Что такое 4 матик

6 августа 2019 0 Автор

В этой статье подробно расскажем Вам о системе полного привода 4Matic от немецкой компании Mercedes-Benz.

Современные транспортные средства обладают большим мощностным порогом, поэтому для качественного сцепления с покрытием дороги одной колесной пары зачастую уже недостаточно. Очень часто случается пробуксовка. Дабы увеличить ускорение автомобиля при трогании, и свести на нет вероятность пробуксовки, применяется система правильного распределения крутящего момента между всеми колесами. Наличие полноприводной трансмиссии позволяет стабилизировать движение и повысить управляемость автомобиля. Это благоприятно отражается на безопасности вождения в гололед и при преодолении крутых поворотов.

Особенности ранних систем полного привода

Известно, что для максимальной продуктивности полного привода в конструкцию трансмиссии необходимо включить несколько дополнительных узлов. Но машина от этого становится только тяжелее, возрастает уровень вибрации и повышается уровень шума. Поскольку полноприводная система имеет сложную конструкцию, следовательно, повышается цена на транспортное средство ей оборудованное. В связи с этим возрастают и расходы на обслуживание и ремонт авто. Также дополнительная масса полноприводной машины, является причиной повышенного потребления топлива.

Поскольку это все составляет определенные трудности и затраты до конца 80-х годов система полноприводной трансмиссии использовалась только на транспортных средствах с повышенной проходимостью. Применение ее на легковушках считалось неуместным и неоправданным. Однако, ситуация кардинально изменилась после появления системы 4matic.

Конструкционные особенности системы

Трансмиссия 4матик является автоматической полноприводной системой, которая была спроектирована конструкторами компании Mercedes-Benz. Стоит отметить, что система брендирована концерном и устанавливается исключительно с АКПП на большинство моделей.

Читайте также:  Как определить прогар прокладки гбц

Система работает по следующему принципу: при нормальных условиях движения, ведущим у машины является задний мост. Как только начинается пробуксовка колес (например, при езде в гололед), сразу же происходит включение переднего привода, и таким образом автомобиль становится полноприводным. Распределения усилия осуществляется между всеми колесами, однако, его величина различна для каждого из них.

Система управления для подключения полного привода, считывает показания со следующих датчиков:

— определения поворотного угла;

— датчик тормозной системы.

Основой конструкции системы 4matic является модернизированная раздаточная коробка, которая позволяет мгновенно перераспределить все крутящее усилие между осями транспортного средства. Также устройство системы дополнено следующими узлами:

— система главной передачи усилия;

— карданные передачи заднего и переднего привода;

— приводные рычаги, оборудованные ШРУСами;

— дифференциал передней оси.

Немного истории в заключение

Система 4matic разрабатывалась и совершенствовалась специалистами компании Мерседес на протяжении пяти поколений. Впервые система 4Matic первого поколения была установлена на машину W124 во второй половине 80-ых годов (1986г.) прошлого века, включалась в работу автоматически и имела механический узел блокировки дифференциалов. Управление полным приводом осуществлялось посредством двух гидравлических муфт. Отключался привод после срабатывания ABS.

В качестве основного плюса можно выделить — экономию топлива в режиме монопривода. К минусам можно отнести — сложность конструкции и малую эффективность в режиме полного привода.

Второе поколение системы 4Matic в качестве допа компания Мерседес стала устанавливать в 1997 году на модели W210 Е-класса. По умолчанию так же устаналивались на МЛ-ки в W163 кузове и на R-class c 2005 года. Второе поколение 4матика было уже постоянным 4WD с тремя открытыми дифференциалами и имитацией их блокировки с использованием системы контроля тяги (4 Wheel Electronic Traction System). Через планетарную передачу 35% тяги распределяется на переднюю ось, 65% на заднюю. В зачет второму поколению системы можно занести — простоту конструкции и в отличии от первого поколения хорошие показатели проходимости. В качестве минуса — увеличенный расход топлива, т.к. в постоянной работе все 4 колеса.

Читайте также:  Замена компенсаторов ваз 2112 16 клапанов

В 2002 году появилось третье поколение 4Матик на автомобилях С, Е и S- классов в кузовах W203, W211 и W220 соответственно. По сути — это было все тоже второе поколение, но доведенное до ума при помощи добавления электронных помощников, влияющих на имитацию блокировок. Речь идет о системах стабилизации ESP, антипробуксовки ASR, управления при спуске DSR, управления тяговым усилием 4ETS и ABS. В зависимости от модели автомобиля, распределение тяги между осями различалось:

1. Легковые авто, кроме S-класса, и для легких кроссоверов — 40%-передняя ось/60%-задняя ось;

2. 50% на 50% для ML, GL и R-классов;

3. 45% на 50% для S- и V-классов;

4. Для Мерседесов АМГ — 33% на 67%.

В чем же заключается конструктивная особенность системы полного привода 4Matic третьего поколения? Главным конструктивным элементом системы является раздаточная коробка, которая бесступенчато распределяет крутящий момент по осям авто. Кроме того, раздаточная коробка является местом взаимодействия сдвоенного планетарного редуктора, цилиндрических шестерней и приводных валов. Приводной вал соединен с водилом планетарного редуктора. Вал привода задней оси вращается от солнечной шестерни большего диаметра. Вал привода передней оси полый, соединен с солнечной шестерней малого диаметра, с другой стороны с помощью цилиндрических шестерен соединен с карданной передачей передней оси.

Четвертое поколение появилось в 2006 году на автомобилях S550 и W204. Данное поколение является дальнейшим развитием последних двух. Используется цилиндрический дифференциал, «подблокированный» неуправляемым двухдисковым фрикционом, который распределяет подводимый крутящий момент между осями в пропорции 45% передняя ось и 55% задняя ось. При разгоне на однородном скользком покрытии фрикцион блокирует межосевой дифференциал, добавляя автомобилю стабильности. В том случае, если разница крутящих моментов между передней и задней осями превышает 50Нм, фрикцион пробуксовывает. Работу по управлению тягой обеспечивает система 4ETS при помощи рабочих тормозов. Электронные помощники ESP, ASR и 4ETS в новой системе откалиброваны таким образом, чтобы срабатывать как можно позже, что позволяет максимально реализовать мощность двигателя.

Читайте также:  Как подключить дудку с компрессором

Пятое поколение системы 4Matic появилось в 2013 году на автомобилях CLA 45 AMG и Mercedes-Benz GL 500 и представляет собой 4WD on-demand (не постоянный, а подключаемый п/п) на переднеприводной архитектуре с поперечно установленным спереди мотором. Передний и задний дифференциалы открытые, межосевой дифференциал отсутствует. Набор электронных систем тот же, имитация блокировок также обеспечивается 4ETS. Отбором мощности на заднюю ось занимается блок PTU (power take-off unit), встроенный в роботизированную коробку передач 7G-DCT с двойным сцеплением. PTU получился очень компактным, и он обладает общей с коробкой системой смазки, за счёт чего было сэкономлено до 25% веса. В нормальных условиях крутящий момент распределяется между передней и задней осями в пропорциях от 100/0 до 50/50. Так, при ускорении автомобиля с полной нагрузкой на скорости 50 км/ч соотношение изменяется на 60/40, при быстрых прохождениях поворотов становится 50/50, при потере сцепления с дорогой передних колёс — 10/90, в случае резкого торможения с ABS — 100/0. Перераспределение момента достигается за счет переменной степени сжатия межосевой муфты.

Как работает система 4Matic:

4matic — (производная от 4WD и automatic) фирменное название системы полного привода автомобилей Мерседес-Бенц. Является зарегистрированным товарным знаком. Технология разработана инженерами концерна Daimler AG при участии специалистов австрийского сборочного предприятия Steyr-Daimler-Puch, на мощностях которого производилась сборка легендарных автомобилей Mercedes G-класса. Система является передовой в плане технологичности и широты использования возможностей управляющей электроники.

История развития системы

Впервые концепция системы полного привода автомобилей Мерседес была представлена в 1985 году в рамках автосалона во Франкфурте. Однако в серийное производство она поступила лишь два года спустя.

Схема системы 4Matic на базе Mercedes-Benz W124 1984 года выпуска

I поколение

1987 год – система 4matic установлена на модель класса Е Mercedes-Benz W124. Межосевой и задний дифференциалы имели возможность жесткой блокировки. Блокировка переднего дифференциала отсутствовала по причине значительного ухудшения управляемости при ее использовании.

Система полного привода 4matic автоматически включалась при пробуксовке колес. Механические приводы блокировок дифференциалов приводились в действие посредством двух электронно управляемых гидравлических муфт. Отключение системы также происходило в автоматическом режиме, при срабатывании антиблокировочной системы тормозов.

Существовало три режима работы:

  • Задний привод – 100%-я передача крутящего момента на заднюю ось, передняя отключена.
  • Полный привод с распределением момента 35:65 для передней и задней оси.
  • Полный привод с соотношением мощности по осям 50/50 с возможностью отключения блокировки заднего дифференциала.

II поколение

1997 год – применение модернизированной системы полного привода на модели Е-класса W210. Устанавливалась на заказ и исключительно на леворульные версии. В базовой комплектации присутствовала на модели W163 М-класса. Тип полного привода – постоянный. Изменения коснулись алгоритма включения блокировок. Стала применяться электронная имитация блокировки дифференциала под управлением антипробуксовочной системы, которая притормаживала проскальзывающее колесо, перераспределяя весь крутящий момент на противоположное. Отказ от традиционной жесткой блокировки дифференциалов — особенность и всех последующих генераций 4matic.

III поколение

2002 год – были внесены улучшения в алгоритм имитации блокировок свободных дифференциалов. Более эффективный контроль и управление осуществляется системой курсовой устойчивости при участии антипробуксовочной системы. Модели: W203 (С-класс), W211 (Е-класс), W220 (S-класс).

IV поколение

2006 год – очередное развитие система 4matic получила в составе модели S550. В качестве несимметричного центрального дифференциала стал использоваться планетарный редуктор. Распределение мощности по осям – 45:55.

V поколение

2013 год – эволюция коснулась конструкции и механизма распределения мощности. Последнее поколение 4matic устанавливается на переднеприводные автомобили с поперечной схемой расположения двигателя. Полный привод из постоянного стал подключаемым. При необходимости часть мощности перераспределяется на заднюю ось. Модели: CLA45 AMG, Mercedes-Benz GL500.

Основные элементы системы

  • Автоматическая коробка передач.
  • Раздаточная коробка с планетарным редуктором, выполняющим функцию межосевого дифференциала.
  • Карданная передача.
  • Передний свободный дифференциал.
  • Задний свободный дифференциал.

Элементы системы 4Matic

Система 4matic работает только в паре с автоматической коробкой передач. Подразделяется на два вида:

  • для легковых автомобилей;
  • для внедорожников и микроавтобусов.

Принцип работы системы

Принцип работы основан на электронном управлении соотношением крутящего момента по осям и колесам автомобиля. Цель — обеспечить водителю контроль над машиной в сложных дорожных условиях. В современной системе 4matc, в качестве основного, используется привод на переднюю ось (до тех пор пока электроника считает это возможным без ухудшения показателей устойчивости и управляемости). Полный привод (подключение задней оси) задействуется при необходимости, например для стабилизации автомобиля в начале движения и резком торможении, для компенсации недостаточной поворачиваемости и т.д. Своевременное перераспределение крутящего момента помогает эффективнее управлять курсовой устойчивостью автомобиля.

В работе 4matic принимают участие следующие системы:

  • система курсовой устойчивости;
  • антиблокировочная система тормозов;
  • антипробуксовочная система;
  • система помощи при спуске.

Благодаря» выверенному алгоритму взаимодействия электронных и механических составляющих, полный привод мгновенно приводится в действие при необходимости и так же быстро отключается. Решение принимает электроника на основании сигналов, считываемых многочисленными датчиками. В остальное время при нормальных дорожных условиях автомобиль передвигается в переднеприводном режиме. Этим достигается экономия топлива, снижение нагрузки на элементы трансмиссии и ее долговечность. На сегодняшний день 4matic – одна из самых передовых систем полного привода по показателям комфорта управления и активной безопасности автомобиля.

Система полного привода работает во многих видах машин, легковых и характеризующихся повышенными параметрами проходимости. Какова история появления системы полного привода 4Matic и ее особенности?

Исторические вехи

Автомобилистам известно, что система увидела свет довольно давно. В самом начале своего распространения на автомобильном рынке ее устанавливали вместе с механической трансмиссией. Задаваясь вопросом: «4Matic — что это такое?» — можно получить краткий ответ – устройство работает с автоматической коробкой передач. В этом его главное отличие от прежних версий.

Вам будет интересно: «Тойота-Королла»: расход топлива на 100 км, технические характеристики, отзывы владельцев

Занимались разработками этой системы инженеры из «Мерседес-Бенц». На арене авторынка 4Matic была представлена автомобилистам в 1986 г. Автомобиль Е-класса первым испытал ее технические особенности, и это был «Мерседес W124».

Немного о принципе функционирования

Стоит подробнее рассмотреть вопрос, что это такое — 4Matic, волнующий многих водителей-новичков. Базис конструкции составляет блокиратор дифференциалов механического типа. Две гидромуфты управляют устройством. Основное преимущество заключается в автоматической блокировке полного привода при действии тормозной системы.

Какие версии были выпущены?

В 1997 году случился дебют второго «детища» концерна в этом плане, примененного на Mercedes Benz W210, внедрение дифференциальных механизмов свободного типа, блокировка которых происходит при активизированной TCS.

В 2002 году привод вышел в третьей вариации. По сравнению с предыдущими «собратьями», эта модель стала более популярной. Она стала верным спутником остальных моделей этой марки. Система привода постоянная, как и в вышеуказанном типе. Трансмиссионные механизмы, передающие мощность, также свободные. Система регулируется благодаря активности ЭКУ, которая держит под контролем тяговую силу.

В четвертый раз инженеры спроектировали привод в 2006 г. Он прошел успешные испытания на авто S550 в линейке «меринов». В дело вступил бортовой компьютер, он помогал регулировать систему.

Пятая генерация сегодня – самая востребованное изделие, вмонтированное во многие машины. Система ПП отныне контролируется кнопкой, что очень удобно.

Особенные черты

Почему автовладельцы предпочли третью модификацию? Главная причина в доступности по цене и отличных функциональных качествах. Нюансы состава:

  • автоматическая коробка и оси с карданными приводами;
  • входит «раздатка», механизм, отвечающий за вращение колес, полуоси задних колес;
  • ШРУСы.

Сделав анализ такой схемы устройства, можно понять, что это такое — 4Matic, увидеть всю сложность механизма, который не функционирует с механической трансмиссией. Приоритетной деталью здесь служит раздаточная коробка, ответственная за распределение крутящего момента. Она также выполняет роль запчасти, объединяющей цилиндрические шестеренки, приводной вал, редуктор.

Чтобы лучше понять, что это такое — 4Matic, стоит затронуть непосредственно механизм. Приводной вал в нем синхронизируется с гидравлической передачей. Задняя ось редуктора в автопродукции Daimler Ag принимает мощь от «солнечной» шестерни. Шестеренка с меньшими габаритами соединяется с передней осью и карданной передачей.

Подробности о принципе работы

Осевая нагрузка по большей части распределяется на заднюю ось, составляя 60 % от общего объема нагрузки. Механический редуктор выполняет основную роль в трансмиссии. В разных моделях авто от Daimler Ag процентное соотношение нагрузок на переднюю и заднюю оси распределяется по-разному.

На полноприводных авто со встроенным «автоматом» нет блокиратора межосевого дифференциала, так же как и межколесного. Крутящий момент контролируется бортовым компьютером.

Инженеры, занимавшиеся проектированием полного привода, предупреждают о большем расходе топлива в автомашинах с установленными 4 wheel drive и automatic, в сравнении с традиционной комплектацией транспортных средств. Как это отражается на цифрах? На каждую «сотню» автолюбителям понадобятся дополнительные 0,4 л в баке. Этот параметр станет особенно ощутим при длительных путешествиях.

ETS начинает действовать, и происходит блокирование дифференциального механизма. План работы аналогичен функционированию электронного блокиратора. В определенный момент происходит автоматическое срабатывание: буксующее колесо замедляет ход. В это время колесо, сцепляющееся с дорожным полотном, получает дополнительную нагрузку.

Благодаря этому водителям подарена возможность получить превосходный старт, стабильность во время езды даже по некачественному покрытию дороги и хорошие характеристики управляемости.

Пара фраз в заключение

Одна из самых востребованных систем – «Фоматик». Пять модификаций не имеют конкурентов. Несмотря на первоначальную разработку для некоторых видов автомашин, приспособление стало незаменимой частью для других. Концерн «Мерседес» может похвастать продуктивностью, эффективностью производственных процессов для выпуска высококачественного транспорта.

>