Sistema di trazione integrale 4Matic
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La manovrabilità del veicolo è uno dei fattori più importanti da cui dipende la sicurezza stradale. La maggior parte dei veicoli moderni è dotata di una trasmissione che trasmette la coppia a una coppia di ruote (trazione anteriore o posteriore). Ma l'elevata potenza di alcuni propulsori costringe le case automobilistiche a produrre modifiche alla trazione integrale. Se trasferisci la coppia da un motore ad alte prestazioni a un asse, inevitabilmente si verificherà lo slittamento delle ruote motrici.
Per stabilizzare il veicolo su strada e renderlo più sicuro e affidabile in uno stile di guida sportivo, è necessario distribuire la coppia su tutte le ruote. Ciò aumenta la stabilità e il controllo dei veicoli su superfici stradali instabili, come ghiaccio, fango o sabbia.
Se distribuisci correttamente gli sforzi su ciascuna ruota, la macchina non teme nemmeno le condizioni stradali più difficili con superfici instabili. Per realizzare questa visione, le case automobilistiche sviluppano da tempo tutti i tipi di sistemi progettati per migliorare il controllo dell'auto in tali condizioni. Un esempio di questo è il differenziale (più in dettaglio su cosa sia, è descritto in un altro articolo). Può essere interasse o interasse.
Tra questi sviluppi c'è il sistema 4Matic, creato dagli specialisti del famoso marchio automobilistico tedesco Mercedes-Benz. Consideriamo qual è la particolarità di questo sviluppo, come è apparso e che tipo di dispositivo ha.
Cos'è il sistema di trazione integrale 4Matic
Come già chiaro dall'introduzione, 4Matic è un sistema di trazione integrale, ovvero la coppia dal propulsore viene distribuita a tutte le ruote in modo che, a seconda delle condizioni stradali, ognuna di esse diventi la principale. Non solo i SUV a tutti gli effetti sono dotati di un tale sistema (per maggiori informazioni su che tipo di auto è e come si differenzia dai crossover, leggi qui), ma anche automobili, sotto il cofano delle quali è installato un potente motore a combustione interna.
Il nome del sistema deriva da 4WD (cioè 4 ruote motrici) e autoMATIC (funzionamento automatico dei meccanismi). La distribuzione della coppia è controllata elettronicamente, ma la trasmissione della potenza stessa è di tipo meccanico, non di simulazione elettronica. Oggi, tra tutti questi sviluppi, questo sistema è considerato uno dei più tecnologici e dotato di una vasta gamma di impostazioni.
Considera come è apparso e si è sviluppato questo sistema e quindi cosa è incluso nella sua struttura.
La storia della creazione della trazione integrale
L'idea stessa di introdurre la trazione integrale nei veicoli a ruote non è nuova. La prima vettura a trazione integrale è l'auto sportiva olandese Spyker 60/80HP del 1903. A quel tempo, era un'auto pesante che riceveva un'attrezzatura decente. Oltre a trasmettere la coppia a tutte le ruote, sotto il cofano c'era un motore a benzina a 6 cilindri in linea, che era una grande rarità. L'impianto frenante rallentava la rotazione di tutte le ruote e nella trasmissione c'erano ben tre differenziali, uno dei quali era centrale.
Dopo solo un anno, è stata creata un'intera linea di camion a trazione integrale per le esigenze dell'esercito austriaco, che sono stati presentati da Austro-Daimler. Questi modelli furono successivamente utilizzati come base per auto blindate. Più vicino all'inizio del ventesimo secolo, la trazione integrale non poteva più sorprendere nessuno. E anche Mercedes-Benz è stata attivamente coinvolta nello sviluppo e nel miglioramento di questo sistema.
XNUMXa generazione
I prerequisiti per l'emergere di modifiche di successo dei meccanismi era la presentazione di una novità del marchio, che si è svolta nell'ambito del famoso salone dell'auto di Francoforte. L'evento ha avuto luogo nel 1985. Ma la prima generazione di trazione integrale della casa automobilistica tedesca è entrata in produzione due anni dopo.
La foto sotto mostra uno schema che è stato installato su un modello Mercedes-Benz W124 del 1984:
C'era un blocco duro nei differenziali posteriore e centrale (per i dettagli sul motivo per cui è necessario bloccare il differenziale, leggi separatamente). Sull'asse anteriore è stato installato anche un differenziale tra le ruote, ma non è stato bloccato, poiché in questo caso la guidabilità del veicolo è peggiorata.
Il primo sistema 4Matic prodotto in serie era coinvolto nella trasmissione della coppia solo in caso di rotazione dell'asse principale. Anche la disattivazione della trazione integrale aveva una modalità automatica: non appena si attivava il sistema di frenata antibloccaggio, anche la trazione integrale veniva disattivata.
In quello sviluppo, erano disponibili tre modalità di funzionamento:
- Trazione posteriore al 100%. Tutta la coppia va all'asse posteriore e le ruote anteriori rimangono solo girevoli;
- Trasmissione parziale della coppia. Le ruote anteriori sono guidate solo parzialmente. La distribuzione delle forze alle ruote anteriori è del 35 percento e al posteriore del 65 percento. In questa modalità, le ruote posteriori sono ancora le principali e quelle anteriori aiutano solo a stabilizzare l'auto oa uscire su un tratto di strada migliore;
- 50 percento di ripartizione della coppia. In questa modalità, tutte le ruote ricevono la stessa percentuale di coppia nella stessa misura. Inoltre, questa opzione ha permesso di disabilitare il bloccaggio del differenziale dell'asse posteriore.
Questa modifica della trazione integrale è stata utilizzata nelle auto di produzione del marchio automobilistico fino al 1997.
XNUMXa generazione
La prossima evoluzione della trasmissione a trazione integrale del produttore tedesco iniziò ad apparire nei modelli della stessa classe E - W210. Potrebbe essere installato solo su quelle auto che sono state utilizzate su strade con circolazione a destra e quindi solo su ordinazione. Come funzione di base, 4Matic è stato installato nei SUV classe M W163. In questo caso, la trazione integrale era permanente.
I blocchi differenziali hanno ricevuto un algoritmo diverso. Era un'imitazione di una serratura elettronica, che veniva attivata dal controllo di trazione. Questo sistema ha rallentato la rotazione della ruota del pattino, a causa della quale la coppia è stata parzialmente ridistribuita alle altre ruote.
A partire da questa generazione di 4Matic, la casa automobilistica ha completamente abbandonato i bloccaggi differenziali rigidi. Questa generazione è esistita sul mercato fino al 2002.
III generazione
La terza generazione 4Matic è apparsa nel 2002 ed era presente nei seguenti modelli:
- Classe C W203;
- Classe S W220;
- Classe E W211.
Questo sistema ha anche ricevuto un tipo elettronico di controllo dei blocchi dei differenziali. Questi meccanismi, come nella generazione precedente, non erano rigidamente bloccati. Le modifiche hanno interessato gli algoritmi per la simulazione della prevenzione dello slittamento delle ruote motrici. Questo processo è controllato dal sistema di controllo della trazione e dal sistema di stabilità dinamica.
IV generazione
La terza generazione è esistita sul mercato per quattro anni, ma la sua produzione non è stata completata. Era solo che l'acquirente poteva ora scegliere con quale trasmissione equipaggiare l'auto. Nel 2006, il sistema 4Matic ha ricevuto ulteriori miglioramenti. Può già essere visto nell'elenco delle attrezzature per l'S550. Il differenziale centrale asimmetrico è stato sostituito. Invece, ora è stato utilizzato un riduttore epicicloidale. Il suo lavoro ha fornito una distribuzione del 45/55% tra gli assi anteriore / posteriore.
La foto mostra uno schema della trazione integrale 4Matic di quarta generazione, utilizzata nella Mercedes-Benz Classe S:
A causa del fatto che i meccanismi del trasporto moderno hanno iniziato a ricevere sempre più controller elettronici, il controllo del controllo del volante è diventato più efficace. Il sistema stesso è stato controllato grazie a segnali provenienti da sensori di vari sistemi che garantiscono la sicurezza attiva della macchina. La potenza del motore veniva continuamente fornita a tutte le ruote.
Il vantaggio di questa generazione è che fornisce un equilibrio ottimale tra un'efficace manovrabilità del veicolo e un'eccellente trazione quando si affrontano terreni accidentati. Nonostante i vantaggi del sistema, dopo sette anni di produzione, seguì il suo ulteriore sviluppo.
V generazione
La quinta generazione 4Matic è apparsa dal 2013, e potrebbe essere trovata nei seguenti modelli:
- CLA45AMG;
- GL500.
La particolarità di questa generazione è che è destinata a veicoli con un'unità di potenza trasversale (in questo caso, la trasmissione farà girare le ruote anteriori). La modernizzazione ha influito sul design degli attuatori e sul principio della distribuzione della coppia.
In questo caso, l'auto è a trazione anteriore. Ora è possibile attivare la distribuzione della potenza a tutte le ruote attivando la modalità corrispondente sul pannello di controllo.
Come funziona il sistema 4Matic
La struttura del sistema 4Matic è composta da:
- Scatole automatiche;
- Ripartitore, il cui design prevede la presenza di un ingranaggio planetario (a partire dalla quarta generazione, viene utilizzato in alternativa a un differenziale centrale asimmetrico);
- Trasmissione cardanica (per i dettagli su cos'è e dove altro viene utilizzata nelle auto, leggi in un'altra recensione);
- Differenziale dell'asse trasversale anteriore (libero o non bloccante);
- Differenziale posteriore trasversale (è anche libero).
Ci sono due modifiche alla trazione integrale 4Matic. Il primo è destinato alle autovetture e il secondo è installato su SUV e minibus. Sul mercato oggi ci sono spesso auto equipaggiate con la terza generazione del sistema 4Matic. Il motivo è che questa generazione è più economica e ha un buon equilibrio tra manutenibilità, affidabilità ed efficienza.
Un altro fattore che ha influenzato la popolarità di questa particolare generazione è l'aumento dell'attività della casa automobilistica tedesca Mercedes. Dal 2000 l'azienda ha deciso di ridurre il costo dei propri prodotti e, al contrario, di aumentare la qualità dei modelli. Grazie a questo, il marchio ha guadagnato più ammiratori e il termine "qualità tedesca" ha preso piede più saldamente nella mente degli automobilisti.
Caratteristiche del sistema 4Matic
Sistemi di trazione integrale simili funzionano con le trasmissioni manuali, ma 4Matic è installato se la trasmissione è automatica. Il motivo dell'incompatibilità con la meccanica è che la distribuzione della coppia non viene effettuata dal guidatore, come nella maggior parte dei modelli di auto a trazione integrale del secolo scorso, ma dall'elettronica. La presenza di una trasmissione automatica nella trasmissione di un'auto è una condizione chiave che determina se un tale sistema verrà installato o meno nell'auto.
Ogni generazione ha il suo principio di funzionamento. Poiché le prime due generazioni sono estremamente rare sul mercato, ci concentreremo su come funzionano le ultime tre generazioni.
III generazione
Questo tipo di PP è installato sia su berline che su SUV leggeri. In tali livelli di allestimento, la distribuzione della potenza tra gli assi viene effettuata in un rapporto dal 40 al 60 percento (meno - all'asse anteriore). Se l'auto è un SUV a tutti gli effetti, la coppia viene distribuita uniformemente - 50 percento su ciascun asse.
Se utilizzato in veicoli commerciali o berline Business, le ruote anteriori funzioneranno al 45 percento e le ruote posteriori al 55 percento. Una modifica separata è riservata ai modelli AMG: il loro rapporto al ponte è 33/67.
Tale sistema è costituito da un albero di trasmissione, una scatola di trasferimento (trasmette la coppia alle ruote posteriori), differenziali trasversali anteriori e posteriori e due semiassi posteriori. Il meccanismo principale in esso è il caso di trasferimento. Questo dispositivo corregge il funzionamento del cambio (sostituisce il differenziale centrale). La trasmissione della coppia avviene tramite un ingranaggio solare (per i semiassi anteriore e posteriore vengono utilizzati ingranaggi di diverso diametro).
IV generazione
La quarta generazione 4Matic utilizza un differenziale cilindrico, che è bloccato tramite una frizione a due dischi. La potenza è distribuita del 45/55% (più al posteriore). Quando l'auto accelera sul ghiaccio, la frizione blocca il differenziale in modo che tutte e quattro le ruote entrino in gioco.
Quando si supera una curva brusca, si può osservare lo slittamento della frizione. Ciò si verifica quando c'è una differenza di 45 Nm tra i differenziali delle ruote. Ciò elimina l'usura accelerata dei pneumatici caricati più pesanti. Per il funzionamento 4Matic viene utilizzato il sistema 4ETS, ESP (per quale tipo di impianto, leggi qui) così come ASR.
V generazione
La particolarità della quinta generazione 4Matic è che la trazione integrale viene attivata se necessario. Il resto dell'auto rimane a trazione anteriore (collegato PP). Grazie a ciò, la modalità di guida su strada urbana o normale sarà più economica rispetto alla trazione integrale permanente. L'asse posteriore si attiva automaticamente quando l'elettronica rileva lo slittamento delle ruote sull'asse principale.
La disconnessione del PP avviene anche in modalità automatica. La particolarità di questa modifica è che in una certa misura è in grado di correggere la posizione della vettura aumentando l'area di aderenza delle ruote motrici in curva fino all'attivazione dei meccanismi del sistema di stabilità del cambio.
Il design del sistema include un'altra unità di controllo, che è installata in una preselettiva robotica (doppia frizione a bagno d'olio, il cui principio di funzionamento è descritto separatamente) riduttore. In condizioni normali, il sistema attiva una distribuzione della coppia del 50%, ma in caso di emergenza l'elettronica regola l'erogazione di potenza in modo diverso:
- L'auto accelera - il rapporto è da 60 a 40;
- L'auto attraversa una serie di curve: il rapporto è 50 a 50;
- Le ruote anteriori hanno perso aderenza - un rapporto da 10 a 90;
- Freno di emergenza: le ruote anteriori ricevono il massimo Nm.
conclusione
Oggi molti automobilisti hanno almeno sentito parlare del sistema 4Matic. Alcuni hanno potuto testare sulla propria esperienza le prestazioni di diverse generazioni di trazione integrale di un marchio automobilistico di fama mondiale. Il sistema non ha ancora una seria concorrenza tra tali sviluppi, sebbene non si possa negare che ci siano modifiche degne che vengono utilizzate in modelli di altre case automobilistiche, ad esempio Quattro di Audi o xdrive di BMW.
I primi sviluppi di 4Matic erano destinati solo a un numero limitato di modelli, quindi come optional. Ma grazie alla sua affidabilità ed efficienza, il sistema ha ottenuto il riconoscimento ed è diventato popolare. Ciò ha spinto la casa automobilistica a ripensare il proprio approccio alla produzione di veicoli a quattro ruote motrici con distribuzione automatica della potenza.
Oltre al fatto che la trazione integrale 4Matic facilita il superamento di tratti di strada con fondi difficili e instabili, offre ulteriore sicurezza in condizioni estreme. Con un sistema attivo e funzionale, il conducente può controllare completamente il veicolo. Ma non dovresti affidarti completamente a questo meccanismo, poiché non è in grado di superare le leggi fisiche. Pertanto, in nessun caso si devono trascurare i requisiti elementari di una guida sicura: mantenere una distanza e un limite di velocità, soprattutto su strade tortuose.
In conclusione: un piccolo test drive Mercedes w212 e350 con sistema 4Matic:
Domande e risposte:
Come funziona 4matic? In una tale trasmissione, la coppia viene distribuita su ciascun asse del veicolo, rendendolo quello principale. A seconda della generazione (ce ne sono 5), la connessione del secondo asse avviene automaticamente o in modalità manuale.
Cosa significa AMG? L'abbreviazione AMG sta per Aufrecht (il nome del fondatore dell'azienda), Melchner (il nome del suo partner) e Grossashpach (il luogo di nascita di Aufrecht).
