4Matic

4Matic® (походить від англ. 4-wheel drive та automatic), стилізоване як 4MATIC — маркетингова назва системи постійного повного приводу німецького концерну Daimler AG[1], яка забезпечує розподіл крутного моменту від двигуна на усі колеса автомобіля. Назва є зареєстрованим товарним знаком. Технологія розроблена інженерами Mercedes-Benz разом з компанією Steyr-Daimler-Puch (тепер Magna Steyr), яка займалась складанням G-класу в Австрії[2][3].

Коробка передач і двигун V8 на приводі «4MATIC»

Майже усі автомобілі із системою повного приводу «4MATIC» оснащуються автоматичною коробкою перемикання передач. Система «4MATIC» поділяється на два різновиди: для легкових автомобілів та позашляховиків і є доступною на моделях A-, B-, C-, Е-, G-, S- (та колишнього CL), GLA-, GLK- (тепер GLC), M- (тепер GLE), GL- (тепер GLS), CLA-, CLS-класів, а також VitoViano)[4].

У 2016 році компанія Mercedes-Benz представила нову модифікацію системи під назвою «4MATIC+» з можливістю відключення повного привода (у цьому випадку автомобіль стає задньоприводним)[5].

Історична довідка

Схема системи «4MATIC» на автомобілі Mercedes-Benz W124
1. Двигун
2. Муфта зчеплення
3. Центральний дифференціал

Історія системи 4MATIC налічує 5 поколінь. За даними компанії-виробника, задовго до її появи (у 1903 році) німецький інженер Пауль Даймлер (старший син знаменитого конструктора і винахідника Готтліба Даймлера) розробив ескізні проекти для автомобілів з повним приводом. Уже в 1907 році компанія DMG представила вантажівку Dernburg-Wagen, яка вважається першим у світі вантажним автомобілем з повним приводом[6].

У 1951 році у концерні Daimler AG розпочалось виробництво чотириколісної вантажівки Unimog, що спочатку призначена була для сільськогосподарського використання й оснащалась приводом на всі колеса.

Перше покоління системи «4MATIC» було представлене на Франкфуртському автосалоні 1985 року[4], а серійно з'явилось у 1986 на Mercedes-Benz W124 у модифікації 300E. Система містила у собі блокований міжосьовий диференціал типу «Ferguson» із розподіленням крутного моменту між передньою і задньою осями 35/65 і блокований задній міжколісний диференціал 50/50. Передній диференціал було залишено вільним з міркувань безпеки та стабільності керування. Блокування диференціалів здійснювалось гідропідтискними муфтами; увімкнення муфт проводилось за допомогою швидкодійної електрогідравлічної системи, а управління всією системою — від окремого комп'ютера за даними, що надходили від давачів швидкостей 3-канальної ABS і давача кута повороту керма. Передбачалися три послідовних режими роботи: 1) обидва диференціали вільні; 2) міжосьовий диференціал заблокований; 3) заблоковані і міжосьовий, і задній міжколісний диференціали (інформація про наявність перехідних режимів відсутня). При гальмуванні обидва диференціали розблокувалися. Співвідношення крутних моментів 35/65 робило машину практично задньоприводною для водія, а спрацьовування системи з переходом у режими 2 і 3 у першу чергу було спрямоване на впевнений розгін, а не на активну їзду з бічними ковзаннями[7]. Система 4MATIC була доступною як опція увесь період випуску серії W124, і не лише на моделі 300E, а й на усіх її модифікаціях з 2,6 та 3,0-літровими шестициліндровими бензиновими і дизельними двигунами. На модифікаціях з чотири- і восьмициліндровими бензиновими силовими агрегатами і п'ятициліндровим дизельним двигуном повний привод «4MATIC» не застосовувався[8].

Друге покоління знайшло своє застосування на автомобілі Mercedes-Benz W210 з 1997 року. Модель під замовлення оснащувалась постійним повним приводом з диференціалами вільного типу і симуляцією блокування міжосьових діфереціалів за допомогою системи контролю тяги. Протибуксувальний контроль досягався за допомогою технології ETS (англ. Electronic Traction System), робота якої є аналогічною до електронного блокування диференціала. При спрацьовуванні система імітує блокування міжколісних диференціалів шляхом підгальмовування коліс, які буксують. При цьому крутний момент на колесі з кращим зчепленням збільшується, чим досягається впевнений розгін з місця та прискорення на дорогах з поганим покриттям, тобто стійке керування автомобілем у складних умовах. Система встановлювалась лише на автомобілях з лівостороннім розташуванням рульового колеса. Як стандартне оснащення була присутня на моделях M-класу (W163), запущених у продаж з 1997 року[2].

Третє покоління з'явилось у 2002 році на автомобілях С- (W203), Е- (W211) та S-класів (W220). На них встановлювався постійний повний привід і диференціали вільного типу. Рух автомобіля контролювався системою курсової стійкості. Додатково могла встановлюватись система контролю тягового зусилля.

«4MATIC» у четвертому поколінні була представлене на автомобілі S550 4MATIC 2006 року[9][10][11].

У 2013 році побачило світ п'яте покоління системи «4MATIC»[12][13][14]. Якщо раніше передня вісь відбирала потужність у задньої, то у новій версії все навпаки: привод є не постійним, а з можливістю підключення. Першими автомобілями, на які встановили нове покоління «4MATIC», стали CLA 45 AMG і Mercedes-Benz GL 500.

У 2016 році концерн Daimler AG анонсував високопродуктивну модель E63 AMG S 4MATIC+ (W213) з новою версією повного привода та з можливістю повного відключення. Багатодискова муфта з електронним керуванням даної модифікації дозволяє повністю відмикати подавання зусилля на передні колеса автомобіля[5].

Конструктивні особливості

Шильдик на автомобілях Mercedes-Benz із системою «4MATIC»

Система «4MATIC» створена для забезпечення стабільності автомобіля на дорозі та керованості у будь-яких ситуаціях: на початку руху, розгоні, при поворотах на снігу, по покритій льодом чи вологій дорожній поверхні та під час буксирування причепа.

Система постійного повного приводу «4MATIC» працює у парі з електронною системою регулювання динамічних характеристик автомобіля, що складається з електронної системи стабілізації ESP та електронної системи керування тяговим зусиллям 4ETS (англ. 4-wheel Electronic Traction System). Система 4ETS, взаємодіючи з антиблокувальною системою (ABS) і системою контролю швидкості при спуску (DSR), оптимально розподіляє крутний момент між усіма чотирма колесами, забезпечуючи їх зчеплення з дорогою, рельєф та стан якої постійно змінюється.

Система «4MATIC» третього покоління дозволяє подавати крутний момент одночасно до усіх коліс з таким розподілом:

Коефіцієнт тертя μ становить 0,9 на сухій і 0,3 на засніженій дорогах[4].

Повний привод «4MATIC» третього покоління складається з[20][21]:

  • автоматичної коробки передач;
  • роздавальної коробки;
  • карданної передачі на передню вісь;
  • карданної передачі на задню вісь;
  • головної передачі й заднього міжколісного диференціала;
  • головної передачі й переднього міжколісного диференціала;
  • півосей задніх коліс.

Центральним конструктивним елементом системи «4MATIC» є роздавальна коробка, що забезпечує безступінчастий розподіл крутного моменту до осей автомобіля. Роздавальна коробка об'єднує дворядну планетарну передачу (виконує у коробці функцію несиметричного міжосьового диференціала), циліндричні зубчасті колеса, а також приводні вали. Приводний вал сполучений з водилом планетарного редуктора. Вал привода задньої осі урухомлюється від сонячного (центрального) зубчастого колеса більшого діаметра. Вал привода передньої осі є порожнистим і сполучений із сонячним зубчастим колесом малого діаметра, з іншого боку за допомогою циліндричних зубчастих коліс сполучений з карданною передачею передньої осі.

Четверте покоління «4MATIC» використовує циліндричний диференціал, «підблокований» некерованим дводисковим фрикціоном, який забезпечує розподіл підведеного крутного моменту між осями у пропорції 45:55 на користь задніх коліс[22]. При розгоні на однорідному слизькому покритті фрикціон блокує міжосьовий диференціал, додаючи автомобілю стабільності. У випадку, якщо різниця крутних моментів між передньою і задньою осями перевищує 50 Н•м, фрикціон пробуксовує — наприклад, у поворотах. Колеса при цьому не проковзують — роботу по керуванню тягою доповнює електронна система 4ETS за допомогою робочих гальм[23]. Системи ESP, ASR і 4ETS у новій конструкції відкалібровані так, щоб брати участь у керуванні автомобілем в останній момент, що забезпечує максимальну доступність крутного моменту від двигуна[24]. Автомобіль Mercedes-Benz W204 став другим у лінійці продуктів Mercedes-Benz, яких оснастили компактною трансмісією 4MATIC четвертого покоління.

П'яте покоління системи повного привода «4MATIC» є зовсім новою розробкою на передньоприводній архітектурі з поперечно розташованим спереду двигуном[12]. Її основний принцип роботи полягає у наступному: система активується так часто, як це потрібно, і при цьому якомога рідше. Якщо умови дозволяють автомобілю рухатись виключно на передньому приводі — так воно і відбувається. В іншому випадку крутний момент миттєво перекидається на задню вісь. Коли там у ньому відпадає потреба, наприклад при різкому гальмуванні із втручанням ABS, перекидання потужності у зворотному напрямі відбувається так само швидко (за лічені мілісекунди). Система приходить на допомогу у випадку недостатньої чи надлишкової повертальності і використовує перерозподіл крутного моменту для стабілізації автомобіля — до того як втрутяться ESP та система керування тягою 4ETS.

Відбором потужності на задню вісь займається блок PTU (англ. power take-off unit)[12], вбудований у роботизовану коробку передач 7G-DCT з подвійним зчепленням. Блок PTU вийшов дуже компактним, і він має спільну з коробкою систему змащування, за рахунок чого була досягнута 25-процентна економія маси[12].

В нормальних умовах крутний момент розподіляється між передньою і задньою осями у пропорціях від 100:0 до 50:50[14]. Так, в умовах прискорення автомобіля з повним навантаженням на швидкості 50 км/год відношення змінюється на 60:40, при швидкому проходженні поворотів стає 50:50, при втраті зчеплення з дорогою передніх коліс — 10:90, у випадку різкого гальмування з ABS — 100:0[14].

Див. також

Примітки

  1. Registernummer: 1071489 (нім.). Deutsches Patent- und Markenamt. Архів оригіналу за 14 грудня 2015. Процитовано 14 грудня 2015.
  2. 4MATIC: the intelligent all-wheel drive system (англ.). Mercedes-Benz. 29 ноября 2010. Архів оригіналу за 11 січня 2011. Процитовано 14 грудня 2015.
  3. Todd Lassa (26 липня 2006). 2007 Mercedes-Benz S550 4matic First Look (англ.). Motor Trend. Архів оригіналу за 14 грудня 2015. Процитовано 14 грудня 2015.
  4. The summit of perfection with 4MATIC models: More traction for all (англ.). Штутгарт, Німеччина: Daimler AG. 4 грудня 2014. Архів оригіналу за 24 січня 2017. Процитовано 14 грудня 2015.
  5. Берёзкин Максим (6 січня 2017). Заднеполноприводный: тест-драйв Mercedes-AMG E63 S 4MATIC+. Журнал «Колёса». Архів оригіналу за 24.01.2017. Процитовано 24.01.2017.
  6. Brian Long. Mercedes-Benz G-Wagen. — Veloce Publishing Ltd, 2016. — С. 20. — ISBN 1845847776.
  7. Denis McCluggage. An onboard Computer signals danger // Snow Country. — 1989. — Т. 2,  12 (грудень). — С. 80. ISSN 0896-758X.
  8. S. Ritter. Mercedes-Benz E-class Owner's Bible, 1986-1995. — Bentley Publishers, 2007. — С. 220-222. — ISBN 0837602300.
  9. Benson Kong (21 марта 2012). Mercedes-Benz 4MATIC Winter Experience (англ.). Motor Trend. Архів оригіналу за 14 грудня 2015. Процитовано 14 грудня 2015.
  10. ROGER HART (14 березня 2006). Snow Machine: Mercedes’ new S-Class 4Matic arrives by next winter (англ.). AutoWeek. Архів оригіналу за 14 грудня 2015. Процитовано 13 грудня 2015.
  11. James Bergeron (13 березня 2012). Feature: Winter-testing Mercedes-Benz’ 4Matic (англ.). Autos.ca. Архів оригіналу за 14 грудня 2015. Процитовано 13 грудня 2015.
  12. Short version: The summit of perfection with new 4MATIC: All-wheel drive for all – tailor-made solutions (англ.). Штутгарт, Німеччина: Daimler AG. 12 декабря 2012. Архів оригіналу за 24 січня 2017. Процитовано 13 грудня 2015.
  13. Болотов Константин (24 грудня 2012). Разузнаём про новый привод 4Matic в седанах Mercedes-Benz CLA. Drive.ru. Архів оригіналу за 14 грудня 2015. Процитовано 14 грудня 2015.
  14. Mercedes-Benz to offer new generation of 4MATIC all-wheel drive system next year integrated with 7G-DCT transmission; lighter and more efficient (англ.). Green Car Congress. 18 грудня 2012. Архів оригіналу за 10 січня 2016. Процитовано 13 грудня 2015.
  15. Есенов Роберт (19 грудня 2014). Проверяем полный привод 4Matic в снегах Хохгургля. Drive.ru. Архів оригіналу за 14 грудня 2015. Процитовано 14 грудня 2015.
  16. JENS MEINERS (січень 2015). 2016 Mercedes-AMG GLE63 S Coupe 4MATIC: A Coupe-UV with Huge Stones (англ.). Car and Driver. Архів оригіналу за 14 грудня 2015. Процитовано 14 грудня 2015.
  17. New power SUV from Mercedes-AMG: the GLE 450 AMG 4MATIC. (англ.). Mercedes-Benz. Архів оригіналу за 14 грудня 2015. Процитовано 14 грудня 2015.
  18. The all-wheel-drive system 4MATIC, including 4ETS (англ.). Mercedes-Benz. Архів оригіналу за 14 грудня 2015. Процитовано 14 грудня 2015.
  19. THE R - CLASS (PDF) (англ.). Mercedes-Benz. Архів оригіналу за 14 грудня 2015. Процитовано 14 грудня 2015.
  20. Что такое система полного привода 4Matic — её устройство и принцип работы. avto-i-avto.ru. 7 марта 2014. Архів оригіналу за 14 грудня 2015. Процитовано 14 грудня 2015.
  21. Система полного привода 4Matic. systemsauto.ru / Суслинников Александр. Архів оригіналу за 14 грудня 2015. Процитовано 14 грудня 2015.
  22. Getting through the winter with supreme ease: 4MATIC permanent all-wheel drive for the E-Class (англ.). Штутгарт, Німеччина: Daimler AG. 7 грудня 2009. Архів оригіналу за 21 січня 2017. Процитовано 8 грудня 2015.
  23. Гудков Никита (январь 2008). Mercedes-Benz C-класса 4Matic. За рулём. Архів оригіналу за 14 грудня 2015. Процитовано 14 грудня 2015.
  24. Huw Evans (12 марта 2012). Mercedes 4MATIC AWD System Review (англ.). Auto Guide. Архів оригіналу за 14 грудня 2015. Процитовано 13 грудня 2015.

Джерела

Посилання

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.