstvo pretáčavého či nedotáčavého šmyku.
Pri rozbehu vozidla je lamelová spojka zamknutá do približne 20 km/h, aby malo vozidlo v akcelerácii maximálnu trakciu. Po prekročení tejto hranice už systém rozdeľuje silu motora medzi prednú a zadnú nápravu v závislosti od aktuálnych jazdných podmienok.
Pri malých rýchlostiach, keď nie je potrebný veľký výkon motora a vozidlo zatáča (napr. pri otáčaní alebo parkovaní), systém vypne pohon prednej nápravy a sila motora sa prenáša len na zadnú nápravu. Cieľom je znižovať spotrebu paliva a tiež obmedziť vplyv nežiadúcich síl na riadenie.
Podobné správanie systému možno vidieť vo vysokých rýchlostiach napr. pri plynulej diaľničnej jazde. V takýchto rýchlostiach je stály pohon na obe nápravy zbytočný, keďže by sa zvyšovalo opotrebovanie komponentov a taktiež spotreba paliva. Riadiaca elektronika dá v rýchlostiach približne nad 130 km/h pokyn medzinápravovej lamelovej spojke na rozopnutie a sila motora sa prenáša len na zadné kolesá.
Na povrchoch s nízkou adhéziou (ľad, sneh, blato) systém preventívne uzamkne spojku pre čo najlepšiu trakciu vozidla. Čo však v prípade ak má jedno koleso dobrú adhéziu a ostatné tri sa ocitnú na klzkom povrchu? Prenesenie 100% sily motora na jedno koleso dokáže len model vybavený systémom DPC. Pomocou diferenciálu a systému DPC (Dynamic Performace Control) umiestneného na zadnej náprave sa aktívne prerozdeľuje krútiaci moment medzi pravé a ľavé zadné koleso. Takto vybavené je napr. BMW X6. Pri ostatných vozidlách sa 100% sily motora prenáša na nápravu, kde sa nachádza koleso ktoré má najlepšiu trakciu napr. ak sú tri kolesá na ľade a jedno napr. na asfalte. V tom prípade systém rozdelí pomer 50:50 pre pravé aj ľavé koleso s tým, že koleso na povrchu s nižšou adhéziou je pribrzďované systémom DSC, aby sa príliš nepretáčalo. V tomto prípade tak systém rozdeľuje silu motora len medzi nápravy a nie na jednotlivé kolesá.
Výhodou systému xDrive sú aj minimálne nároky na údržbu. Výrobca odporúča výmenu oleja po cca 100 000 – 150 000 km hlavne pri vozidlách, ktoré sú častejšie prevádzkované po nespevnených komunikáciach resp. sú využívané na ťahanie prívesu. Systém xDrive zvyšuje hmotnosť vozidla o cca 75-80 kg a spotrebu podľa verzie a druhu motora od 0,4-1 liter paliva oproti modelom len so zadným náhonom.
