4Matic vierwielaandrijving
Inhoud
Het rijgedrag van voertuigen is een van de belangrijkste factoren waarvan de verkeersveiligheid afhangt. De meeste moderne voertuigen zijn uitgerust met een transmissie die het koppel overbrengt op één paar wielen (voor- of achterwielaandrijving). Maar het hoge vermogen van sommige aandrijflijnen dwingt autofabrikanten om modificaties voor vierwielaandrijving te produceren. Als u koppel van een krachtige motor op één as overbrengt, zal onvermijdelijk slippen van de aangedreven wielen optreden.
Om het voertuig op de weg te stabiliseren en het veiliger en betrouwbaarder te maken bij een sportieve rijstijl, is het noodzakelijk om het koppel over alle wielen te verdelen. Dit verhoogt de stabiliteit en controle van transport op instabiele wegdekken, zoals ijs, modder of zand.
Als u de inspanningen op elk wiel goed verdeelt, is de machine zelfs niet bang voor de zwaarste wegomstandigheden met onstabiele oppervlakken. Om aan deze visie te voldoen, hebben autofabrikanten lange tijd allerlei systemen ontwikkeld die zijn ontworpen om de controle over de auto in dergelijke omstandigheden te verbeteren. Een voorbeeld hiervan is het differentieel (in meer detail over wat het is, wordt het beschreven) in een ander artikel). Het kan tussen de assen of tussen de assen zijn.
Een van dergelijke ontwikkelingen is het 4Matic-systeem, dat is gemaakt door de specialisten van het beroemde Duitse automerk Mercedes-Benz. Laten we eens kijken wat de eigenaardigheid is van deze ontwikkeling, hoe deze eruitzag en wat voor soort apparaat het heeft.
Wat is 4Matic vierwielaandrijving?
Zoals al uit de introductie bleek, is 4Matic een vierwielaandrijvingssysteem, dat wil zeggen dat het koppel van de aandrijfeenheid naar alle wielen wordt verdeeld, zodat, afhankelijk van de wegomstandigheden, elk van hen de leidende wordt. Niet alleen volwaardige SUV's zijn uitgerust met een dergelijk systeem (voor meer informatie over welk type auto het is en hoe het verschilt van crossovers, lees hier), maar ook auto's, onder de motorkap waarvan een krachtige verbrandingsmotor is geïnstalleerd.
De naam van het systeem komt van: 4WD (d.w.z. vierwielaandrijving) en autoMATIC (automatische werking van mechanismen). De koppelverdeling wordt elektronisch geregeld, maar de krachtoverbrenging zelf is van een mechanisch type, geen elektronische simulatie. Tegenwoordig wordt dit systeem van al deze ontwikkelingen beschouwd als een van de meest hightech en uitgerust met een breed scala aan instellingen.
Overweeg hoe dit systeem is ontstaan en ontwikkeld en wat er in de structuur is opgenomen.
De geschiedenis van het ontstaan van vierwielaandrijving
Het idee alleen al om vierwielaandrijving in wielvoertuigen te introduceren is niet nieuw. De eerste full-wheel drive auto is de 60 Nederlandse Spyker 80/1903HP sportwagen. In die tijd was het een zware auto die behoorlijke uitrusting kreeg. Naast het overbrengen van het koppel op alle wielen, bevond zich onder de motorkap een in-line 6-cilinder benzinemotor, wat een grote zeldzaamheid was. Het remsysteem vertraagde de rotatie van alle wielen en er waren maar liefst drie differentiëlen in de transmissie, waarvan er één in het midden was.
Al na een jaar werd een hele lijn van vierwielaangedreven vrachtwagens gecreëerd voor de behoeften van het Oostenrijkse leger, die door Austro-Daimler werden gepresenteerd. Deze modellen werden later gebruikt als basis voor pantserwagens. Dichter bij het begin van de twintigste eeuw kon vierwielaandrijving niemand meer verrassen. En Mercedes-Benz was ook actief betrokken bij de ontwikkeling en verbetering van dit systeem.
XNUMXe generatie
De voorwaarde voor de opkomst van succesvolle aanpassingen van de mechanismen was de presentatie van een nieuwigheid van het merk, die plaatsvond in het kader van de wereldberoemde autoshow in Frankfurt. Het evenement vond plaats in 1985. Maar twee jaar later ging de eerste generatie vierwielaandrijving van de Duitse autofabrikant in productie.
De onderstaande foto toont een diagram dat is geïnstalleerd op een Mercedes-Benz W124-model uit 1984:
Er was een harde blokkering in de achterste en middelste differentiëlen (voor details over waarom u het differentieel moet blokkeren, lees afzonderlijk). Er werd ook een differentieel tussen de wielen op de vooras geïnstalleerd, maar dit werd niet geblokkeerd, omdat in dit geval het rijgedrag van het voertuig verslechterde.
Het eerste in serie geproduceerde 4Matic-systeem was alleen betrokken bij de overdracht van koppel in het geval van een spin van de hoofdas. Het uitschakelen van de vierwielaandrijving had ook een automatische modus - zodra het antiblokkeersysteem werd geactiveerd, werd ook de vierwielaandrijving uitgeschakeld.
In die ontwikkeling waren drie werkingsmodi beschikbaar:
- 100% achterwielaandrijving. Alle koppel gaat naar de achteras en de voorwielen blijven alleen zwenken;
- Gedeeltelijke koppeloverdracht. De voorwielen worden slechts gedeeltelijk aangedreven. De verdeling van de krachten naar de voorwielen is 35 procent en naar de achterkant - 65 procent. In deze modus zijn de achterwielen nog steeds de belangrijkste, en de voorwielen helpen alleen om de auto te stabiliseren of om op een beter deel van de weg te komen;
- 50 procent koppelverdeling. In deze modus krijgen alle wielen in dezelfde mate hetzelfde koppelpercentage. Deze optie maakte het ook mogelijk om de differentieelvergrendeling van de achteras uit te schakelen.
Deze aanpassing van de vierwielaandrijving werd tot 1997 gebruikt in productieauto's van het automerk.
XNUMXe generatie
De volgende evolutie van de transmissie met vierwielaandrijving van de Duitse fabrikant begon te verschijnen in de modellen van dezelfde E-klasse - W210. Het kon alleen worden geïnstalleerd op die auto's die werden gebruikt op wegen met rechtsrijdend verkeer, en dan alleen op bestelling. Als basisfunctie werd 4Matic geïnstalleerd in de W163 M-klasse SUV's. In dit geval was de vierwielaandrijving permanent.
Differentieelsloten kregen een ander algoritme. Het was een imitatie van een elektronisch slot, dat werd geactiveerd door de tractiecontrole. Dit systeem vertraagde de rotatie van het slipwiel, waardoor het koppel gedeeltelijk werd herverdeeld naar de andere wielen.
Vanaf deze generatie 4Matic heeft de autofabrikant de starre differentieelsloten volledig opgegeven. Deze generatie was tot 2002 op de markt.
III generatie
De derde generatie 4Matic verscheen in 2002 en was aanwezig in de volgende modellen:
- C-klasse W203;
- S-klasse W220;
- E-Klasse W211.
Dit systeem kreeg ook een elektronisch type sperdifferentieel. Deze mechanismen werden, net als bij de vorige generatie, niet star geblokkeerd. De veranderingen hadden invloed op de algoritmen voor het simuleren van het voorkomen van slippen van de aangedreven wielen. Dit proces wordt gecontroleerd door het tractiecontrolesysteem en het dynamische stabiliteitssysteem.
IV generatie
De derde generatie was vier jaar op de markt, maar de productie werd niet voltooid. Alleen kon de koper nu kiezen met welke transmissie hij de auto uitrust. In 2006 werd het 4Matic-systeem verder verbeterd. Het is al te zien in de lijst met apparatuur voor de S550. Het asymmetrische middendifferentieel is vervangen. In plaats daarvan werd nu een planetaire versnellingsbak gebruikt. Zijn werk zorgde voor een verdeling van 45/55 procent tussen de voor-/achterassen.
De foto toont een diagram van de 4Matic vierwielaandrijving van de vierde generatie, die werd gebruikt in de Mercedes-Benz S-Klasse:
Vanwege het feit dat de mechanismen van modern transport steeds meer elektronische controllers begonnen te ontvangen, werd de besturing van de stuurbediening effectiever. Het systeem zelf werd aangestuurd dankzij signalen afkomstig van sensoren van verschillende systemen die zorgen voor de actieve veiligheid van de machine. De kracht van de motor werd continu aan alle wielen geleverd.
Het voordeel van deze generatie is dat deze een optimale balans biedt tussen efficiënt rijgedrag en uitstekende tractie bij het overwinnen van ruw terrein. Ondanks de voordelen van het systeem volgde na zeven jaar productie de verdere ontwikkeling.
V-generatie
De vijfde generatie 4Matic verscheen vanaf 2013 en was te vinden in de volgende modellen:
- CLA45AMG;
- GL500.
De bijzonderheid van deze generatie is dat deze bedoeld is voor voertuigen met een dwarse aandrijfeenheid (in dit geval zal de transmissie de voorwielen draaien). De modernisering had gevolgen voor het ontwerp van de aandrijvingen en voor het principe van koppelverdeling.
In dit geval is de auto voorwielaangedreven. De krachtverdeling naar alle wielen kan nu worden geactiveerd door de bijbehorende modus op het bedieningspaneel te activeren.
Hoe het 4Matic-systeem werkt
De opbouw van het 4Matic systeem bestaat uit:
- Automatische dozen;
- Tussenbak, waarvan het ontwerp voorziet in de aanwezigheid van een planetaire versnellingsbak (vanaf de vierde generatie wordt deze gebruikt als alternatief voor een asymmetrisch middendifferentieel);
- Cardan-transmissie (voor details over wat het is en waar het nog meer in auto's wordt gebruikt, lees:) in een andere recensie);
- Voorasdifferentieel (vrij of niet-blokkerend);
- Differentieel op de achteras (is ook gratis).
Er zijn twee modificaties van de 4Matic vierwielaandrijving. De eerste is bedoeld voor personenauto's en de tweede is geïnstalleerd op SUV's en minibussen. Op de markt van vandaag zijn er vaak auto's die zijn uitgerust met de derde generatie van het 4Matic-systeem. De reden is dat deze generatie betaalbaarder is en een goede balans heeft tussen onderhoudbaarheid, betrouwbaarheid en efficiëntie.
Een andere factor die de populariteit van deze specifieke generatie beïnvloedde, is de toename van de activiteit van de Duitse autofabrikant Mercedes. Sinds 2000 heeft het bedrijf besloten de kosten van zijn producten te verlagen en integendeel de kwaliteit van de modellen te verhogen. Hierdoor kreeg het merk meer bewonderaars en raakte de term "Duitse kwaliteit" steviger in de hoofden van automobilisten.
Kenmerken van het 4Matic-systeem
Vergelijkbare vierwielaandrijvingssystemen werken met handgeschakelde transmissies, maar 4Matic wordt geïnstalleerd als de transmissie automatisch is. De reden voor de onverenigbaarheid met mechanica is dat de verdeling van het koppel niet door de bestuurder wordt uitgevoerd, zoals in de meeste modellen van auto's met vierwielaandrijving van de vorige eeuw, maar door elektronica. De aanwezigheid van een automatische transmissie in de transmissie van een auto is een belangrijke voorwaarde die bepaalt of een dergelijk systeem al dan niet in de auto wordt geïnstalleerd.
Elke generatie heeft zijn eigen werkingsprincipe. Aangezien de eerste twee generaties uiterst zeldzaam op de markt zijn, zullen we ons concentreren op hoe de laatste drie generaties werken.
III generatie
Dit type PP is geïnstalleerd op zowel sedans als lichte SUV's. In dergelijke uitrustingsniveaus wordt de vermogensverdeling tussen de assen uitgevoerd in een verhouding van 40 tot 60 procent (minder - tot de vooras). Als de auto een volwaardige SUV is, wordt het koppel gelijkmatig verdeeld - 50 procent over elke as.
Bij gebruik in commerciële voertuigen of zakelijke sedans werken de voorwielen op 45 procent en de achterwielen op 55 procent. Een afzonderlijke wijziging is gereserveerd voor AMG-modellen - hun asverhouding is 33/67.
Een dergelijk systeem bestaat uit een cardanas, een tussenbak (stuurt het koppel over op de achterwielen), differentiëlen op de voor- en achteras en twee achterassen. Het belangrijkste mechanisme daarin is de tussenbak. Dit apparaat corrigeert de werking van de versnellingsbak (vervangt het middendifferentieel). De overdracht van het koppel wordt uitgevoerd via een zonnewiel (tandwielen met verschillende diameters worden gebruikt voor de voor- en achteras).
IV generatie
De 4Matic van de vierde generatie maakt gebruik van een cilindrisch differentieel, dat wordt vergrendeld via een koppeling met twee schijven. Het vermogen wordt voor 45/55 procent verdeeld (meer achterin). Wanneer de auto accelereert op ijs, vergrendelt de koppeling het differentieel zodat alle vier de wielen in het spel komen.
Bij het passeren van een scherpe bocht kan slip van de koppeling worden waargenomen. Dit gebeurt wanneer er een verschil van 45 Nm is tussen de wieldifferentiëlen. Dit elimineert versnelde slijtage van zwaarder beladen banden. Voor 4Matic-bediening wordt het 4ETS, ESP-systeem gebruikt (voor welk soort systeem, lees hier) evenals ASR.
V generatie
Het bijzondere van de 4e generatie XNUMXMatic is dat er indien nodig vierwielaandrijving in wordt geactiveerd. De rest van de auto blijft voorwielaandrijving (aangesloten PP). Hierdoor zal rijden in de stad of op de normale weg zuiniger zijn dan met permanente vierwielaandrijving. De achteras wordt automatisch geactiveerd wanneer de elektronica wielslip op de hoofdas detecteert.
Het loskoppelen van de PP gebeurt ook in de automatische modus. De eigenaardigheid van deze wijziging is dat het tot op zekere hoogte in staat is om de positie van de auto te corrigeren door het gripgebied van de aandrijfwielen in hoeken te vergroten totdat de mechanismen van het wisselkoersstabiliteitssysteem worden geactiveerd.
Het systeemapparaat bevat een andere besturingseenheid, die is geïnstalleerd in een robot preselectieve (natte dubbele koppeling, waarvan het werkingsprincipe wordt beschreven afzonderlijk) versnellingsbak. Onder normale omstandigheden activeert het systeem 50% koppelverdeling, maar in een noodgeval past de elektronica de vermogensafgifte anders aan:
- De auto accelereert - de verhouding is 60 tot 40;
- De auto maakt een reeks bochten - de verhouding is 50 tot 50;
- De voorwielen verloren grip - een verhouding van 10 op 90;
- Noodrem - de voorwielen krijgen de maximale Nm.
Uitgang
Tegenwoordig hebben veel automobilisten in ieder geval gehoord van het 4Matic-systeem. Sommigen konden op eigen ervaring de prestaties testen van verschillende generaties vierwielaandrijving van een wereldberoemd automerk. Het systeem heeft nog geen serieuze concurrentie onder dergelijke ontwikkelingen, hoewel het niet kan worden ontkend dat er waardige aanpassingen zijn die worden gebruikt in modellen van andere autofabrikanten, bijvoorbeeld Quattro van Audi of xdrive van BMW.
De eerste ontwikkelingen van 4Matic waren alleen bedoeld voor een klein aantal modellen, en daarna als optie. Maar dankzij zijn betrouwbaarheid en efficiëntie kreeg het systeem erkenning en werd het populair. Dit bracht de autofabrikant ertoe zijn benadering van de productie van vierwielaangedreven auto's met automatische stroomverdeling te heroverwegen.
Naast het feit dat 4Matic-vierwielaandrijving het gemakkelijker maakt om delen van de weg met moeilijke en onstabiele oppervlakken te overwinnen, biedt het extra veiligheid in extreme omstandigheden. Met een actief en functioneel systeem kan de bestuurder het voertuig volledig onder controle houden. Maar je moet niet volledig op dit mechanisme vertrouwen, omdat het niet in staat is om fysieke wetten te overwinnen. Daarom mag u in geen geval de elementaire vereisten voor veilig rijden verwaarlozen: houd afstand en snelheidslimiet, vooral op bochtige wegen.
Tot slot - een kleine testrit Mercedes w212 e350 met 4Matic-systeem:
Vragen en antwoorden:
Hoe werkt 4 matic? Bij een dergelijke transmissie wordt het koppel verdeeld over elke as van het voertuig, waardoor deze de leidende is. Afhankelijk van de generatie (er zijn er 5) gebeurt de aansluiting van de tweede as automatisch of in handmatige modus.
Wat betekent AMG? De afkorting AMG staat voor Aufrecht (de naam van de oprichter van het bedrijf), Melchner (de naam van zijn partner) en Grossashpach (de geboorteplaats van Aufrecht).
