Система повного приводу 4Matic
Зміст
Керованість автомобіля - один з найважливіших факторів, від яких залежить безпека на дорогах. Більшість сучасних транспортних засобів оснащується трансмісією, яка передає крутний момент на одну пару коліс (передній або задній привід). Але висока потужність деяких силових агрегатів змушує автовиробників випускати повнопривідні модифікації. Якщо передавати крутний момент від продуктивного мотора на одну вісь, неминуче буде відбуватися пробуксовка ведучих коліс.
Щоб стабілізувати автомобіль на дорозі і зробити його більш надійним і безпечним в спортивному стилі їзди, необхідно забезпечити розподіл крутного моменту на всі колеса. Завдяки цьому підвищується стійкість і керованість транспорту на нестабільному дорожньому покритті, наприклад, ожеледь, бруд або пісок.
Якщо правильно розподілити зусилля на кожне колесо, машині не страшні навіть найсуворіші дорожні умови з нестабільним покриттям. Щоб здійснити цей задум, автовиробники вже давно розробляють всілякі системи, які покликані поліпшити управління машиною в таких умовах. Прикладом тому служить диференціал (детальніше про те, що це таке, розповідається в іншій статті). Він може бути міжколісний або міжосьовий.
Серед таких розробок - система 4Matic, яка створена фахівцями відомого німецького автобренда Mercedes-Benz. Розглянемо, в чому особливість даної розробки, як вона з'явилася і яке у неї пристрій.
Що таке система повного приводу 4Matic
Як вже зрозуміло з вступу, 4Matic - це система повного приводу, тобто крутний момент від силового агрегату розподіляється на всі колеса так, що в залежності від дорожніх умов кожне з них стає провідним. Такою системою оснащуються не тільки повноцінні позашляховики (додатково про те, що це за тип автомобілів, і чим він відрізняється від кросоверів, читайте тут), А й легкові автомобілі, під капотом яких встановлюється потужний ДВС.
Назва системи походить від 4WD (тобто привід на 4 колеса) і autoМАТИКА (Автоматична робота механізмів). Управління розподілом крутного моменту здійснює електроніка, але сама передача зусиль має механічний тип, а не електронну симуляцію. На сьогоднішній день з усіх подібних розробок дана система вважається однією з високотехнологічних і оснащеної широким спектром налаштувань.
Розглянемо, як з'явилася і розвивалася дана система, а потім, що входить в її пристрій.
Історія створення повного приводу
Сама ідея впровадження повного приводу в колісний транспорт не нова. Першою моделлю автомобіля з повноцінним повним приводом є голландський спорткар Spyker 60 / 80HP 1903 го року випуску. На ті часи це був надпотужний автомобіль, який отримав пристойну оснащення. Крім передачі крутного моменту на всі колеса, під його капотом стояв рядний 6-циліндровий бензиновий силовий агрегат, що було великою рідкістю. Гальмівна система уповільнює обертання всіх коліс, а в трансмісії було присутнє цілих три диференціала, один з яких був міжосьовим.
Лише через один рік для потреб австрійської армії була створена ціла лінійка вантажних автомобілів з повним приводом, які представила компанія Austro-Daimler. Ці моделі згодом використовувалися в якості бази для броньовиків. Ближче до початку ХХ століття повним приводом вже нікого не можна було здивувати. І компанія Mercedes-Benz теж активно займалася розробкою і вдосконаленням даної системи.
I покоління
Передумовами до появи успішних модифікацій механізмів була презентація новинки від бренду, яка пройшла в рамках знаменитого у всьому світі автосалону у Франкфурті. Подія відбулася в 1985-му році. Але перше покоління повного приводу від німецького автовиробника надійшло в серію через цілих два роки.
На фото нижче представлена схема, яку встановили на модель Mercedes-Benz W124 1984 го року випуску:
У задньому і міжосьовій диференціалах була присутня жорстка блокування (детально про те, навіщо потрібно блокувати диференціал, читайте окремо). На передній осі також був встановлений міжколісний диференціал, але він не блокувався, так як в цьому випадку погіршувалася керованість транспорту.
Перша серійна система 4Matic приймала участь в передачі крутного моменту тільки в разі пробуксовки основний осі. Відключення повного приводу також мало автоматичний режим - як тільки спрацьовувала антиблокувальна система гальм, відключався і повний привід.
У тій розробці було доступно три режими роботи:
- 100-відсотковий задній привід. Весь крутний момент надходить на задню вісь, а передні колеса залишаються тільки поворотними;
- Часткова передача крутного моменту. Передні колеса починають тільки частково приводитися в дію. Показник розподілу зусиль на передні колеса становить 35, а на задні - 65 відсотків. У такому режимі основними є все одно задні колеса, а передні тільки допомагають стабілізувати машину або вибратися на більш якісний ділянку дороги;
- 50-відсотковий розподіл крутного моменту. У цьому режимі всі колеса в однаковій мірі отримують однаковий відсоток крутного моменту. Також дана опція дозволяла відключити блокування диференціала задньої осі.
Така модифікація повного приводу використовувалася в серійних автомобілях автобренда аж до 1997-го року.
II покоління
Наступна еволюція повнопривідної трансмісії від німецького виробника стала з'являтися в моделях того ж Е-класу - W210. Вона могла встановлюватися тільки на ті автомобілі, які експлуатувалися на дорогах з правостороннім рухом, і то тільки під замовлення. В якості базової функції 4Matic встановлювався в позашляховиках М-класу W163. В даному випадку повний привід був постійним.
Блокування диференціалів отримали інший алгоритм. Це була імітація електронного блокування, яку активував антипробуксовочну елемент. Ця система уповільнює обертання буксує колеса, завдяки чому крутний момент частково перерозподіляється на інші колеса.
Починаючи з цього покоління 4Matic, автовиробник повністю відмовився від жорсткої блокування диференціалів. Дана генерація проіснувала на ринку до 2002-го року.
III покоління
Третє покоління 4Matic з'явилася в 2002-му році, і була присутня в таких моделях:
- З-клас W203;
- S-клас W220;
- E-клас W211.
Дана система також отримала електронний тип управління блокуваннями диференціалів. Ці механізми, як і в попередньому поколінні, чи не блокувалися жорстко. Зміни торкнулися алгоритмів імітації запобігання пробуксовки ведучих коліс. Контроль цим процесом здійснюється антипробуксовочною системою, а також системою динамічної стійкості.
IV покоління
Третє покоління проіснувало на ринку чотири роки, але її виробництво не завершилося. Просто покупець тепер міг сам вибрати, який трансмісією оснастити авто. У 2006-му році система 4Matic отримала чергові поліпшення. Її вже можна було побачити в списку комплектації для S550. Несиметричний центральний диференціал був замінений. Замість нього тепер застосовувався планетарний редуктор. Його робота забезпечувала розподіл між передньою / задньою осями в співвідношенні 45/55 відсотків.
На фото показана схема повного приводу 4Matic четвертого покоління, яка використовувалася в Mercedes-Benz S-класу:
Завдяки тому, що механізми сучасного транспорту стали отримувати все більше електронних контролерів, контроль керованості ведучих коліс став більш ефективний. Сама система управління нею завдяки сигналам, що надходять від датчиків різних систем, що забезпечують активну безпеку машини. Потужність від мотора на постійній основі надходила на всі колеса.
Плюс даної генерації полягає в тому, що вона забезпечує оптимальний баланс між ефективною керованістю транспорту і чудовою тягою при подоланні пересіченій місцевості. Незважаючи на переваги системи, через сім років виробництва було її подальший розвиток.
V покоління
П'яте покоління 4Matic з'явилося, починаючи з 2013-го року, і його можна було зустріти в таких моделях:
- CLA45 AMG;
- GL 500
Особливість даної генерації полягає в тому, що вона призначена для автомобілів з поперечним розташуванням силового агрегату (в цьому випадку трансмісія буде крутити передні колеса). Модернізація торкнулася конструкцію виконавчих механізмів, а також принцип розподілу крутного моменту.
В даному випадку автомобіль є передньопривідним. Розподіл потужності на всі колеса тепер можна задіяти при активації відповідного режиму на панелі управління.
Як влаштована система 4Matic
Пристрій системи 4Matic складається з:
- Коробки автомат;
- Раздатки, в конструкції якої передбачено наявність планетарного редуктора (починаючи з четвертого покоління, він використовується в якості альтернативи несиметричного центральному диференціалу);
- Карданної передачі (детально про те, що це таке, а також де вона ще використовується в машинах, читайте в іншому огляді);
- Переднього міжколісного диференціала (вільне володіння, або неблокірующіх);
- Заднього міжколісного диференціала (він теж вільне володіння).
Існує дві модифікації повного приводу 4Matic. Перша призначена для легкових машин, а другу встановлюють на позашляховики і мікроавтобуси. На ринку зараз часто зустрічаються автомобілі, оснащені третім поколінням системи 4Matic. Причина в тому, що ця генерація більш доступна за ціною, і має непогане співвідношення ремонтопридатності, надійності і ефективності.
Ще один фактор, що вплинув на популярність саме цієї генерації, є зліт активності німецького автовиробника Mercedes. Починаючи з 2000-го року, компанія прийняла рішення знизити вартість своєї продукції, а якість моделей - навпаки підвищити. Завдяки цьому у бренду з'явилося більше шанувальників і термін «німецька якість» міцніше укорінився в умах автомобілістів.
Особливості системи 4Matic
Аналогічні системи повного приводу працюють з механічними коробками передач, але 4Matic встановлюється, якщо коробка передач має автоматичний тип. Причина несумісності з механікою в тому, що розподіл крутного моменту здійснюється не водієм, як в більшості моделях повнопривідних авто минулого століття, а електронікою. Наявність автоматичної коробки передач в трансмісії авто - ключова умова, що визначає, чи буде встановлена така система в машині чи ні.
Кожне покоління має свій принцип дії. Так як перші два покоління на ринку зустрічаються вкрай рідко, ми зосередимося на принципі роботи трьох останніх генерацій.
III покоління
Цей тип ПП встановлюється як на седани, так і на легкі позашляховики. У таких комплектаціях розподіл потужності між осями здійснюється в співвідношенні 40 до 60 відсотків (менше - на передню вісь). Якщо автомобіль - повноцінний позашляховик, то крутний момент розподіляється рівномірно - по 50 відсотків на кожну вісь.
При використанні в комерційному транспорті або седанів класу «Бізнес» передні колеса будуть працювати на 45, а задні - на 55 відсотків. Окрема модифікація покладається моделям AMG - у них співвідношення між осями складає 33/67.
Така система складається з карданного валу, раздатки (передає момент на задні колеса), межколесних диференціалів спереду і ззаду, а також двох задніх півосей. Головним механізмом у ній виступає роздавальна коробка. Це пристрій коригує роботу редуктора (замінює центральний диференціал). Передача крутного моменту здійснюється через сонячну шестерню (для вала передній і задній осі використовуються шестерінки різних діаметрів).
IV покоління
У четвертому поколінні 4Matic використовується циліндричний диференціал, блокування якого відбувається через дводисковий фрикціон. Потужність розподіляється в співвідношенні 45/55 відсотків (на задній більше). Коли машина розганяється на льоду, фрикціон блокує диференціал, завдяки чому в роботу вступають всі чотири колеса.
При проходженні крутого повороту може спостерігатися пробуксовка фрикциона. Це відбувається при різниці в 45 Нм між колісними диференціалами. Завдяки цьому виключається прискорений знос більш навантажених покришок. Для роботи 4Matic використовується система 4ETS, ESP (про те, що це за система, читайте тут), А також ASR.
V покоління
Особливість п'ятої генерації 4Matic полягає в тому, що повний привід в ній активується в разі потреби. В іншому автомобіль залишається передньопривідним (підключається ПП). Завдяки цьому міський або звичайний дорожній режим їзди буде більш економним, ніж при постійному повному приводі. Задня вісь активується автоматично, коли електроніка реєструє пробуксовку коліс основної осі.
Відключення ПП теж відбувається в автоматичному режимі. Особливість даної модифікації в тому, що в деякій мірі вона здатна коригувати положення автомобіля за рахунок збільшення площі зчеплення ведучих коліс в поворотах, поки не включаться механізми системи курсової стійкості.
У пристрій системи входить інший блок управління, який встановлюється в роботизовану преселектівную (подвійне зчеплення мокрого типу, про принцип роботи якої розповідається окремо) Коробку передач. У звичайних умовах система активує 50-відсотковий розподіл крутного моменту, але в екстрених випадках електроніка по-іншому коригує подачу потужності:
- Машина розганяється - співвідношення 60 до 40;
- Машина проходить низку поворотів - співвідношення 50 до 50;
- Передні колеса втратили зчеплення з дорогою - співвідношення 10 до 90;
- Екстрений гальмо - передні колеса отримують максимальну кількість Нм.
Висновок
На сьогоднішній день багато автомобілістів, по крайней мере, чули про існування системи 4Matic. Деякі змогли на власному досвіді протестувати працездатність кількох поколінь повного приводу від автобренда зі світовим ім'ям. Серйозної конкуренції серед подібних розробок у системи поки немає, хоча не можна заперечувати існування гідних модифікацій, які використовуються в моделях інших автовиробників, наприклад, Quattro від Audi або xdrive від BMW.
Перші розробки 4Matic призначалися тільки для невеликого числа моделей, і то в якості опції. Але завдяки надійності і ефективності система отримала визнання, і стала популярною. Це спонукало автовиробника переглянути свій підхід до випуску повнопривідних авто з автоматичним розподілом потужності.
Крім того, що повний привід 4Matic полегшує завдання з подолання відрізка дороги зі складним і нестабільним покриттям, вона забезпечує додаткову безпеку в екстремальних умовах. При активній і справній системі водій може повністю контролювати транспортний засіб. Але не варто повністю покладатися на цей механізм, так як він не здатний долати фізичні закони. Тому ні в якому разі не можна нехтувати елементарними вимогами безпечного управління автомобілем: дотримуватися дистанції і швидкісного режиму, особливо на звивистих дорогах.
На завершення - невеликий тест-драйв Mercedes w212 e350 c системою 4Matic:
Питання та відповіді:
Як працює 4 matic? У такій трансмісії момен, що крутить, розподіляється на кожну вісь автомобіля, роблячи її ведучою. Залежно від покоління (їх 5), підключення другої осі відбувається автоматично або в ручному режимі.
Що означає слово AMG? Абревіатура AMG розшифровується як Ауфрехт (прізвище засновника компанії), Мельхнер (прізвище його компаньйона) та Гроссашпах (батьківщина Ауфрехта).
