4Matic fyrhjulsdrift system

Fordonshantering är en av de viktigaste faktorerna som trafiksäkerheten beror på. De flesta moderna fordon är utrustade med en transmission som överför vridmoment till ett par hjul (fram- eller bakhjulsdrift). Men den höga kraften hos vissa drivlinor tvingar biltillverkare att producera fyrhjulsdriftmodifieringar. Om du överför vridmomentet från en högpresterande motor till en axel kommer det oundvikligen att glida på drivhjulen.

För att stabilisera fordonet på vägen och göra det säkrare och mer tillförlitligt i en sportig körstil är det nödvändigt att fördela vridmomentet på alla hjul. Detta ökar fordonens stabilitet och kontrollerbarhet på instabila vägytor som is, lera eller sand.

Om du fördelar ansträngningarna ordentligt på varje hjul är maskinen inte rädd för ens de allvarligaste vägförhållandena med instabila ytor. För att uppfylla denna vision har biltillverkare länge utvecklat alla typer av system som är utformade för att förbättra bilens hantering under sådana förhållanden. Ett exempel på detta är skillnaden (mer detaljerad om vad den är beskrivs den i en annan artikel). Det kan vara mellanaxel eller mellanaxel.

Bland sådana utvecklingar finns 4Matic-systemet, som skapades av specialisterna från det berömda tyska bilmärket Mercedes-Benz. Låt oss överväga vad som är särart med denna utveckling, hur den såg ut och vilken typ av enhet den har.

Vad är 4Matic fyrhjulsdrift system

Som redan framgår av introduktionen är 4Matic ett fyrhjulsdrivningssystem, det vill säga vridmomentet från kraftenheten fördelas på alla hjul så att var och en av dem, beroende på vägförhållandena, blir den ledande. Inte bara fullfjädrade stadsjeepar är utrustade med ett sådant system (för mer information om vilken typ av bil det är och hur det skiljer sig från crossovers, läs här), men också bilar under vars motorhuv en kraftfull förbränningsmotor är installerad.

Namnet på systemet kommer från 4WD (dvs. fyrhjulsdrift) och autoMATIC (automatisk manövrering av mekanismer). Momentfördelningen styrs elektroniskt, men själva kraftöverföringen är av mekanisk typ, inte en elektronisk simulering. Idag, av all sådan utveckling, anses detta system vara ett av de mest högteknologiska och utrustat med ett brett utbud av inställningar.

Tänk på hur detta system uppstod och utvecklades och sedan vad som ingår i dess struktur.

Historien om skapandet av fyrhjulsdrift

Själva idén att introducera fyrhjulsdrift i hjulfordon är inte ny. Den första fullhjulsdrivna bilen är den holländska Spyker 60 / 80HP-sportbilen 1903. Vid den tiden var det en tung bil som fick anständig utrustning. Förutom att överföra vridmoment till alla hjul, fanns det en inbyggd 6-cylindrig bensinmotor, som var en stor sällsynthet. Bromssystemet saktade ner alla hjulens rotation, och det fanns så många som tre differentier i växellådan, varav en var i centrum.

Efter bara ett år skapades en hel serie fyrhjulsdrivna lastbilar för den österrikiska arméns behov, som presenterades av Austro-Daimler. Dessa modeller användes senare som bas för pansarbilar. Närmare början av XNUMX-talet kunde fyrhjulsdrift inte längre överraska någon. Och Mercedes-Benz deltog också aktivt i utvecklingen och förbättringen av detta system.

XNUMX: a generationen

Förutsättningarna för framväxten av framgångsrika modifieringar av mekanismerna var presentationen av en nyhet från varumärket, som ägde rum inom ramen för den världsberömda bilutställningen i Frankfurt. Evenemanget ägde rum 1985. Men den första generationen fyrhjulsdrift från den tyska biltillverkaren togs i produktion två år senare.

Bilden nedan visar ett diagram som installerades på en Mercedes-Benz W124-modell 1984:

Det fanns en hård blockering i de bakre och centrala skillnaderna (läs om du vill ha mer information om varför du behöver blockera differentialen) separat). En mellanhjulsdifferensial installerades också på framaxeln, men den var inte blockerad, eftersom fordonets hantering i detta fall försämrades.

Det första serieproducerade 4Matic-systemet var involverat i överföringen av vridmoment endast i händelse av en centrifugering av huvudaxeln. Att inaktivera fyrhjulsdrift hade också ett automatiskt läge - så snart det låsningsfria bromssystemet utlöstes kopplades även fyrhjulsdriften från.

I den utvecklingen fanns tre driftsätt tillgängliga:

1. 100% bakhjulsdrift. Allt vridmoment går till bakaxeln och framhjulen förblir bara svängbara;
2. Delvis vridmomentöverföring. Framhjulen är endast delvis drivna. Kraftfördelningsindikatorn till framhjulen är 35 procent och till bakhjulen - 65 procent. I det här läget är bakhjulen fortfarande de viktigaste, och de främre hjälper bara till att stabilisera bilen eller komma ut på en bättre vägsträcka;
3. 50 procent vridmomentdelning. I detta läge får alla hjul samma procentuella vridmoment i samma utsträckning. Detta alternativ gjorde det också möjligt att inaktivera bakaxeldifferentialspärren.

Denna modifiering av fyrhjulsdriften användes i produktionsbilar av bilmärket fram till 1997.

XNUMX: a generationen

Nästa utveckling av fyrhjulsdriften från den tyska tillverkaren började dyka upp i modellerna i samma E-klass - W210. Det kunde bara installeras på de bilar som kördes på vägar med höger trafik, och sedan bara på beställning. Som grundfunktion installerades 4Matic i W163 M-klass-stadsjeepar. I det här fallet var fyrhjulsdriften permanent.

Differentiallås fick en annan algoritm. Det var en imitation av ett elektroniskt lås, som aktiverades av dragkraften. Detta system saktade ner glidhjulets rotation, varigenom vridmomentet delades om delvis till de andra hjulen.

Från och med den här generationen 4Matic har biltillverkaren helt övergett styva differentialspärrar. Denna generation fanns på marknaden fram till 2002.

III-generationen

Den tredje generationen 4Matic dök upp 2002 och var närvarande i följande modeller:

• C-klass W203;
• S-klass W220;
• E-klass W211.

Detta system fick också en elektronisk typ av differentialspärrkontroll. Dessa mekanismer, som i föregående generation, blockerades inte styvt. Förändringarna påverkade algoritmerna för att simulera förhindrandet av att glida på drivhjulen. Denna process styrs av dragkraftssystemet och det dynamiska stabilitetssystemet.

IV-generation

Den tredje generationen fanns på marknaden i fyra år, men produktionen slutfördes inte. Det var bara att köparen nu kunde välja vilken transmission att utrusta bilen med. År 2006 fick 4Matic-systemet ytterligare förbättringar. Det kan redan ses i utrustningslistan för S550. Den asymmetriska mittdifferentialen har bytts ut. Istället användes nu en planetväxellåda. Hans arbete gav en 45/55 procent fördelning mellan fram / bakaxlarna.

Bilden visar ett diagram över den fjärde generationen 4Matic fyrhjulsdrift, som användes i Mercedes-Benz S-klass:

1) växellådsaxel; 2) Differential med planetväxel; 3) På bakaxeln; 4) Sidoutgångsutrustning; 5) Sidokardanutgång; 6) framaxelns propelleraxel; 7) Koppling med flera plattor; 8) automatisk växellåda.

På grund av det faktum att mekanismerna för modern transport började ta emot fler och fler elektroniska styrenheter, har kontrollen av drivhjulens kontrollerbarhet blivit effektivare. Själva systemet styrdes tack vare signaler från sensorer från olika system som säkerställer maskinens aktiva säkerhet. Kraften från motorn levererades kontinuerligt till alla hjul.

Fördelen med denna generation är att den ger en optimal balans mellan effektiv fordonshantering och utmärkt dragkraft när man övervinner ojämn terräng. Trots systemets fördelar följde dess fortsatta utveckling efter sju års produktion.

V-generation

Den femte generationen 4Matic dök upp med början 2013, och den kunde hittas i följande modeller:

• CLA45 AMG;
• GL500.

Den här generationens särdrag är att den är avsedd för fordon med tvärgående kraftenhet (i det här fallet kommer växellådan att vrida framhjulen). Moderniseringen påverkade utformningen av ställdonen, liksom principen om fördelning av vridmoment.

I det här fallet är bilen framhjulsdriven. Kraftfördelning till alla hjul kan nu aktiveras genom att aktivera motsvarande läge på kontrollpanelen.

Hur 4Matic-systemet fungerar

Strukturen för 4Matic-systemet består av:

• Automatiska lådor;
• Överföringshölje, vars konstruktion tillhandahåller närvaron av en planetväxellåda (från och med fjärde generationen används den som ett alternativ till en asymmetrisk mittdifferens);
• Cardan-transmission (för information om vad det är, och var det annars används i bilar, läs i en annan recension);
• Främre tväraxeldifferential (fri eller icke-blockerande);
• Bakre tväraxeldifferential (den är också gratis).

Det finns två modifieringar av 4Matic fyrhjulsdrift. Den första är avsedd för personbilar och den andra är installerad på stadsjeepar och minibussar. På marknaden idag finns det ofta fordon utrustade med tredje generationen av 4Matic-systemet. Anledningen är att denna generation är billigare och har en bra balans mellan underhåll, tillförlitlighet och effektivitet.

En annan faktor som påverkade populariteten hos just denna generation är den ökade aktiviteten hos den tyska biltillverkaren Mercedes. Sedan 2000 har företaget beslutat att sänka kostnaderna för sina produkter och tvärtom höja kvaliteten på modellerna. Tack vare detta fick varumärket fler beundrare och termen ”tysk kvalitet” slog roten mer fast i bilisterna.

Funktioner i 4Matic-systemet

Liknande fyrhjulsdrift fungerar med manuella växellådor, men 4Matic installeras om växellådan är av automatisk typ. Anledningen till inkompatibiliteten med mekanik är att fördelningen av vridmoment utförs inte av föraren, som i de flesta modeller av fyrhjulsdrivna bilar från förra seklet, utan av elektronik. Förekomsten av en automatisk växellåda i överföringen av en bil är en viktig förutsättning som avgör om ett sådant system ska installeras i bilen eller inte.

Varje generation har sin egen funktionsprincip. Eftersom de två första generationerna är extremt sällsynta på marknaden kommer vi att fokusera på hur de tre senaste generationerna fungerar.

III-generationen

Denna typ av PP är installerad på både sedan och lätta SUV: er. I sådana trimnivåer utförs kraftfördelningen mellan axlarna i ett förhållande mellan 40 och 60 procent (mindre - till framaxeln). Om bilen är en fullfjädrad SUV, fördelas vridmomentet jämnt - 50 procent på varje axel.

När de används i kommersiella fordon eller affärssedans kommer framhjulen att fungera med 45 procent och bakhjulen på 55 procent. En separat modifiering är reserverad för AMG-modeller - deras axelförhållande är 33/67.

Ett sådant system består av en propelleraxel, ett överföringshölje (överför vridmoment till bakhjulen), tväraxeldifferentialer fram och bak samt två bakaxelaxlar. Huvudmekanismen i det är överföringsfallet. Den här enheten korrigerar växellådans funktion (ersätter mittdifferensen). Överföringen av vridmoment utförs genom en solväxel (växlar med olika diametrar används för fram- och bakaxelaxlarna).

IV-generation

Den fjärde generationen 4Matic använder en cylindrisk differential, som är låst via en två-skivkoppling. Kraften fördelas 45/55 procent (mer på baksidan). När bilen accelererar på is låser kopplingen differentialen så att alla fyra hjulen spelar in.

När du passerar en skarp sväng kan kopplingen glida. Detta inträffar när det är 45 Nm skillnad mellan hjuldifferenserna. Detta eliminerar accelererat slitage på tyngre lastade däck. För drift av 4Matic används 4ETS, ESP-systemet (för vilken typ av system, läs här) samt ASR.

V-generation

Det speciella med den femte generationen 4Matic är att fyrhjulsdrift aktiveras i den vid behov. Resten av bilen förblir framhjulsdrift (ansluten PP). Tack vare detta kommer urban körning eller normalt körläge att vara mer ekonomiskt än med permanent fyrhjulsdrift. Bakaxeln aktiveras automatiskt när elektroniken upptäcker hjulglidning på huvudaxeln.

Frånkoppling av PP sker också i automatiskt läge. Det modifierade med denna modifiering är att den i viss utsträckning kan korrigera bilens position genom att öka greppytan på drivhjulen i svängar tills mekanismerna för växelkursstabilitetssystemet aktiveras.

Systemenheten innehåller en annan styrenhet som är installerad i en robotförval (dubbelkoppling av våt typ, vars funktionsprincip beskrivs separat) växellåda. Under normala förhållanden aktiverar systemet 50% vridmomentfördelning, men i en nödsituation justerar elektroniken strömförsörjningen annorlunda:

• Bilen accelererar - förhållandet är 60 till 40;
• Bilen går igenom en serie varv - förhållandet är 50 till 50;
• Framhjulen förlorade grepp - ett förhållande mellan 10 och 90;
• Nödbroms - framhjulen får maximalt Nm.

Utgång

Idag har många bilister åtminstone hört talas om 4Matic -systemet. Vissa kunde på egen hand testa prestandan hos flera generationer fyrhjulsdrift från ett världsberömt bilmärke. Systemet har ännu inte allvarlig konkurrens mellan sådana utvecklingar, även om det inte kan förnekas att det finns värdiga modifieringar som används i modeller av andra biltillverkare, till exempel Quattro från Audi eller xdrive från BMW.

Den första utvecklingen av 4Matic var endast avsedd för ett litet antal modeller, och sedan som ett alternativ. Men tack vare dess tillförlitlighet och effektivitet fick systemet erkännande och blev populärt. Detta fick biltillverkaren att ompröva sin inställning till produktion av fyrhjulsdrivna bilar med automatisk kraftfördelning.

Förutom det faktum att 4Matic fyrhjulsdrift gör det lättare att övervinna vägsnitt med svåra och instabila ytor, ger det extra säkerhet under extrema förhållanden. Med ett aktivt och funktionellt system kan föraren styra fordonet helt. Men du bör inte helt lita på denna mekanism, eftersom den inte kan övervinna fysiska lagar. Därför bör du under inga omständigheter försumma de grundläggande kraven för säker körning: håll en avstånds- och hastighetsgräns, särskilt på slingrande vägar.

Sammanfattningsvis - en liten testkörning Mercedes w212 e350 med 4Matic-system:

Minimaste fyrhjulsdrift Mercedes w212 e350 4 matic

Frågor och svar:

Hur fungerar 4 matic? I en sådan transmission fördelas vridmomentet till varje axel på fordonet, vilket gör den till den ledande. Beroende på generationen (det finns 5 av dem) sker anslutningen av den andra axeln automatiskt eller i manuellt läge.

Vad betyder AMG? Förkortningen AMG står för Aufrecht (namnet på företagets grundare), Melchner (namnet på hans partner) och Grossashpach (födelseplatsen för Aufrecht).