Система полного привода 4Matic является разработкой Mercedes-Benz и устанавливается на некоторые модели легковых автомобилей. Название 4Matic – зарегистрированный товарный знак. Трансмиссия автомобилей с системой 4Matic имеет только автоматическую коробку передач .

История системы полного привода 4Matic включает три поколения:

Поколение, автомобили	Характеристика привода
1 поколение (с 1986 года) Е-класс (тип 124)	полный привод подключаемый автоматически, механические блокировки межосевого и заднего межколесного дифференциалов, управление приводом с помощью двух гидравлических муфт, при срабатывании системы ABS отключение полного привода
2 поколение (с 1997 года) Е-класс (тип 210)	постоянный полный привод, межосевой и межколесные дифференциалы свободного типа, блокировка межколесных дифференциалов симулируется с помощью системы контроля тягового усилия
3 поколение (с 2002 года) С-класс (тип 203) Е-класс (тип 211) S-класс (тип 220)	постоянный полный привод, межосевой и межколесные дифференциалы свободного типа, контроль за движением с помощью системы курсовой устойчивости, включающей систему контроля тягового усилия

Система полного привода 4Matic последнего поколения включает автоматическую коробку передач, раздаточную коробку, карданные передачи привода передней и задней оси, главную передачу и межколесный дифференциал передней и задней оси, приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей, полуоси задних колес.

Центральным конструктивным элементом системы 4Matic является раздаточная коробка , которая осуществляет бесступенчатое распределение крутящего момента по осям автомобиля. Раздаточная коробка объединяет сдвоенный планетарный редуктор, цилиндрические шестерни, а также приводные валы.

Планетарный редуктор выполняет в коробке функцию несимметричного межосевого дифференциала. Передача крутящего момента происходит таким образом, что на переднюю ось приходится 40% его номинальной величины, на заднюю ось – 60% (на некоторых моделях это соотношение 45:55).

Приводной вал соединен с водило планетарного редуктора. Вал привода задней оси вращается от солнечной шестерни большего диаметра. Вал привода передней оси полый, соединен с солнечной шестерней малого диаметра, с другой стороны с помощью цилиндрических шестерен соединен с карданной передачей передней оси.

В системе 4Matic не предусмотрено блокировок межосевого и межколесных дифференциалов. Автоматический контроль устойчивости при движении автомобиля обеспечивает система курсовой устойчивости ESP , которая включает систему контроля тягового усилия ETS, антипробуксовочную систему ASR и антиблокировочную систему тормозов ABS .

Система ETS (Electric Traction System) по конструкции аналогична электронной блокировке дифференциала . При срабатывании система симулирует блокировку межколесных дифференциалов путем подтормаживания буксующих колес. При этом крутящий момент на колесе с лучшим сцеплением увеличивается, чем достигается уверенный разгон с места, ускорение на дорогах с плохим покрытием, т.е., устойчивое управление автомобилем в сложных условиях.

Полный привод 4Matic от Mercedes-Benz устанавливается как на внедорожники, так и на легковые автомобили. Расскажем о истории появления полного привода этой компании, принципе работы и разновидностях.

Содержание статьи:

Зачастую полноприводными считают внедорожники или кроссоверы, но сюда стоит отнести и легковые автомобили. Ранее уже рассказывали о полном приводе . Как настоящий конкурент у Mercedes-Benz так же есть такая система полного привода 4Matic.

История создания полного привода

Ранее мы наводили примеры полного привода, где разнообразие использование систем начинало свою историю с примитивных механических до современных автоматических, управляемых бортовым компьютером.

Но в компании Mercedes-Benz есть один нюанс, полны привод 4Matic устанавливается только с автоматической коробкой передач и никакой механики.

Первое поколение системы 4Matic берет свое начало с 1986 года, впервые было установлено на автомобиль Mercedes-Benz E-Class (W124). Полный привод в автомобиле подключается автоматически.

Привод устроен на основе механической блокировки межосевого и межколесного заднего дифференциалов. Управляется привод с помощью гидравлических двух муфт. Плюсом является то, что при срабатывании системы ABS полный привод отключается автоматически.

Второе поколение берет свое начало с 1997 года, и устанавливается на E-Class W210. Полный привод является постоянным, а межколесный и межосевой дифференциалы свободного типа. Блокировка дифференциалов происходит с помощью системы, которая контролирует тяговые усилия.

Третье поколение стартовало в 2002 году и расширили диапазон автомобилей Mercedes-Benz на которые будут установлена система 4Matic. Привод все так же остался постоянным. Межосевой и межколесные дифференциалы свободные. Благодаря вспомогательным системам курсовой устойчивости осуществляется контроль за движением автомобиля. Как результат ведется контроль за тяговой силой и надобностью включения полного привода или его отключения.

Четвертое поколение было представлено в 2006 году на основе автомобиля S550. Привод был аналогичный предыдущему, но управлялся полностью под системой интеллекта автомобиля.

Пятое поколение 4Matic взяло под свое крыло большой список автомобилей включая разные классы и серии автомобилей. В 2013 году копания Mercedes презентовала CLA 45 AMG и GL550, на которые была установлена роботизированная система полного привода. Водителю не нужно выбирать, когда и как включать полный привод. Система сама решает, как передавать нагрузку и на какую ось. Инженеры решили отдать управление на проходимость интеллектуальной системе.

На этом инженеры компании Mercedes не останавливаются и обещают сделать обновленную систему полного привода 4Matic, где управление коробкой передач и полным приводом осуществляется при нажатии кнопок, а не привычного рычага кпп.

Как устроена система 4Matic

Чаще всего сейчас встречаются автомобили с 4Matic третьего поколения, так как доступны в цене и распространенные. В набор этого поколения полного привода входит автоматическая коробка передач, карданные передачи задней и передней оси, раздаточная коробка, межколесный дифференциал задней и передней оси, главную передачу, полуоси задних колес, приводные валы с шарнирами равных скоростей угловых.

Такой сложный набор говорит о том, что вся система 4Matic эта очень сложный механизм, а управление на основе механической коробки передач никак бы не могло осуществиться. Главным элементом 4Matic является раздаточная коробка, она распределяет крутящий момент бесступенчатым методом на оси автомобиля. Так же она объединяет планетарный сдвоенный редуктор, приводные валы и шестерни цилиндрические.

Так как же устроена система 4Matic, вал привода соединен с водило планетарного редуктора, в свою очередь вращаться вал привода задней оси начинает от шестерни большего диаметра или по-другому её называют солнечной. Вал оси переднего привода полный, соединен с шестерню меньшего диаметра с одной стороны, так же называемую солнечной, с другой стороны с помощью шестеренок с карданной передачей на переднюю ось.

Принцип работы полного привода Mercedes

Распределение нагрузки между осями приходится 40% на переднюю ось и 60% на заднюю. Функцию несимметричного дифференциала межосевого выполняет планетарный редуктор. На некоторых моделях распределение может быть 45% на переднюю и 55% на заднюю ось.

При использовании автоматической коробки передач и системе полного привода 4Matic не предусмотрена блокировка межосевого и межколесного дифференциала. Благодаря системе контроля устойчивости автомобиля во время движения (ESP), и подконтрольной ей системе контроля тягового усиления (ETS), антиблокировку тормозов ABS и антипробуксовочную систему ASR бортовой компьютер сам решает, когда включать и как передавать крутящий момент на определенную ось.

Стоит помнить, что наличие такой системы в одной и той же модели автомобиля приведет к увеличения расхода топлива. Как заявляют инженеры, в автомобилях Mercedes-Benz S-Class расход увеличится как минимум на 0,4 л/100км.

Что касается блокировки дифференциала, то за это отвечает система ETS. Принцип работы аналогичный электронной блокировке. При её срабатывании межколесный блокируется, тем самым притормаживая буксующее колесо. В свою очередь увеличивая крутящий момент на колесо, у которого хорошее сцепление с дорогой. Благодаря такому равномерному и правильному распределения крутящего момента, достигается хороший разгон с места, ускорение при движении на плохой дороге и устойчивое управление.

Видео о принципе работы 4Matic от Mercedes-Benz:

Система полного привода 4Matic используется в конструкции, как автомобилей с повышенной проходимостью, так и легковых автомобилей. В сегодняшней статье мы поговорим об истории появления данной системы и об ее разновидностях.

История

Большинство автолюбителей знают, что полноприводные системы появились сравнительно давно, и поначалу устанавливались вместе с МКПП. Однако система ПП 4Matic, разработчиком которой является компания Мерседес-Бенц, поддерживает сотрудничество только с АКПП.

4Matic 1 впервые была представлена в начале 1986 года. Ее установили на автомобиле Мерседес Е-класса W124, где она срабатывала автоматически.

Принцип действия системы следующий: в основе его конструкции лежит механический блокиратор дифференциалов. Управление совершается с помощью двух гидромуфт. Главным достоинством системы считается то, что при активации системы ABS, 4Matic автоматически отключается.

1997 год ознаменовался тем, что дебютировала полный привод второго поколения, которую впервые применили на Мерседес W210. Теперь полный привод стал постоянным. Этого удалось добить за счет установки дифференциалов свободного типа, которые блокируются посредством активации системы тягового усилия.

Дебют третьей модификации состоялся в 2002 году. Новинка, в отличие от предшественников, стала более востребованной, и ее начали устанавливать и в другие модели компании. Что касается системы привода, то она, как и в предыдущем варианте, постоянная. Что касается дифференциалов, то они также свободные. Регуляции системы проводится за счет системы курсовой устойчивости, контролирующей тяговую силу, и момент включения/отключения.

Система четвертой модификации впервые был продемонстрирован публике в 2006. Его испытали на автомобиле Мерседес S550. Несмотря на то, что система имела максимальную схожесть с предшественником, регулировалась она исключительно бортовым компьютером.

На данный момент, наиболее современной считается система пятой генерации. Новую систему начали задействовать в еще большем количестве моделей. Например, в 2013 году 4Matic 5 установили на CLA 45 AMG и GL550. Стоит отметить, что данная система полностью роботизированная, и в автоматическом режиме распределяет осевую нагрузку.

Стоит отметить, что инженеры компании уже начали работу над следующей версией, и обещают, что теперь контролировать систему ПП можно будет с помощью кнопок.

Особенности системы 4Matic

На данный момент наибольшей популярностью пользуется 3-е поколение. Основная причина этого кроется в сравнительно низкой стоимости и отличном качестве системы.

Набор системы ПП 4Matic включает в себя:

• АКПП;
• передняя и задняя ось с карданными передачами;
• раздаточная коробка;
• передний и задний дифференциал;
• полуоси задних колес;
• разноскоростные угловые шарниры.

Если проанализировать данный комплект, то можно сделать вывод, что 4Matic является действительно сложным механизмом, который, в связи со своими особенностями, не может работать с «механикой». Основным элементом считается раздаточная коробка, за счет которой распределяется крутящийся момент. Плюс ко всему, с ее помощью осуществляется объединение редуктора, приводного вала и цилиндрических шестерней.

Так как же устроена система полного привода 4Matic? Начнем с того, что приводной вал соединяется с редуктором, задняя ось которого получает вращательную силу от большой шестерни, или, как некоторые ее называют, солнечной. Передняя ось с одной стороны соединяется с шестерней меньшего размера, а с другой стороны – с карданной передачей, также за счет шестерней.

Принцип работы

Теперь более подробно говорим о системе ПП Мерседес 4Matic. Сразу стоит отметить, что пропорционально, осевая нагрузка распределяется следующим образом: 40% на 60%, с преимуществом на заднюю. Не нужно забывать, что функцию несимметричного межосевого дифференциала берет на себя планетарный редуктор. На некоторых моделях можно встретить немного другие показатели распределения: 45% на 55%.

Стоит отметить, что в автомобилях, которые оборудованы системой ПП и АКПП, отсутствует блокиратор межосевого и межколесного дифференциалов. За счет системы курсовой устойчивости автомобиля, системе контроля тягового усиления, антиблокировочной системе и антипробуксовочной системе, бортовой компьютер автоматически регулирует распределение крутящего момента.

Однако, разработчики сразу заявили, что автомобили, оборудованные системой полного привода 4Matic, потребляют больше топлива, нежели аналогичные модели с обычным оснащением. Если точнее, то уровень расхода топлива увеличивается на 0,4 литра на каждые 100 километров пути. На первый взгляд не так уж и много, но, если смотреть более масштабно, получается серьезная цифра.

Блокировка дифференциала осуществляется за счет активации системы ETS. Здесь такой же принцип работы, как и в электронном блокираторе. Нужный момент система автоматически срабатывает, и буксующее колесо притормаживается, и вместо него дополнительно нагружается колесо, у которого нормальное сцепление с дорожным покрытием.

За счет этих новшеств, автомобиль с системой ПП может похвастаться хорошей стартовой скоростью, стабильным движением по некачественному дорожному покрытию и отличной управляемостью.

Вывод

Система полного привода 4Matic является одной из наиболее популярных. На данный момент разработчики выпустили уже целых пять версий, которые не чувствуют серьезной конкуренции.

Изначально, система разрабатывалась для ограниченного количества моделей, но, со временем их число выросло.

Наибольшим спросом пользуется система 3-го поколения. Это в первую очередь связано с тем, что именно вначале 2000-ых начался резкий подъем немецкого концерна Мерседес. Для того, чтобы удовлетворить потребности рынка, компания резко повысила продуктивность, и снизила стоимость автомобилей.

По итогу можно сказать, что система не особо сложная, тем не менее очень хорошая и прекрасно себя показывает на внедорожниках, например, таких как или .

Видео

4matic — (производная от 4 WD и automatic ) фирменное название системы полного привода автомобилей Мерседес-Бенц. Является зарегистрированным товарным знаком. Технология разработана инженерами концерна Daimler AG при участии специалистов австрийского сборочного предприятия Steyr-Daimler-Puch, на мощностях которого производилась сборка легендарных автомобилей Mercedes G-класса. Система является передовой в плане технологичности и широты использования возможностей управляющей электроники.

История развития системы

Впервые концепция системы полного привода автомобилей Мерседес была представлена в 1985 году в рамках автосалона во Франкфурте. Однако в серийное производство она поступила лишь два года спустя.

Схема системы 4Matic на базе Mercedes-Benz W124 1984 года выпуска

I поколение

1987 год – система 4matic установлена на модель класса Е Mercedes-Benz W124. Межосевой и задний дифференциалы имели возможность жесткой блокировки. Блокировка переднего дифференциала отсутствовала по причине значительного ухудшения управляемости при ее использовании.

Система полного привода 4matic автоматически включалась при пробуксовке колес. Механические приводы блокировок дифференциалов приводились в действие посредством двух электронно управляемых гидравлических муфт. Отключение системы также происходило в автоматическом режиме, при срабатывании антиблокировочной системы тормозов.

Существовало три режима работы:

• Задний привод – 100%-я передача крутящего момента на заднюю ось, передняя отключена.
• Полный привод с распределением момента 35:65 для передней и задней оси.
• Полный привод с соотношением мощности по осям 50/50 с возможностью отключения блокировки заднего дифференциала.

II поколение

1997 год – применение модернизированной системы полного привода на модели Е-класса W210. Устанавливалась на заказ и исключительно на леворульные версии. В базовой комплектации присутствовала на модели W163 М-класса. Тип полного привода – постоянный. Изменения коснулись алгоритма включения блокировок. Стала применяться электронная имитация блокировки дифференциала под управлением антипробуксовочной системы, которая притормаживала проскальзывающее колесо, перераспределяя весь крутящий момент на противоположное. Отказ от традиционной жесткой блокировки дифференциалов — особенность и всех последующих генераций 4matic.

III поколение

2002 год – были внесены улучшения в алгоритм имитации блокировок свободных дифференциалов. Более эффективный контроль и управление осуществляется системой курсовой устойчивости при участии антипробуксовочной системы. Модели: W203 (С-класс), W211 (Е-класс), W220 (S-класс).

IV поколение

2006 год – очередное развитие система 4matic получила в составе модели S550. В качестве несимметричного центрального дифференциала стал использоваться планетарный редуктор. Распределение мощности по осям – 45:55.

Схема планетарного редуктора Мерседес S-класса

Контроль сцепления колес с дорогой и управление системой осуществляет электроника, задействующая датчики систем активной безопасности. Полный привод — постоянный. Механизм взаимодействия элементов настроен оптимальным образом с целью сохранять максимум тяги и управляемости при сложных дорожных условиях.

V поколение

2013 год – эволюция коснулась конструкции и механизма распределения мощности. Последнее поколение 4matic устанавливается на переднеприводные автомобили с поперечной схемой расположения двигателя. Полный привод из постоянного стал подключаемым. При необходимости часть мощности перераспределяется на заднюю ось. Модели: CLA45 AMG, Mercedes-Benz GL500.

Основные элементы системы

• Автоматическая коробка передач.
• Раздаточная коробка с планетарным редуктором, выполняющим функцию межосевого дифференциала.
• Карданная передача.
• Передний свободный дифференциал.
• Задний свободный дифференциал.

Элементы системы 4Matic

Система 4matic работает только в паре с автоматической коробкой передач. Подразделяется на два вида:

• для легковых автомобилей;
• для внедорожников и микроавтобусов.

Принцип работы системы

Принцип работы основан на электронном управлении соотношением крутящего момента по осям и колесам автомобиля. Цель — обеспечить водителю контроль над машиной в сложных дорожных условиях. В современной системе 4matc, в качестве основного, используется привод на переднюю ось (до тех пор пока электроника считает это возможным без ухудшения показателей устойчивости и управляемости). Полный привод (подключение задней оси) задействуется при необходимости, например для стабилизации автомобиля в начале движения и резком торможении, для компенсации недостаточной поворачиваемости и т.д. Своевременное перераспределение крутящего момента помогает эффективнее управлять курсовой устойчивостью автомобиля.

В работе 4matic принимают участие следующие системы:

• система курсовой устойчивости;
• антиблокировочная система тормозов;
• антипробуксовочная система;
• система помощи при спуске.

Благодаря выверенному алгоритму взаимодействия электронных и механических составляющих, полный привод мгновенно приводится в действие при необходимости и так же быстро отключается. Решение принимает электроника на основании сигналов, считываемых многочисленными датчиками. В остальное время при нормальных дорожных условиях автомобиль передвигается в переднеприводном режиме. Этим достигается экономия топлива, снижение нагрузки на элементы трансмиссии и ее долговечность. На сегодняшний день 4matic – одна из самых передовых систем полного привода по показателям комфорта управления и активной безопасности автомобиля.

Система полного привода 4Matic, являющаяся официально зарегистрированным товарным знаком, была разработана несколько лет назад в компании Mercedes-Benz, и в наши дни устанавливается на несколько моделей легковых автомобилей. Автомобили, имеющие полный привод 4Matic комплектуются исключительно переключения передач.

Система полного привода 4Matic предназначена для придания автомобилю устойчивости на дороге и управляемости в любых ситуациях: во время начала движения, при прохождении поворотов, по заснеженному, обледеневшему или мокрому покрытию дороги, а также во время выполнения .

Система 4Matic передает от двигателя автомобиля крутящий момент на все колеса одновременно, но распределяет их в разной пропорции. Например:

• для всех легковых автомобилей за исключением S-class – 40% на передние и 60% на задние колеса;
• GL, R и ML-класс – 50/50;
• S-класс – 45/55.

Полный привод 4Matic обладает одной весьма интересной особенностью: теперь у автомобиля нет систем межколесных дифференциалов и межосевого дифференциала. Вместо этих систем установлена принципиально новая система Electronic Traction System (4ETS), которая управляет тяговым усилием. Именно эта система не дает на скользком дорожном покрытии проскальзывать колесам автомобиля.

Как только колесо начинает пытаться проскользнуть, система 4ETS автоматически увеличивает крутящий момент одновременно на остальных колесах, которые с дорогой имеют хорошее сцепление. Поэтому автомобиль, оборудованный системой 4Matic, всегда с дорогой имеет хорошее сцепление и большой запас силы тяги.

Устройство 4Matic

В систему 4Matic входят следующие устройства:

1. автоматическая коробка переключения передач;
2. раздаточная коробка;
3. карданная передача на переднюю ось;
4. на заднюю ось;
5. и задний межколесный дифференциал;
6. главная передача и передний межколесный дифференциал;
7. полуоси задних колес.

Схема системы полного привода 4Matic:
1 — автоматическая коробка передач; 2 — раздаточная коробка; 3 — карданная передача привода передней оси; 4 — главная передача и передний межколесный дифференциал; 5 — приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей; 6 — карданная передача привода задней оси.

Центральный конструктивный элемент системы 4Matic – это раздаточная коробка, при помощи которой бесступенчато распределяется по осям автомобиля крутящий момент. Состоит раздаточная коробка из:

• приводного вала;
• вала привода задней оси;
• планетарного редуктора;
• цилиндрических шестерен;
• вала привода передней оси. Роль несимметричного межосевого дифференциала в раздаточной коробке выполняет планетарный редуктор.

Схема раздаточной коробки системы 4Matic:
1 — приводной вал; 2 — вал привода задней оси; 3 — планетарный редуктор; 4 — цилиндрические шестерни; 5 — вал привода передней оси.

Инновационная система ESP, которая полностью интегрирована в 4Matic, делает работу системы еще более эффективной. Так как система получает от множества датчиков полную информацию о том, с какой скоростью вращаются колеса, каков угол поворота управляемых колес, какова угловая скорость рыскания и поперечное ускорение. Эти данные обсчитывает встроенный микропроцессор системы, и делает траекторию движения автомобиля оптимальной.

Если курс был задан водителем, а автомобиль от него отклонился, то система 4Matic вмешивается в управление и корректирует величину крутящего момента или тормозной момент. Взаимодействие систем 4Matic и ESP является на сегодняшний день уникальным. Автомобиль всегда стабилен и движется по оптимальной траектории движения.

Видео:

Всё. Всем удачи на дорогах!