Système de traction intégrale 4Matic
Teneur
La tenue de route du véhicule est l'un des facteurs les plus importants dont dépend la sécurité routière. La plupart des véhicules modernes sont équipés d'une transmission qui transmet le couple à une paire de roues (roues motrices avant ou arrière). Mais la puissance élevée de certains groupes motopropulseurs oblige les constructeurs automobiles à apporter des modifications à la transmission intégrale. Si vous transférez le couple d'un moteur hautes performances à un essieu, le patinage des roues motrices se produira inévitablement.
Pour stabiliser le véhicule sur la route et le rendre plus sûr et plus fiable dans une conduite sportive, il est nécessaire de répartir le couple sur toutes les roues. Cela augmente la stabilité et le contrôle du transport sur des surfaces de route instables, telles que la glace, la boue ou le sable.
Si vous répartissez correctement les efforts sur chaque roue, la voiture n'a pas peur des conditions routières les plus sévères avec des surfaces instables. Pour réaliser cette vision, les constructeurs automobiles ont depuis longtemps développé toutes sortes de systèmes conçus pour améliorer la tenue de route de la voiture dans de telles conditions. Un exemple de ceci est le différentiel (plus en détail sur ce que c'est, il est décrit dans un autre article). Il peut être inter-essieux ou inter-essieux.
Parmi ces développements se trouve le système 4Matic, qui a été créé par les spécialistes de la célèbre marque automobile allemande Mercedes-Benz. Considérons quelle est la particularité de ce développement, comment il est apparu et de quel type d'appareil il dispose.
Qu'est-ce que le système de traction intégrale 4Matic
Comme déjà clair dès l'introduction, 4Matic est un système de transmission intégrale, c'est-à-dire que le couple du groupe motopropulseur est distribué à toutes les roues de sorte que, selon les conditions de la route, chacune d'entre elles devienne la principale. Non seulement les SUV à part entière sont équipés d'un tel système (pour plus d'informations sur le type de voiture dont il s'agit et en quoi il diffère des crossovers, lisez ici), mais aussi des voitures, sous le capot desquelles est installé un puissant moteur à combustion interne.
Le nom du système vient de 4WD (c'est-à-dire 4 roues motrices) et automatiqueMATIC (fonctionnement automatique des mécanismes). La répartition du couple est contrôlée électroniquement, mais la transmission de puissance elle-même est de type mécanique, pas de simulation électronique. Aujourd'hui, de tous ces développements, ce système est considéré comme l'un des plus high-tech et doté d'un large éventail de réglages.
Considérez comment ce système est apparu et s'est développé, puis ce qui est inclus dans sa structure.
L'histoire de la création de la transmission intégrale
L'idée même d'introduire la transmission intégrale dans les véhicules à roues n'est pas nouvelle. La première voiture à traction intégrale est la voiture de sport néerlandaise Spyker 60 / 80HP de 1903. A cette époque, c'était une voiture lourde qui recevait un équipement décent. En plus de transmettre le couple à toutes les roues, sous son capot se trouvait un groupe motopropulseur à essence 6 cylindres en ligne, ce qui était une grande rareté. Le système de freinage ralentissait la rotation de toutes les roues et il y avait jusqu'à trois différentiels dans la transmission, dont l'un était central.
Après seulement un an, toute une gamme de camions à traction intégrale a été créée pour les besoins de l'armée autrichienne, présentée par Austro-Daimler. Ces modèles ont ensuite été utilisés comme base pour les voitures blindées. Plus près du début du XXe siècle, la transmission intégrale ne pouvait plus surprendre personne. Et Mercedes-Benz a également participé activement au développement et à l'amélioration de ce système.
XNUMXère génération
Les conditions préalables à l'émergence de modifications réussies des mécanismes étaient la présentation d'une nouveauté de la marque, qui a eu lieu dans le cadre du salon de l'automobile de renommée mondiale à Francfort. L'événement a eu lieu en 1985. Mais la première génération de transmission intégrale du constructeur automobile allemand est entrée en production deux ans plus tard.
La photo ci-dessous montre un schéma qui a été installé sur un modèle Mercedes-Benz W124 de 1984 :
Il y avait un blocage dur dans les différentiels arrière et central (pour plus de détails sur les raisons pour lesquelles vous devez bloquer le différentiel, lisez séparément). Un différentiel inter-roues a également été installé sur l'essieu avant, mais il n'a pas été bloqué, car dans ce cas la tenue de route du véhicule s'est détériorée.
Le premier système 4Matic produit en série n'intervenait dans la transmission du couple qu'en cas de patinage de l'essieu principal. La désactivation de la transmission intégrale avait également un mode automatique - dès que le système de freinage antiblocage était déclenché, la transmission intégrale était également désengagée.
Dans ce développement, trois modes de fonctionnement étaient disponibles :
- 100% propulsion arrière. Tout le couple va à l'essieu arrière et les roues avant restent uniquement pivotantes ;
- Transmission partielle du couple. Les roues avant ne sont que partiellement motrices. L'indicateur de répartition de la force sur les roues avant est de 35% et sur les roues arrière de 65%. Dans ce mode, les roues arrière sont toujours les principales, et les roues avant ne font qu'aider à stabiliser la voiture ou à sortir sur une meilleure section de la route ;
- 50 % de répartition du couple. Dans ce mode, toutes les roues reçoivent le même pourcentage de couple dans la même mesure. De plus, cette option permettait de désactiver le blocage du différentiel de l'essieu arrière.
Cette modification de la transmission intégrale a été utilisée dans les voitures de série de la marque automobile jusqu'en 1997.
XNUMXème génération
La prochaine évolution de la transmission intégrale du constructeur allemand a commencé à apparaître dans les modèles de la même classe E - W210. Il ne pouvait être installé que sur les voitures qui circulaient sur des routes à circulation à droite, et uniquement sur commande. En tant que fonction de base, 4Matic a été installé dans les SUV W163 de classe M. Dans ce cas, la transmission intégrale était permanente.
Les verrous différentiels ont reçu un algorithme différent. C'était une imitation d'une serrure électronique, qui était activée par le contrôle de traction. Ce système ralentissait la rotation de la roue de patin, ce qui faisait que le couple était partiellement redistribué aux autres roues.
À partir de cette génération de 4Matic, le constructeur automobile a complètement abandonné les blocages de différentiel rigides. Cette génération a existé sur le marché jusqu'en 2002.
III génération
La troisième génération 4Matic est apparue en 2002, et était présente dans les modèles suivants :
- Classe C W203 ;
- Classe S W220 ;
- Classe E W211.
Ce système a également reçu un type électronique de contrôle des blocages de différentiel. Ces mécanismes, comme dans la génération précédente, n'étaient pas bloqués de manière rigide. Les changements ont affecté les algorithmes de simulation de la prévention du patinage des roues motrices. Ce processus est contrôlé par le système de contrôle de traction et le système de stabilité dynamique.
Génération IV
La troisième génération a existé sur le marché pendant quatre ans, mais sa production n'a pas été achevée. C'était juste que l'acheteur pouvait désormais choisir la transmission avec laquelle équiper la voiture. En 2006, le système 4Matic a reçu de nouvelles améliorations. On le voit déjà dans la liste des équipements du S550. Le différentiel central asymétrique a été remplacé. Au lieu de cela, une boîte de vitesses planétaire était maintenant utilisée. Son travail a fourni une répartition de 45/55% entre les essieux avant / arrière.
La photo montre un schéma de la transmission intégrale 4Matic de quatrième génération, utilisée dans la Mercedes-Benz Classe S :
Du fait que les mécanismes de transport modernes ont commencé à recevoir de plus en plus de contrôleurs électroniques, le contrôle de la contrôlabilité des roues motrices est devenu plus efficace. Le système lui-même était contrôlé grâce à des signaux provenant de capteurs de divers systèmes qui assurent la sécurité active de la machine. La puissance du moteur était constante sur toutes les roues.
L'avantage de cette génération est qu'elle offre un équilibre optimal entre une tenue de route efficace et une excellente traction sur les terrains accidentés. Malgré les avantages du système, après sept ans de production, son développement a suivi.
Génération V
La cinquième génération de 4Matic est apparue à partir de 2013, et on la retrouve dans les modèles suivants :
- CLA45 AMG ;
- GL500.
La particularité de cette génération est qu'elle est destinée aux véhicules à groupe motopropulseur transversal (dans ce cas, la transmission fera tourner les roues avant). La modernisation a affecté la conception des actionneurs, ainsi que le principe de répartition du couple.
Dans ce cas, la voiture est à traction avant. La distribution de puissance à toutes les roues peut maintenant être activée en activant le mode correspondant sur le panneau de commande.
Comment fonctionne le système 4Matic
La structure du système 4Matic se compose de :
- Boîtes automatiques ;
- Boîte de transfert dont la conception prévoit la présence d'un réducteur planétaire (à partir de la quatrième génération, il est utilisé comme alternative à un différentiel central asymétrique);
- Transmission à cardan (pour plus de détails sur ce que c'est, ainsi que sur les autres endroits où elle est utilisée dans les voitures, lisez dans un autre avis);
- Différentiel avant croisé (libre ou non bloquant) ;
- Différentiel transversal arrière (il est également gratuit).
Il existe deux modifications de la transmission intégrale 4Matic. Le premier est destiné aux voitures particulières, et le second est installé sur les SUV et les minibus. Sur le marché aujourd'hui, il existe souvent des voitures équipées de la troisième génération du système 4Matic. La raison en est que cette génération est plus abordable et présente un bon équilibre entre maintenabilité, fiabilité et efficacité.
Un autre facteur qui a influencé la popularité de cette génération particulière est la montée en puissance du constructeur automobile allemand Mercedes. Depuis 2000, l'entreprise a décidé de réduire le coût de ses produits, et, au contraire, d'augmenter la qualité des modèles. Grâce à cela, la marque gagne plus d'admirateurs et le terme « qualité allemande » s'enracine plus fermement dans l'esprit des automobilistes.
Caractéristiques du système 4Matic
Des systèmes de traction intégrale similaires fonctionnent avec des transmissions manuelles, mais 4Matic est installé si la transmission est automatique. La raison de l'incompatibilité avec la mécanique est que la répartition du couple est effectuée non par le conducteur, comme dans la plupart des modèles de voitures à traction intégrale du siècle dernier, mais par l'électronique. La présence d'une transmission automatique dans la transmission d'une voiture est une condition clé qui détermine si un tel système sera installé ou non dans la voiture.
Chaque génération a son propre principe de fonctionnement. Les deux premières générations étant extrêmement rares sur le marché, nous allons nous concentrer sur le fonctionnement des trois dernières générations.
III génération
Ce type de PP est installé sur les berlines et les SUV légers. Dans de tels niveaux de finition, la répartition de la puissance entre les essieux s'effectue dans un rapport de 40 à 60 % (moins - par rapport à l'essieu avant). Si la voiture est un SUV à part entière, le couple est réparti uniformément - 50 % sur chaque essieu.
Lorsqu'elles sont utilisées dans des véhicules utilitaires ou des berlines d'affaires, les roues avant fonctionneront à 45 % et les roues arrière à 55 %. Une modification distincte est réservée aux modèles AMG - leur rapport de pont est de 33/67.
Un tel système se compose d'un arbre de transmission, d'une boîte de transfert (transfère le couple aux roues arrière), de différentiels transversaux à l'avant et à l'arrière, ainsi que de deux arbres d'essieu arrière. Le mécanisme principal est la boîte de transfert. Ce dispositif corrige le fonctionnement de la boîte de vitesses (remplace le différentiel central). La transmission du couple s'effectue par l'intermédiaire d'un planétaire (des engrenages de différents diamètres sont utilisés pour les arbres de roue avant et arrière).
IV génération
La quatrième génération 4Matic utilise un différentiel cylindrique, qui est verrouillé via un embrayage à deux disques. La puissance est répartie à 45/55% (plus à l'arrière). Lorsque la voiture accélère sur la glace, l'embrayage bloque le différentiel de sorte que les quatre roues entrent en jeu.
Lors du passage d'un virage serré, un patinage de l'embrayage peut être observé. Cela se produit lorsqu'il y a une différence de 45 Nm entre les différentiels de roue. Cela élimine l'usure accélérée des pneus les plus chargés. Pour le fonctionnement 4Matic, le système 4ETS, ESP est utilisé (pour quel type de système, lisez ici) ainsi que l'ASR.
génération V
La particularité du 4Matic de cinquième génération est que la transmission intégrale y est activée si nécessaire. Le reste de la voiture reste à traction avant (PP connecté). Grâce à cela, le mode de conduite en ville ou sur route normale sera plus économique qu'avec la transmission intégrale permanente. L'essieu arrière est automatiquement activé lorsque l'électronique détecte un patinage des roues sur l'essieu principal.
La déconnexion du PP se produit également en mode automatique. La particularité de cette modification est que, dans une certaine mesure, elle est capable de corriger la position de la voiture en augmentant la zone d'adhérence des roues motrices dans les virages jusqu'à ce que les mécanismes du système de stabilité du taux de change soient activés.
Le dispositif du système comprend une autre unité de commande, qui est installée dans un présélectif robotique (double embrayage de type humide, dont le principe de fonctionnement est décrit séparément) boîte de vitesses. Dans des conditions normales, le système active la répartition du couple à 50 %, mais en cas d'urgence, l'électronique ajuste la puissance délivrée différemment :
- La voiture accélère - le rapport est de 60 à 40;
- La voiture effectue une série de virages - le rapport est de 50 à 50 ;
- Les roues avant ont perdu de la traction - un rapport de 10 à 90 ;
- Frein d'urgence - les roues avant reçoivent le maximum de Nm.
conclusion
Aujourd'hui, de nombreux automobilistes ont au moins entendu parler du système 4Matic. Certains ont pu tester sur leur propre expérience les performances de plusieurs générations de transmission intégrale d'une marque automobile de renommée mondiale. Le système n'a pas encore de concurrence sérieuse parmi de tels développements, même s'il est indéniable qu'il existe des modifications dignes qui sont utilisées dans les modèles d'autres constructeurs automobiles, par exemple Quattro d'Audi ou xdrive de BMW.
Les premiers développements de 4Matic n'étaient destinés qu'à un petit nombre de modèles, puis en option. Mais grâce à sa fiabilité et son efficacité, le système a gagné en notoriété et est devenu populaire. Cela a incité le constructeur automobile à repenser son approche de la production de véhicules à quatre roues motrices avec distribution automatique de la puissance.
Outre le fait que la transmission intégrale 4Matic permet de franchir plus facilement les tronçons de route aux revêtements difficiles et instables, elle offre une sécurité supplémentaire dans des conditions extrêmes. Avec un système actif et fonctionnel, le conducteur peut contrôler entièrement le véhicule. Mais vous ne devez pas vous fier entièrement à ce mécanisme, car il n'est pas capable de surmonter les lois physiques. Par conséquent, vous ne devez en aucun cas négliger les exigences élémentaires d'une conduite sécuritaire : respecter une distance et une limitation de vitesse, notamment sur routes sinueuses.
En conclusion - un petit essai routier Mercedes w212 e350 avec système 4Matic :
Questions et réponses
Comment fonctionne le 4 matic ? Dans une telle transmission, le couple est réparti sur chaque essieu du véhicule, ce qui en fait le premier. Selon la génération (ils sont au nombre de 5), la connexion du deuxième axe se fait automatiquement ou en mode manuel.
Que veut dire AMG ? L'abréviation AMG signifie Aufrecht (le nom du fondateur de l'entreprise), Melchner (le nom de son associé) et Grossashpach (le lieu de naissance d'Aufrecht).
