Systém pohonu všetkých kolies 4Matic
Obsah
Manipulácia s vozidlom je jedným z najdôležitejších faktorov, od ktorých závisí bezpečnosť cestnej premávky. Väčšina moderných vozidiel je vybavená prevodovkou, ktorá prenáša krútiaci moment na jeden pár kolies (pohon predných alebo zadných kolies). Vysoký výkon niektorých pohonných jednotiek ale núti automobilky vyrábať úpravy pohonu všetkých kolies. Ak prenesiete krútiaci moment z vysoko výkonného motora na jednu nápravu, nevyhnutne dôjde k pošmyknutiu hnacích kolies.
Na stabilizáciu vozidla na ceste a jeho bezpečnejšie a spoľahlivejšie v športovom štýle jazdy je potrebné rozdeliť krútiaci moment na všetky kolesá. Zvyšuje sa tak stabilita a kontrola dopravy na nestabilných povrchoch ciest, ako je ľad, blato alebo piesok.
Ak správne rozdelíte úsilie na každé koleso, stroj sa nebojí ani tých najťažších podmienok na ceste s nestabilným povrchom. Na splnenie tejto vízie automobilky už dlho vyvíjajú najrôznejšie systémy, ktoré sú určené na zlepšenie kontroly nad autom v takýchto podmienkach. Príkladom toho je diferenciál (podrobnejšie o tom, čo to je, je to popísané v inom článku). Môže to byť medzi nápravami alebo medzi nápravami.
Medzi tieto novinky patrí systém 4Matic, ktorý vytvorili špecialisti známej nemeckej automobilovej značky Mercedes-Benz. Uvažujme o tom, čo je zvláštnosťou tohto vývoja, ako sa objavil a aké zariadenie má.
Čo je systém pohonu všetkých kolies 4Matic
Ako už je zrejmé z úvodu, 4Matic je systém pohonu všetkých kolies, to znamená, že krútiaci moment z pohonnej jednotky je rozdelený na všetky kolesá, takže sa každé z nich v závislosti od stavu vozovky stane vedúcim. Nielen plnohodnotné SUV sú vybavené takýmto systémom (viac informácií o to, o aký typ automobilu ide a v čom sa líši od crossoverov, si prečítajte tu), ale aj automobily, pod kapotou ktorých je nainštalovaný výkonný spaľovací motor.
Názov systému pochádza z 4WD (t.j. pohon všetkých kolies) a autoMATIC (automatická činnosť mechanizmov). Distribúcia krútiaceho momentu je riadená elektronicky, ale samotný prenos sily je mechanického typu, nie elektronickej simulácie. Dnes je tento systém zo všetkých týchto vývojov považovaný za jeden z najmodernejších a vybavený širokou škálou nastavení.
Zvážte, ako sa tento systém objavil a vyvinul, a čo je zahrnuté v jeho štruktúre.
História vzniku pohonu všetkých kolies
Samotná myšlienka zavedenia pohonu všetkých kolies do kolesových vozidiel nie je nová. Prvým autom s pohonom všetkých kolies je športový automobil Dutch Spyker 60 / 80HP 1903 holandský. V tom čase to bolo ťažké auto, ktoré dostávalo slušnú výbavu. Okrem prenosu krútiaceho momentu na všetky kolesá sa pod jeho kapotou nachádzala radová 6-valcová benzínová pohonná jednotka, čo bola veľká vzácnosť. Brzdový systém spomalil otáčanie všetkých kolies a v prevodovke boli až tri diferenciály, z ktorých jeden bol stredový.
Už po jednom roku bola pre potreby rakúskej armády vytvorená celá rada nákladných vozidiel s pohonom všetkých kolies, ktoré predstavila spoločnosť Austro-Daimler. Tieto modely sa neskôr použili ako základňa pre obrnené automobily. Bližšie k začiatku dvadsiateho storočia už nemohol nikoho prekvapiť pohon všetkých kolies. A Mercedes-Benz sa tiež aktívne podieľal na vývoji a zdokonaľovaní tohto systému.
XNUMX. generácia
Predpokladom pre vznik úspešných úprav mechanizmov bolo predstavenie novinky značky, ktorá prebehla v rámci svetoznámeho autosalónu vo Frankfurte. Táto udalosť sa konala v roku 1985. Ale prvá generácia pohonu všetkých kolies nemeckej automobilky sa začala vyrábať o dva roky neskôr.
Na fotografii nižšie je schéma, ktorá bola nainštalovaná na modeli Mercedes-Benz W124 z roku 1984:
Zadné a stredové diferenciály boli tvrdo blokované (podrobnosti o tom, prečo musíte blokovať diferenciál, si prečítajte oddelene). Na prednú nápravu bol namontovaný aj medzinápravový diferenciál, ktorý však nebol zablokovaný, pretože v tomto prípade sa zhoršila ovládateľnosť vozidla.
Prvý sériovo vyrábaný systém 4Matic sa podieľal na prenose krútiaceho momentu iba v prípade pretočenia hlavnej nápravy. Vypnutie pohonu všetkých kolies malo aj automatický režim - hneď ako sa spustil protiblokovací systém, bol odpojený aj pohon všetkých kolies.
V tomto vývoji boli k dispozícii tri režimy prevádzky:
- 100% pohon zadných kolies. Celý krútiaci moment smeruje na zadnú nápravu a predné kolesá zostávajú iba otočné;
- Čiastočný prenos krútiaceho momentu. Predné kolesá sú poháňané iba čiastočne. Rozloženie síl na predné kolesá je 35 percent a na zadné - 65 percent. V tomto režime sú zadné kolesá stále hlavné a predné iba pomáhajú stabilizovať auto alebo vystúpiť na lepšom úseku cesty;
- 50-percentné rozdelenie krútiaceho momentu. V tomto režime dostávajú všetky kolesá rovnaké percento krútiaceho momentu v rovnakom rozsahu. Táto možnosť tiež umožnila deaktivovať uzávierku diferenciálu zadnej nápravy.
Táto úprava pohonu všetkých kolies sa do roku 1997 používala vo výrobných automobiloch značky auto.
XNUMX. generácia
Ďalšia evolúcia prevodovky s pohonom všetkých kolies od nemeckého výrobcu sa začala objavovať u modelov tej istej triedy E - W210. Mohol byť inštalovaný iba na tie autá, ktoré boli prevádzkované na cestách s pravostrannou premávkou, a potom iba na objednávku. Ako základná funkcia bol 4Matic inštalovaný do SUV triedy M W163. V tomto prípade bol pohon všetkých kolies permanentný.
Diferenciálne zámky dostali iný algoritmus. Išlo o napodobeninu elektronického zámku, ktorý sa aktivoval kontrolou trakcie. Tento systém spomalil rotáciu klzného kolesa, kvôli čomu sa krútiaci moment čiastočne prerozdelil na ďalšie kolesá.
Počnúc touto generáciou 4Maticu automobilka úplne opustila pevné uzávierky diferenciálu. Táto generácia existovala na trhu do roku 2002.
III generácia
Tretia generácia 4Matic sa objavila v roku 2002 a bola prítomná v nasledujúcich modeloch:
- Trieda C W203;
- Trieda S W220;
- Trieda E W211.
Tento systém dostal aj elektronický typ riadenia uzávierok diferenciálu. Tieto mechanizmy, rovnako ako v predchádzajúcej generácii, neboli prísne blokované. Zmeny sa dotkli algoritmov simulujúcich prevenciu protišmyku hnacích kolies. Tento proces je riadený systémom kontroly trakcie a systémom dynamickej stability.
IV generácia
Tretia generácia existovala na trhu štyri roky, ale jej výroba nebola dokončená. Bolo to len tak, že kupujúci si teraz mohol vybrať, ktorou prevodovkou vybaviť auto. V roku 2006 prešiel systém 4Matic ďalšími vylepšeniami. Je to už vidieť na zozname výbavy pre S550. Asymetrický stredový diferenciál bol vymenený. Namiesto toho sa teraz používala planétová prevodovka. Jeho práca zabezpečila 45/55-percentné rozdelenie medzi prednú / zadnú nápravu.
Na fotografii je schéma štvrtej generácie pohonu všetkých kolies 4Matic, ktorá bola použitá v Mercedes-Benz triedy S:
Vďaka tomu, že mechanizmy modernej dopravy začali dostávať čoraz viac elektronických ovládačov, bolo ovládanie ovládania na volante efektívnejšie. Samotný systém bol riadený vďaka signálom prichádzajúcim zo senzorov rôznych systémov, ktoré zaisťujú aktívnu bezpečnosť stroja. Sila z motora bola neustále na všetky kolesá.
Výhodou tejto generácie je, že poskytuje optimálnu rovnováhu medzi efektívnym ovládaním vozidla a vynikajúcou trakciou pri prekonávaní nerovného terénu. Napriek výhodám systému nasledoval po siedmich rokoch výroby jeho ďalší vývoj.
V. generácia
Piata generácia 4Matic sa objavila od roku 2013 a nájdete ju v nasledujúcich modeloch:
- CLA45 AMG;
- GL500.
Zvláštnosťou tejto generácie je, že je určená pre vozidlá s priečnou pohonnou jednotkou (v tomto prípade bude prevodovka točiť prednými kolesami). Modernizácia ovplyvnila konštrukciu akčných členov, ako aj princíp rozdelenia krútiaceho momentu.
V takom prípade má auto pohon predných kolies. Distribúciu výkonu na všetky kolesá je možné teraz aktivovať aktiváciou príslušného režimu na ovládacom paneli.
Ako funguje systém 4Matic
Štruktúru systému 4Matic tvoria:
- Automatické boxy;
- Prevodovka, ktorej konštrukcia umožňuje prítomnosť planétovej prevodovky (od štvrtej generácie sa používa ako alternatíva k asymetrickému stredovému diferenciálu);
- Kardanová prevodovka (ďalšie informácie o tom, čo to je a kde všade sa používa v automobiloch, si prečítajte v inej recenzii);
- Diferenciál prednej nápravy (voľný alebo neblokovaný);
- Diferenciál zadnej nápravy (je tiež zadarmo).
Pohon všetkých kolies 4Matic má dve modifikácie. Prvý je určený pre osobné automobily a druhý je inštalovaný na vozidlách typu SUV a mikrobusoch. Na dnešnom trhu sú často autá vybavené treťou generáciou systému 4Matic. Dôvod je ten, že táto generácia je cenovo dostupnejšia a má dobrú rovnováhu medzi udržiavateľnosťou, spoľahlivosťou a účinnosťou.
Ďalším faktorom, ktorý ovplyvnil popularitu tejto konkrétnej generácie, je nárast aktivity nemeckej automobilky Mercedes. Od roku 2000 sa spoločnosť rozhodla znížiť náklady na svoje výrobky a naopak zvýšiť kvalitu modelov. Vďaka tomu si značka získala viac obdivovateľov a pojem „nemecká kvalita“ sa v povedomí motoristov ustálil pevnejšie.
Vlastnosti systému 4Matic
Podobné systémy pohonu všetkých kolies fungujú aj s manuálnymi prevodovkami, ale v prípade automatickej prevodovky je nainštalovaný pohon 4Matic. Dôvodom nekompatibility s mechanikou je to, že distribúcia krútiaceho momentu nie je vykonávaná vodičom, ako je to vo väčšine modelov automobilov s pohonom všetkých kolies minulého storočia, ale elektronikou. Prítomnosť automatickej prevodovky v prevodovke automobilu je kľúčovou podmienkou, ktorá určuje, či bude takýto systém vo vozidle nainštalovaný alebo nie.
Každá generácia má svoj vlastný princíp fungovania. Pretože prvé dve generácie sú na trhu mimoriadne zriedkavé, zameriame sa na to, ako fungujú posledné tri generácie.
III generácia
Tento typ PP je inštalovaný na sedan aj na ľahké SUV. V takýchto úrovniach výbavy sa distribúcia sily medzi nápravy vykonáva v pomere 40 až 60 percent (menej - na prednú nápravu). Ak je automobil plnohodnotným SUV, potom je krútiaci moment rozdelený rovnomerne - 50 percent na každú nápravu.
Pri použití v úžitkových vozidlách alebo sedanoch Business budú predné kolesá pracovať so 45 percentami a zadné kolesá s 55 percentami. Samostatná úprava je vyhradená pre modely AMG - ich pomer náprav je 33/67.
Takýto systém pozostáva z kĺbového hriadeľa, prevodovky (prenáša krútiaci moment na zadné kolesá), diferenciálov priečnej nápravy vpredu a vzadu, ako aj z dvoch hriadeľov zadnej nápravy. Hlavným mechanizmom v ňom je prevodovka. Toto zariadenie koriguje činnosť prevodovky (nahrádza stredový diferenciál). Prenos krútiaceho momentu sa uskutočňuje cez centrálne koleso (pre hriadele prednej a zadnej nápravy sa používajú prevody rôznych priemerov).
IV generácia
Štvrtá generácia 4Matic používa valcový diferenciál, ktorý sa blokuje pomocou dvojkotúčovej spojky. Výkon je distribuovaný o 45/55 percent (viac vzadu). Keď auto akceleruje na ľade, spojka zablokuje diferenciál, aby vstúpili do hry všetky štyri kolesá.
Pri prejazde prudkou zákrutou môžete spozorovať šmyk spojky. K tomu dôjde, ak je medzi diferenciálmi kolies rozdiel 45 Nm. To vylučuje zrýchlené opotrebovanie pneumatík s vyšším zaťažením. Pre prevádzku 4Matic sa používa systém 4ETS, ESP (pre aký druh systému si prečítajte tu), ako aj ASR.
V. generácia
Zvláštnosťou piatej generácie 4Matic je, že sa v ňom v prípade potreby aktivuje pohon všetkých kolies. Zvyšok auta zostáva s pohonom predných kolies (pripojený PP). Vďaka tomu bude mestský alebo normálny režim cestnej premávky ekonomickejší ako pri permanentnom pohone všetkých kolies. Zadná náprava sa automaticky aktivuje, keď elektronika zistí šmyk kolies na hlavnej náprave.
K odpojeniu PP dochádza aj v automatickom režime. Zvláštnosťou tejto úpravy je, že do istej miery dokáže opraviť polohu automobilu zväčšením oblasti záberu hnacích kolies v zákrutách, kým sa neaktivujú mechanizmy systému stability výmenného kurzu.
Systémové zariadenie obsahuje ďalšiu riadiacu jednotku, ktorá je inštalovaná v robotickom predvoľbe (dvojitá spojka mokrého typu, ktorej princíp činnosti je popísaný) oddelene) prevodovka. Za normálnych podmienok systém aktivuje 50% distribúciu krútiaceho momentu, ale v prípade núdze elektronika upraví dodávku energie inak:
- Automobil akceleruje - pomer je 60 ku 40;
- Auto prechádza sériou zákrut - pomer je 50 až 50;
- Predné kolesá stratili trakciu - pomer 10 ku 90;
- Núdzová brzda - predné kolesá dostávajú maximum Nm.
Výkon
Dnes už mnoho motoristov aspoň počulo o systéme 4Matic. Niektorí si mohli na vlastnej skúsenosti vyskúšať výkon niekoľkých generácií pohonu všetkých kolies svetoznámej značky automobilov. Systém zatiaľ nemá medzi takýmto vývojom vážnu konkurenciu, aj keď nemožno poprieť, že existujú hodné úpravy, ktoré sa používajú v modeloch iných výrobcov automobilov, napríklad Quattro od Audi alebo xdrive od BMW.
Prvý vývoj 4Matic bol určený iba pre malý počet modelov a potom ako voliteľná výbava. Ale vďaka svojej spoľahlivosti a efektívnosti si systém získal uznanie a stal sa populárnym. To podnietilo automobilku k prehodnoteniu svojho prístupu k výrobe vozidiel s pohonom všetkých kolies s automatickým rozvodom energie.
Okrem toho, že pohon všetkých kolies 4Matic uľahčuje prekonávanie úsekov cesty so zložitým a nestabilným povrchom, poskytuje dodatočnú bezpečnosť v extrémnych podmienkach. Vďaka aktívnemu a funkčnému systému môže vodič plne ovládať vozidlo. Nemali by ste sa však úplne spoliehať na tento mechanizmus, pretože nie je schopný prekonať fyzikálne zákony. V žiadnom prípade by ste preto nemali zanedbávať základné požiadavky na bezpečnú jazdu: dodržujte vzdialenosť a rýchlostný limit, najmä na kľukatých cestách.
Na záver - malá testovacia jazda Mercedes w212 e350 so systémom 4Matic:
Otázky a odpovede:
Ako funguje 4 matic? Pri takejto prevodovke sa krútiaci moment rozdeľuje na každú nápravu vozidla, čím sa stáva vedúcou. V závislosti od generácie (je ich 5) dochádza k pripojeniu druhej osi automaticky alebo v manuálnom režime.
Čo znamená AMG? Skratka AMG znamená Aufrecht (meno zakladateľa spoločnosti), Melchner (meno jeho spoločníka) a Grossashpach (rodisko Aufrechta).
