Systém pohonu všech kol 4Matic
Obsah
Ovládání vozidla je jedním z nejdůležitějších faktorů, na kterých závisí bezpečnost silničního provozu. Většina moderních vozidel je vybavena převodovkou, která přenáší točivý moment na jeden pár kol (pohon předních nebo zadních kol). Vysoký výkon některých pohonných jednotek však nutí výrobce automobilů vyrábět úpravy pohonu všech kol. Pokud přenesete točivý moment z vysoce výkonného motoru na jednu nápravu, nevyhnutelně dojde k prokluzu hnacích kol.
Pro stabilizaci vozidla na silnici a zvýšení jeho bezpečnosti a spolehlivosti ve sportovním stylu jízdy je nutné rozdělit točivý moment na všechna kola. Tím se zvyšuje stabilita a kontrola přepravy na nestabilním povrchu vozovky, jako je led, bláto nebo písek.
Pokud správně rozložíte úsilí na každé kolo, stroj se nebojí ani těch nejnáročnějších podmínek na silnici s nestabilním povrchem. K naplnění této vize automobilky již dlouho vyvíjejí nejrůznější systémy, které jsou navrženy tak, aby zlepšily kontrolu nad vozem v takových podmínkách. Příkladem toho je diferenciál (pro více informací o tom, co to je, je to popsáno v jiném článku). Může to být mezi nápravami nebo mezi nápravami.
Mezi takovéto novinky patří systém 4Matic, který vytvořili specialisté slavné německé automobilové značky Mercedes-Benz. Podívejme se, v čem je tento vývoj zvláštní, jak se objevil a jaké má zařízení.
Co je to systém pohonu všech kol 4Matic
Jak již bylo zřejmé z úvodu, 4Matic je systém pohonu všech kol, to znamená, že točivý moment z pohonné jednotky je rozdělen na všechna kola, takže se každý z nich v závislosti na podmínkách na silnici stává předním. Takovým systémem jsou vybaveny nejen plnohodnotná SUV (více informací o tom, o jaký typ automobilu jde a jak se liší od crossoverů, přečtěte zde), ale také automobily, pod jejichž kapotou je instalován výkonný spalovací motor.
Název systému pochází z 4WD (tj. Pohon všech kol) a autoMATIC (automatická činnost mechanismů). Distribuce točivého momentu je řízena elektronicky, ale samotný přenos síly je mechanického typu, nikoli elektronické simulace. Dnes je tento systém ze všech těchto vývojů považován za jeden z nejmodernějších a je vybaven širokou škálou nastavení.
Zvažte, jak se tento systém objevil a vyvinul, a co je zahrnuto v jeho struktuře.
Historie vzniku pohonu všech kol
Samotná myšlenka zavedení pohonu všech kol do kolových vozidel není nová. Prvním automobilem s pohonem všech kol je sportovní vůz Dutch Spyker 60 / 80HP 1903 Dutch. V té době to bylo těžké auto, které dostalo slušné vybavení. Kromě přenosu točivého momentu na všechna kola byla pod jeho kapotou řadová šestiválcová benzinová pohonná jednotka, což byla velká rarita. Brzdový systém zpomalil otáčení všech kol a v převodovce byly až tři diferenciály, z nichž jeden byl uprostřed.
Již po jednom roce byla pro potřeby rakouské armády vytvořena celá řada nákladních vozidel s pohonem všech kol, které představila společnost Austro-Daimler. Tyto modely byly později použity jako základna pro obrněná auta. Blíže k počátku dvacátého století už pohon všech kol nemohl nikoho překvapit. A Mercedes-Benz se také aktivně podílel na vývoji a zdokonalování tohoto systému.
XNUMX. generace
Předpokladem pro vznik úspěšných úprav mechanismů bylo představení novinky značky, která se uskutečnila v rámci světově proslulého autosalonu ve Frankfurtu. Akce se konala v roce 1985. Ale první generace pohonu všech kol německé automobilky vstoupila do série o dva roky později.
Na fotografii níže je schéma, které bylo nainstalováno na modelu Mercedes-Benz W124 z roku 1984:
Došlo ke značnému zablokování zadních a středových diferenciálů (podrobnosti o tom, proč musíte blokovat diferenciál, si přečtěte odděleně). Diferenciál mezi koly byl instalován také na přední nápravu, ale nebyl zablokován, protože v tomto případě se zhoršila ovladatelnost vozidla.
První sériově vyráběný systém 4Matic se podílel na přenosu točivého momentu pouze v případě protáčení hlavní nápravy. Deaktivace pohonu všech kol měla také automatický režim - jakmile byl aktivován protiblokovací systém, byl deaktivován také pohon všech kol.
V tomto vývoji byly k dispozici tři režimy provozu:
- 100% pohon zadních kol. Veškerý točivý moment jde na zadní nápravu a přední kola zůstávají pouze otočná;
- Částečný přenos točivého momentu. Poháněna jsou pouze přední kola. Rozložení sil na přední kola je 35 procent a na zadní - 65 procent. V tomto režimu jsou zadní kola stále hlavní a přední pouze pomáhají stabilizovat auto nebo vystoupit na lepší část silnice;
- 50% rozdělení točivého momentu. V tomto režimu dostávají všechna kola stejné procento točivého momentu ve stejném rozsahu. Tato možnost také umožnila deaktivovat uzávěrku diferenciálu zadní nápravy.
Tato úprava pohonu všech kol byla používána u sériových automobilů značky auto až do roku 1997.
XNUMX. generace
Další vývoj převodovky s pohonem všech kol od německého výrobce se začal objevovat u modelů stejné třídy E - W210. Mohl být instalován pouze na vozy, které byly provozovány na silnicích s pravostranným provozem, a to pouze na objednávku. Jako základní funkce byl 4Matic instalován do SUV třídy M W163. V tomto případě byl pohon všech kol trvalý.
Diferenciální zámky přijaly jiný algoritmus. Jednalo se o napodobeninu elektronického zámku, který byl aktivován kontrolou trakce. Tento systém zpomalil otáčení smykového kola, kvůli čemuž byl točivý moment částečně přerozdělen na ostatní kola.
Počínaje touto generací 4Maticu automobilka zcela opustila pevné uzávěry diferenciálu. Tato generace existovala na trhu až do roku 2002.
III generace
Třetí generace 4Matic se objevila v roce 2002 a byla přítomna v následujících modelech:
- Třída C W203;
- Třída S W220;
- Třída E W211.
Tento systém také obdržel elektronický typ ovládání uzávěrky diferenciálu. Tyto mechanismy, stejně jako v předchozí generaci, nebyly přísně blokovány. Změny ovlivnily algoritmy simulující prevenci prokluzu hnacích kol. Tento proces je řízen systémem kontroly trakce i systémem dynamické stability.
IV generace
Třetí generace existovala na trhu čtyři roky, ale její výroba nebyla dokončena. Kupující si nyní mohl vybrat, jakou převodovkou vybaví auto. V roce 2006 došlo k dalšímu vylepšení systému 4Matic. Je to již vidět v seznamu zařízení pro S550. Asymetrický středový diferenciál byl nahrazen. Místo toho byla nyní použita planetová převodovka. Jeho práce zajišťovala rozložení 45/55 procent mezi přední / zadní nápravu.
Fotografie ukazuje schéma pohonu všech kol 4Matic čtvrté generace, který byl použit ve vozidle Mercedes-Benz třídy S:
Vzhledem k tomu, že mechanismy moderní dopravy začaly přijímat stále více elektronických ovladačů, stala se kontrola ovladatelnosti hnacích kol efektivnější. Samotný systém byl řízen díky signálům přicházejícím ze senzorů různých systémů, které zajišťují aktivní bezpečnost stroje. Energie z motoru byla nepřetržitě dodávána na všechna kola.
Výhodou této generace je, že poskytuje optimální rovnováhu mezi efektivní ovladatelností vozidla a vynikající trakcí při překonávání nerovného terénu. Navzdory výhodám systému následoval po sedmi letech výroby jeho další vývoj.
V. generace
Pátá generace 4Matic se objevila od roku 2013 a lze ji najít v následujících modelech:
- CLA45 AMG;
- GL500.
Zvláštností této generace je, že je určena pro vozidla s příčnou pohonnou jednotkou (v tomto případě bude převodovka otáčet přední kola). Modernizace ovlivnila konstrukci akčních členů i princip rozložení točivého momentu.
V tomto případě má auto pohon předních kol. Distribuci výkonu na všechna kola lze nyní aktivovat aktivací příslušného režimu na ovládacím panelu.
Jak funguje systém 4Matic
Strukturu systému 4Matic tvoří:
- Automatické boxy;
- Rozdělovací převodovka, jejíž konstrukce předpokládá přítomnost planetové převodovky (od čtvrté generace se používá jako alternativa k asymetrickému středovému diferenciálu);
- Kardanový přenos (podrobnosti o tom, co to je a kde jinde se používá v automobilech, si přečtěte v jiné recenzi);
- Diferenciál přední nápravy (volný nebo neblokující);
- Diferenciál zadní nápravy (je také zdarma).
Pohon všech kol 4Matic má dvě modifikace. První je určen pro osobní automobily a druhý je instalován na SUV a minibusech. Na dnešním trhu jsou často k dispozici vozy vybavené třetí generací systému 4Matic. Důvodem je, že tato generace je cenově dostupnější a má dobrou rovnováhu mezi udržovatelností, spolehlivostí a účinností.
Dalším faktorem, který ovlivnil popularitu této konkrétní generace, je nárůst aktivity německé automobilky Mercedes. Od roku 2000 se společnost rozhodla snížit náklady na své výrobky a naopak zvýšit kvalitu modelů. Díky tomu si značka získala více obdivovatelů a výraz „německá kvalita“ se pevněji zakořenil v myslích motoristů.
Vlastnosti systému 4Matic
Podobné systémy pohonu všech kol fungují s manuálními převodovkami, ale 4Matic je instalován, pokud je převodovka automatická. Důvodem neslučitelnosti s mechanikou je to, že rozdělení točivého momentu neprovádí řidič, jako u většiny modelů automobilů s pohonem všech kol minulého století, ale elektronika. Přítomnost automatické převodovky v převodovce automobilu je klíčovou podmínkou, která určuje, zda bude takový systém v automobilu nainstalován nebo ne.
Každá generace má svůj vlastní operační princip. Protože první dvě generace jsou na trhu extrémně vzácné, zaměříme se na to, jak fungují poslední tři generace.
III generace
Tento typ PP je instalován na sedanech i lehkých SUV. V takových úrovních výbavy se distribuce energie mezi nápravy provádí v poměru 40 až 60 procent (méně - na přední nápravu). Pokud je vůz plnohodnotným SUV, je točivý moment rovnoměrně rozložen - 50 procent na každou nápravu.
Při použití v užitkových vozidlech nebo sedanech Business budou přední kola fungovat na 45 procent a zadní kola na 55 procent. Samostatná úprava je vyhrazena pro modely AMG - jejich poměr náprav je 33/67.
Takový systém se skládá z kloubového hřídele, převodovky (přenáší točivý moment na zadní kola), diferenciálů příčné nápravy vpředu a vzadu, jakož i dvou hřídelí zadní nápravy. Hlavním mechanismem v něm je přenosová skříň. Toto zařízení koriguje činnost převodovky (nahrazuje středový diferenciál). Přenos točivého momentu se provádí prostřednictvím centrálního kola (pro hřídele přední a zadní nápravy se používají převody různých průměrů).
IV generace
Čtvrtá generace 4Matic používá válcový diferenciál, který je uzamčen pomocí dvoukotoučové spojky. Výkon je distribuován o 45/55 procent (více vzadu). Když vůz zrychlí na ledu, spojka zablokuje diferenciál, aby do hry vstoupila všechna čtyři kola.
Při průjezdu prudkou zatáčkou může dojít k prokluzu spojky. K tomu dochází, když je mezi diferenciály kol rozdíl 45 Nm. Tím se eliminuje zrychlené opotřebení těžce naložených pneumatik. Pro provoz 4Matic se používá systém 4ETS, ESP (pro jaký druh systému si přečtěte zde) a také ASR.
V. generace
Zvláštností páté generace 4Matic je, že je v ní v případě potřeby aktivován pohon všech kol. Zbytek vozu zůstává s pohonem předních kol (připojený PP). Díky tomu bude městská nebo normální jízda na silnici ekonomičtější než při stálém pohonu všech kol. Zadní elektronika se automaticky aktivuje, když elektronika detekuje prokluz kol na hlavní nápravě.
K odpojení PP dochází také v automatickém režimu. Zvláštností této úpravy je, že do určité míry dokáže opravit polohu automobilu zvýšením oblasti sevření hnacích kol v zatáčkách, dokud se neaktivují mechanismy systému stability směnného kurzu.
Systémové zařízení obsahuje další řídicí jednotku, která je instalována v robotické předvolbě (mokrá dvojitá spojka, jejíž princip činnosti je popsán odděleně) převodovka. Za normálních podmínek systém aktivuje 50% rozdělení točivého momentu, ale v případě nouze elektronika upraví dodávku energie odlišně:
- Auto zrychluje - poměr je 60 až 40;
- Vůz prochází řadou zatáček - poměr je 50 až 50;
- Přední kola ztratila trakci - poměr 10 ku 90;
- Nouzová brzda - přední kola dostávají maximum Nm.
Výkon
Dnes již mnoho motoristů alespoň slyšelo o systému 4Matic. Někteří si mohli na vlastní zkušenosti vyzkoušet výkon několika generací pohonu všech kol od světově proslulé automobilové značky. Systém zatím mezi takovým vývojem nemá vážnou konkurenci, i když nelze popřít, že existují hodnotné úpravy, které se používají v modelech jiných automobilek, například Quattro od Audi nebo xdrive od BMW.
První vývoj 4Matic byl určen pouze pro malý počet modelů a poté jako volitelná výbava. Ale díky své spolehlivosti a účinnosti získal systém uznání a stal se populárním. To přimělo automobilku přehodnotit svůj přístup k výrobě automobilů s pohonem všech kol s automatickým rozvodem energie.
Kromě toho, že pohon všech kol 4Matic usnadňuje překonávání úseků silnice na obtížných a nestabilních površích, poskytuje v extrémních podmínkách další bezpečnost. Díky aktivnímu a funkčnímu systému může řidič plně ovládat vozidlo. Neměli byste se však na tento mechanismus zcela spoléhat, protože není schopen překonat fyzikální zákony. Proto byste v žádném případě neměli zanedbávat základní požadavky na bezpečnou jízdu: dodržujte vzdálenost a rychlostní limit, zejména na klikatých silnicích.
Závěrem - malá zkušební jízda Mercedes w212 e350 se systémem 4Matic:
Otázky a odpovědi:
Jak funguje 4 matic? V takovém převodu je točivý moment distribuován na každou nápravu vozidla, takže je přední. V závislosti na generaci (je jich 5) dochází k připojení druhé osy automaticky nebo v ručním režimu.
Co znamená AMG? Zkratka AMG znamená Aufrecht (jméno zakladatele společnosti), Melchner (jméno jeho společníka) a Grossashpach (rodiště Aufrechta).
