4Matic Allradantrieb

Das Fahrzeughandling ist einer der wichtigsten Faktoren, von denen die Verkehrssicherheit abhängt. Die meisten modernen Fahrzeuge sind mit einem Getriebe ausgestattet, das das Drehmoment auf ein Radpaar überträgt (Front- oder Heckantrieb). Aber die hohe Leistung einiger Antriebsstränge zwingt die Autohersteller dazu, Allradantriebsmodifikationen zu produzieren. Wenn Sie das Drehmoment von einem Hochleistungsmotor auf eine Achse übertragen, kommt es unweigerlich zum Durchdrehen der Antriebsräder.

Um das Fahrzeug auf der Straße zu stabilisieren und bei sportlicher Fahrweise sicherer und zuverlässiger zu machen, ist es notwendig, das Drehmoment auf alle Räder zu verteilen. Dies erhöht die Stabilität und Kontrolle des Transports auf instabilen Straßenoberflächen wie Eis, Schlamm oder Sand.

Wenn Sie die Kräfte richtig auf jedes Rad verteilen, hat das Auto auch vor den härtesten Straßenbedingungen mit instabilem Untergrund keine Angst. Um dieser Vision gerecht zu werden, entwickeln Automobilhersteller seit langem alle möglichen Systeme, die das Fahrverhalten des Autos unter solchen Bedingungen verbessern sollen. Ein Beispiel dafür ist das Differential (genauer darüber, was es ist, wird es beschrieben in einem anderen Artikel). Es kann zwischenachsig oder zwischenachsig sein.

Zu diesen Entwicklungen gehört das 4Matic-System, das von den Spezialisten der bekannten deutschen Automarke Mercedes-Benz entwickelt wurde. Lassen Sie uns überlegen, was die Besonderheit dieser Entwicklung ist, wie sie entstanden ist und welche Art von Gerät sie hat.

Was ist 4Matic Allradantriebssystem?

Wie bereits aus der Einleitung ersichtlich, handelt es sich bei 4Matic um einen Allradantrieb, d. h. das Drehmoment des Triebwerks wird auf alle Räder verteilt, so dass je nach Straßenlage jedes von ihnen zum führenden wird. Nicht nur vollwertige SUVs sind mit einem solchen System ausgestattet (weitere Informationen darüber, um welche Art von Auto es sich handelt und wie es sich von Crossovers unterscheidet, lesen Sie unter hier), aber auch Autos, unter deren Haube ein leistungsstarker Verbrennungsmotor verbaut ist.

Der Name des Systems kommt von 4WD (d. h. Allradantrieb) und AutoMATIC (automatischer Betrieb von Mechanismen). Die Drehmomentverteilung wird elektronisch gesteuert, aber die Kraftübertragung selbst ist mechanischer Art und keine elektronische Simulation. Von all diesen Entwicklungen gilt dieses System heute als eines der modernsten und mit vielfältigen Einstellmöglichkeiten ausgestattet.

Überlegen Sie, wie dieses System entstanden und entwickelt wurde und was in seiner Struktur enthalten ist.

Die Entstehungsgeschichte des Allradantriebs

Die Idee, den Allradantrieb in Radfahrzeuge einzuführen, ist nicht neu. Das erste Auto mit Vollradantrieb ist der niederländische Sportwagen Spyker 60 / 80 PS von 1903. Damals war es ein Schwerlastwagen, der eine ordentliche Ausstattung erhielt. Neben der Drehmomentübertragung auf alle Räder befand sich unter der Haube ein Reihensechszylinder-Benziner, der eine große Seltenheit war. Das Bremssystem verlangsamte die Drehung aller Räder, und es gab bis zu drei Differentiale im Getriebe, von denen eines in der Mitte lag.

Nach nur einem Jahr entstand eine ganze Reihe von Allrad-Lkw für den Bedarf des österreichischen Bundesheeres, die von Austro-Daimler präsentiert wurden. Diese Modelle wurden später als Basis für Panzerwagen verwendet. Näher am Anfang des XNUMX. Jahrhunderts konnte der Allradantrieb niemanden mehr überraschen. Auch an der Entwicklung und Verbesserung dieses Systems war Mercedes-Benz aktiv beteiligt.

XNUMX. Generation

Voraussetzung für die Entstehung erfolgreicher Modifikationen der Mechanismen war die Präsentation einer Neuheit der Marke, die im Rahmen der weltberühmten Automobilausstellung in Frankfurt stattfand. Die Veranstaltung fand 1985 statt. Doch die erste Generation des Allradantriebs des deutschen Autoherstellers ging zwei Jahre später in Serie.

Das Foto unten zeigt ein Diagramm, das auf einem Mercedes-Benz W124-Modell von 1984 installiert wurde:

Es gab eine harte Blockierung im hinteren und mittleren Differential (für Details dazu, warum Sie das Differential blockieren müssen, lesen Sie getrennt). An der Vorderachse wurde ebenfalls ein Zwischenraddifferenzial eingebaut, das jedoch nicht blockiert wurde, da sich in diesem Fall das Fahrverhalten des Fahrzeugs verschlechterte.

Das erste serienmäßige 4Matic-System war nur bei einem Durchdrehen der Hauptachse an der Drehmomentübertragung beteiligt. Die Deaktivierung des Allradantriebs hatte auch einen Automatikmodus – sobald das Antiblockiersystem ausgelöst wurde, wurde auch der Allradantrieb deaktiviert.

In dieser Entwicklung standen drei Betriebsarten zur Verfügung:

1. 100% Heckantrieb. Das gesamte Drehmoment geht an die Hinterachse, und die Vorderräder bleiben nur schwenkbar;
2. Teildrehmomentübertragung. Die Vorderräder werden nur teilweise angetrieben. Die Kräfteverteilung auf die Vorderräder beträgt 35 Prozent und auf die Hinterräder 65 Prozent. In diesem Modus sind die Hinterräder immer noch die Haupträder und die Vorderräder helfen nur, das Auto zu stabilisieren oder auf einen besseren Straßenabschnitt zu gelangen;
3. 50 Prozent Drehmomentverteilung. In diesem Modus erhalten alle Räder den gleichen Prozentsatz des Drehmoments in gleichem Maße. Außerdem war es mit dieser Option möglich, die Differenzialsperre der Hinterachse zu deaktivieren.

Diese Modifikation des Allradantriebs wurde bis 1997 in Serienfahrzeugen der Automarke eingesetzt.

XNUMX. Generation

Die nächste Evolution des Allradgetriebes des deutschen Herstellers erschien in den Modellen der gleichen E-Klasse - W210. Es konnte nur bei Fahrzeugen installiert werden, die auf Straßen mit Rechtsverkehr betrieben wurden, und dann nur auf Bestellung. Als Grundfunktion wurde 4Matic in den W163 M-Klasse SUVs verbaut. In diesem Fall war der Allradantrieb permanent.

Differentialsperren erhielten einen anderen Algorithmus. Es war eine Nachahmung einer elektronischen Sperre, die von der Traktionskontrolle aktiviert wurde. Dieses System verlangsamte die Drehung des Gleitrads, wodurch das Drehmoment teilweise auf die anderen Räder umverteilt wurde.

Ab dieser 4Matic-Generation verzichtet der Autohersteller komplett auf starre Differenzialsperren. Diese Generation existierte bis 2002 auf dem Markt.

III Generation

Die dritte Generation 4Matic erschien im Jahr 2002 und war in den folgenden Modellen vorhanden:

• C-Klasse W203;
• S-Klasse W220;
• E-Klasse W211.

Dieses System erhielt auch eine elektronische Art der Differenzialsperrensteuerung. Diese Mechanismen wurden wie in der vorherigen Generation nicht starr blockiert. Die Änderungen betrafen die Algorithmen zur Simulation der Schlupfvermeidung der Antriebsräder. Gesteuert wird dieser Vorgang durch das Traktionskontrollsystem und das dynamische Stabilitätssystem.

IV Generation

Die dritte Generation existierte vier Jahre auf dem Markt, ihre Produktion wurde jedoch nicht abgeschlossen. Der Käufer konnte nun nur noch wählen, mit welchem ​​Getriebe er das Auto ausstatten wollte. 2006 erhielt das 4Matic-System weitere Verbesserungen. Es ist bereits in der Ausstattungsliste des S550 zu sehen. Das asymmetrische Mittendifferenzial wurde ersetzt. Stattdessen wurde nun ein Planetengetriebe verwendet. Seine Arbeit lieferte eine 45/55-Prozent-Verteilung zwischen Vorder- und Hinterachse.

Das Foto zeigt eine schematische Darstellung des Allradantriebs 4Matic der vierten Generation, der in der Mercedes-Benz S-Klasse zum Einsatz kam:

1) Getriebewelle; 2) Differential mit Planetengetriebe; 3) An der Hinterachse; 4) Seitenausgangsgetriebe; 5) Seitlicher Kardanausgang; 6) Gelenkwelle der Vorderachse; 7) Mehrscheibenkupplung; 8) Automatikgetriebe.

Aufgrund der Tatsache, dass die Mechanismen des modernen Transports immer mehr elektronische Steuerungen erhielten, wurde die Kontrolle der Steuerbarkeit der Antriebsräder effektiver. Das System selbst wurde dank Signalen von Sensoren verschiedener Systeme gesteuert, die die aktive Sicherheit der Maschine gewährleisten. Die Kraft des Motors ging konstant an alle Räder.

Der Vorteil dieser Generation besteht darin, dass sie eine optimale Balance zwischen effizientem Fahrzeughandling und hervorragender Traktion bei der Überwindung von unwegsamem Gelände bietet. Trotz der Vorteile des Systems folgte nach sieben Jahren Produktionszeit seine Weiterentwicklung.

V-Erzeugung

Ab 4 erschien die fünfte Generation 2013Matic, die in folgenden Modellen zu finden war:

• CLA45AMG;
• GL500.

Die Besonderheit dieser Generation besteht darin, dass sie für Fahrzeuge mit Querantrieb gedacht ist (in diesem Fall dreht das Getriebe die Vorderräder). Die Modernisierung betraf das Design der Aktuatoren sowie das Prinzip der Drehmomentverteilung.

In diesem Fall ist das Auto Frontantrieb. Die Kraftverteilung auf alle Räder kann jetzt durch Aktivieren des entsprechenden Modus auf dem Bedienfeld aktiviert werden.

So funktioniert das 4Matic-System

Der Aufbau des 4Matic-Systems besteht aus:

• Automatische Boxen;
• Verteilergetriebe, dessen Konstruktion das Vorhandensein eines Planetengetriebes vorsieht (ab der vierten Generation wird es als Alternative zu einem asymmetrischen Mittendifferenzial verwendet);
• Kardangetriebe (für Details, was es ist und wo es sonst in Autos verwendet wird, lesen Sie in einer anderen Bewertung);
• Vorderes Querachsdifferential (frei oder nicht blockierend);
• Hinteres Querachsdifferenzial (es ist auch frei).

Es gibt zwei Modifikationen des Allradantriebs 4Matic. Der erste ist für Pkw vorgesehen, der zweite in SUVs und Kleinbussen. Auf dem Markt gibt es heute oft Autos, die mit der dritten Generation des 4Matic-Systems ausgestattet sind. Der Grund dafür ist, dass diese Generation günstiger ist und eine gute Balance zwischen Wartbarkeit, Zuverlässigkeit und Effizienz aufweist.

Ein weiterer Faktor, der die Popularität dieser Generation beeinflusst hat, ist die zunehmende Aktivität des deutschen Autoherstellers Mercedes. Seit 2000 hat das Unternehmen beschlossen, die Kosten seiner Produkte zu senken und im Gegenteil die Qualität der Modelle zu erhöhen. Dadurch gewann die Marke mehr Bewunderer und der Begriff „deutsche Qualität“ hat sich in den Köpfen der Autofahrer fester verankert.

Merkmale des 4Matic-Systems

Ähnliche Allradantriebssysteme funktionieren mit manuellen Getrieben, aber 4Matic wird installiert, wenn es sich um ein Automatikgetriebe handelt. Der Grund für die Inkompatibilität mit der Mechanik liegt darin, dass die Drehmomentverteilung nicht wie bei den meisten Allradmodellen des letzten Jahrhunderts durch den Fahrer, sondern durch die Elektronik erfolgt. Das Vorhandensein eines Automatikgetriebes im Getriebe eines Autos ist eine Schlüsselbedingung, die bestimmt, ob ein solches System in das Auto eingebaut wird oder nicht.

Jede Generation hat ihr eigenes Funktionsprinzip. Da die ersten beiden Generationen auf dem Markt äußerst selten sind, werden wir uns auf die Funktionsweise der letzten drei Generationen konzentrieren.

III. Generation

Diese Art von PP wird sowohl bei Limousinen als auch bei leichten SUVs verbaut. Bei solchen Ausstattungsvarianten erfolgt die Kraftverteilung zwischen den Achsen in einem Verhältnis von 40 zu 60 Prozent (weniger – zur Vorderachse). Ist das Auto ein vollwertiger SUV, dann verteilt sich das Drehmoment gleichmäßig – 50 Prozent auf jede Achse.

Beim Einsatz in Nutzfahrzeugen oder Business-Limousinen arbeiten die Vorderräder mit 45 Prozent und die Hinterräder mit 55 Prozent. Eine separate Modifikation ist AMG-Modellen vorbehalten – deren Achsübersetzung beträgt 33/67.

Ein solches System besteht aus einer Kardanwelle, einem Verteilergetriebe (überträgt das Drehmoment auf die Hinterräder), Querachsdifferentialen vorn und hinten sowie zwei Hinterachswellen. Der Hauptmechanismus darin ist das Verteilergetriebe. Dieses Gerät korrigiert den Betrieb des Getriebes (ersetzt das Mittendifferenzial). Die Drehmomentübertragung erfolgt über ein Sonnenrad (für Vorder- und Hinterachswelle werden Zahnräder unterschiedlicher Durchmesser verwendet).

IV-Generation

Die 4Matic der vierten Generation verwendet ein zylindrisches Differenzial, das über eine Zweischeibenkupplung gesperrt wird. Die Kraft wird zu 45/55 Prozent verteilt (mehr hinten). Beschleunigt das Auto auf Eis, sperrt die Kupplung das Differenzial, sodass alle vier Räder ins Spiel kommen.

Beim Durchfahren einer scharfen Kurve kann ein Rutschen der Kupplung beobachtet werden. Dies tritt bei einer Differenz von 45 Nm zwischen den Raddifferenzialen auf. Dies verhindert einen beschleunigten Verschleiß von schwerer belasteten Reifen. Für den 4Matic-Betrieb wird das 4ETS, ESP-System verwendet (für welche Art von System, lesen Sie hier) sowie ASR.

V-Generation

Die Besonderheit des 4Matic der fünften Generation ist, dass in ihm bei Bedarf der Allradantrieb aktiviert wird. Der Rest des Autos bleibt Frontantrieb (verbunden PP). Stadt- oder Straßenfahrten werden dadurch sparsamer als mit permanentem Allradantrieb. Die Hinterachse wird automatisch aktiviert, wenn die Elektronik einen Radschlupf an der Hauptachse erkennt.

Die Abschaltung des PP erfolgt auch im Automatikbetrieb. Die Besonderheit dieser Modifikation besteht darin, dass sie bis zu einem gewissen Grad in der Lage ist, die Position des Autos zu korrigieren, indem die Grifffläche der Antriebsräder in Kurven erhöht wird, bis die Mechanismen des Wechselkursstabilitätssystems aktiviert werden.

Das Systemgerät enthält eine weitere Steuereinheit, die in einer Robotervorwahl (nasse Doppelkupplung, deren Funktionsweise beschrieben ist) eingebaut ist getrennt) Getriebe. Unter normalen Bedingungen aktiviert das System eine Drehmomentverteilung von 50 %, aber im Notfall passt die Elektronik die Leistungsentfaltung anders an:

• Das Auto beschleunigt - das Verhältnis beträgt 60 zu 40;
• Das Auto durchläuft eine Reihe von Kurven - das Verhältnis beträgt 50 zu 50;
• Die Vorderräder verloren die Traktion - ein Verhältnis von 10 zu 90;
• Notbremse – die Vorderräder erhalten die maximalen Nm.

Abschluss

Heute haben viele Autofahrer zumindest vom 4Matic-System gehört. Einige konnten aus eigener Erfahrung die Leistungsfähigkeit mehrerer Generationen des Allradantriebs einer weltbekannten Automarke testen. Das System hat unter solchen Entwicklungen noch keine ernsthafte Konkurrenz, obwohl nicht zu leugnen ist, dass es würdige Modifikationen gibt, die in Modellen anderer Autohersteller verwendet werden, zum Beispiel Quattro von Audi oder xdrive von BMW.

Die ersten Entwicklungen von 4Matic waren nur für eine kleine Anzahl von Modellen gedacht und dann als Option. Aber dank seiner Zuverlässigkeit und Effizienz erlangte das System Anerkennung und wurde populär. Dies veranlasste den Autohersteller, seine Herangehensweise an die Produktion von Allradfahrzeugen mit automatischer Kraftverteilung zu überdenken.

Neben der Tatsache, dass der Allradantrieb 4Matic das Überwinden von Streckenabschnitten mit schwierigem und instabilem Untergrund erleichtert, bietet er zusätzliche Sicherheit unter extremen Bedingungen. Mit einem aktiven und funktionalen System kann der Fahrer das Fahrzeug vollständig kontrollieren. Ganz auf diesen Mechanismus sollte man sich aber nicht verlassen, da er physikalische Gesetze nicht überwinden kann. Vernachlässigen Sie daher auf keinen Fall die elementaren Anforderungen an sicheres Fahren: Abstands- und Geschwindigkeitsbegrenzungen einhalten, insbesondere auf kurvigen Straßen.

Fazit – eine kleine Probefahrt Mercedes w212 e350 mit 4Matic System:

Minitest allradantrieb Mercedes w212 e350 4 matic

Fragen und Antworten:

Wie funktioniert 4matic? Bei einem solchen Getriebe wird das Drehmoment auf jede Achse des Fahrzeugs verteilt und ist damit die führende. Je nach Generation (es gibt 5) erfolgt der Anschluss der zweiten Achse automatisch oder im Handbetrieb.

Was bedeutet AMG? Die Abkürzung AMG steht für Aufrecht (der Name des Firmengründers), Melchner (der Name seines Partners) und Großashpach (der Geburtsort von Aufrecht).