מערכת הנעה לכל הגלגלים 4Matic

טיפול ברכב הוא אחד הגורמים החשובים ביותר שתליית הבטיחות בהם תלויה. רוב הרכבים המודרניים מצוידים בתיבת הילוכים המעבירה מומנט לצמד גלגלים אחד (הנעה קדמית או אחורית). אך העוצמה הגבוהה של כמה מנועי חשמל מכריחה את יצרני הרכב לייצר שינויים בהנעה לכל הגלגלים. אם תעביר מומנט ממנוע בעל ביצועים גבוהים לציר אחד, החלקה של גלגלי הנהיגה תתרחש בהכרח.

כדי לייצב את הרכב על הדרך ולהפוך אותו לאמין יותר ובטוח יותר בסגנון נהיגה ספורטיבי, יש צורך לחלק מומנט לכל הגלגלים. זה מגביר את היציבות והשליטה בהובלה על משטחי דרך לא יציבים, כמו קרח, בוץ או חול.

אם אתה מפיץ כראוי את המאמצים על כל גלגל, המכונה לא חוששת אפילו מתנאי הדרך הקשים ביותר עם משטחים לא יציבים. כדי להגשים חזון זה, יצרניות הרכב כבר מזמן מפתחות כל מיני מערכות שנועדו לשפר את השליטה במכונית בתנאים כאלה. דוגמה לכך היא ההפרש (בפירוט רב יותר על מה מדובר, הוא מתואר במאמר אחר). זה יכול להיות בין-ציר או בין-ציר.

בין פיתוחים כאלה ניתן למנות את מערכת 4Matic, אשר נוצרה על ידי מומחי מותג הרכב הגרמני המפורסם מרצדס בנץ. הבה נבחן מה הייחודיות של התפתחות זו, כיצד היא הופיעה ואיזה מכשיר יש לה.

מהי מערכת הנעה לכל הגלגלים 4Matic

כפי שכבר ברור מההקדמה, 4Matic היא מערכת הנעה לכל הגלגלים, כלומר, המומנט מיחידת הכוח מחולק לכל הגלגלים כך שלפי תנאי הדרך, כל אחד מהם הופך להיות המוביל. לא רק רכבי שטח מן המניין מצוידים במערכת כזו (למידע נוסף על איזה סוג מכונית מדובר וכיצד היא נבדלת מהצלבות קרוס, קרא כאן), אלא גם מכוניות שמתחת למכסה המנוע מותקן מנוע בעירה פנימית חזק.

מקור השם של המערכת 4WD (כלומר הנעה 4 גלגלים) ואוטומטיתמטיקה (הפעלה אוטומטית של מנגנונים). חלוקת המומנט נשלטת אלקטרונית, אך העברת הכוח עצמה היא מסוג מכני, ולא סימולציה אלקטרונית. כיום, מכל הפיתוחים הללו, מערכת זו נחשבת לאחת ההיי-טק המצוידות במגוון רחב של הגדרות.

שקול כיצד מערכת זו הופיעה והתפתחה, ואז מה נכלל במבנה שלה.

ההיסטוריה של יצירת הנעה לכל הגלגלים

עצם הרעיון להכניס הנעה לכל הגלגלים לרכבי גלגלים אינו חדש. מכונית ההנעה המלאה הראשונה היא מכונית הספורט ההולנדית Spyker 60 / 80HP 1903. באותה תקופה זו הייתה מכונית כבדה שקיבלה ציוד הגון. בנוסף להעברת מומנט לכל הגלגלים, מתחת למכסה המנוע שלה הייתה יחידת כוח בנזין בת 6 צילינדרים, דבר שהיה נדיר מאוד. מערכת הבלימה האטה את סיבוב כל הגלגלים, והיו בתיבת ההילוכים עד שלוש דיפרנציאלים, אחד מהם היה מרכזי.

לאחר שנה אחת בלבד נוצר שורה שלמה של משאיות עם הנעה לכל הגלגלים לצרכי הצבא האוסטרי, שהוצגו על ידי אוסטרו-דיימלר. מאוחר יותר שימשו דגמים אלה כבסיס למכוניות משוריינות. קרוב יותר לתחילת המאה העשרים, הנעה לכל הגלגלים כבר לא יכלה להפתיע אף אחד. וגם מרצדס בנץ הייתה מעורבת באופן פעיל בפיתוח ושיפור מערכת זו.

דור XNUMX

התנאים המוקדמים להופעתם של שינויים מוצלחים במנגנונים היו הצגת חידוש מהמותג, שהתקיים במסגרת תערוכת הרכב המפורסמת בעולם בפרנקפורט. האירוע התקיים בשנת 1985. אך הדור הראשון של הנעה לכל הגלגלים של יצרנית הרכב הגרמנית נכנס לייצור כעבור שנתיים.

התמונה למטה מציגה דיאגרמה שהותקנה בדגם מרצדס בנץ W124 משנת 1984:

הייתה חסימה קשה בחלק ההפרש האחורי והמרכזי (לפרטים מדוע אתה צריך לחסום את הדיפרנציאל, קרא בנפרד). על הציר הקדמי הותקן גם דיפרנציאל בין גלגלים, אך הוא לא נחסם, מכיוון שבמקרה זה התדרדר הטיפול ברכב.

מערכת 4Matic המיוצרת בסדרה הראשונה הייתה מעורבת בהעברת מומנט רק במקרה של סיבוב של הציר הראשי. גם להשבית הנעה לכל הגלגלים היה מצב אוטומטי - ברגע שהופעלה מערכת הבלימה נגד נעילה, הנותק גם כל הגלגלים.

בהתפתחות זו היו שלושה אופני פעולה זמינים:

1. הנעה אחורית של 100%. כל המומנט עובר לציר האחורי, והגלגלים הקדמיים נותרים מסתובבים בלבד;
2. העברת מומנט חלקית. הגלגלים הקדמיים מונעים רק חלקית. חלוקת הכוחות לגלגלים הקדמיים היא 35 אחוזים, ומאחור - 65 אחוזים. במצב זה הגלגלים האחוריים הם עדיין העיקריים, והחזיתיים רק עוזרים לייצב את המכונית או לצאת לקטע טוב יותר בכביש;
3. פיצול מומנט של 50 אחוז. במצב זה, כל הגלגלים מקבלים את אותו אחוז מומנט באותה מידה. כמו כן, אפשרות זו אפשרה להשבית את נעילת ההפרש של הציר האחורי.

שינוי זה של הנעה לכל הגלגלים שימש במכוניות ייצור של מותג הרכב עד 1997.

דור XNUMX

האבולוציה הבאה של תיבת ההילוכים לכל הגלגלים מהיצרן הגרמני החלה להופיע בדגמים של אותה E-class - W210. ניתן היה להתקין אותו רק על אותן מכוניות שהופעלו על כבישים עם תנועה ימנית, ואז רק לפי הזמנה. כפונקציה בסיסית הותקנה 4Matic ברכבי השטח מסוג W163. במקרה זה ההנעה בארבע הגלגלים הייתה קבועה.

מנעולים דיפרנציאליים קיבלו אלגוריתם אחר. זה היה חיקוי של נעילה אלקטרונית, שהופעלה על ידי בקרת המשיכה. מערכת זו האטה את סיבוב גלגל ההחלקה, שבגללה הופץ המומנט מחדש באופן חלקי לגלגלים האחרים.

החל מדור זה של 4Matic, יצרנית הרכב נטשה לחלוטין מנעולי דיפרנציאל נוקשים. הדור הזה היה קיים בשוק עד 2002.

דור III

הדור השלישי 4Matic הופיע בשנת 2002, והיה נוכח במודלים הבאים:

• כיתת C W203;
• S-class W220;
• מחלקה אלקטרונית W211.

מערכת זו קיבלה גם סוג אלקטרוני של בקרת מנעולים דיפרנציאליים. מנגנונים אלה, כמו בדור הקודם, לא נחסמו בצורה נוקשה. השינויים השפיעו על האלגוריתמים המדמים מניעת החלקה של הגלגלים המניעים. תהליך זה נשלט על ידי מערכת בקרת המשיכה ומערכת היציבות הדינמית.

דור IV

הדור השלישי היה קיים בשוק ארבע שנים, אך ייצורו לא הושלם. רק שהקונה יכול היה לבחור באיזו תיבת הילוכים להצטייד במכונית. בשנת 2006, מערכת 4Matic קיבלה שיפורים נוספים. ניתן לראות זאת כבר ברשימת האבזור ל- S550. ההפרש המרכזי הא-סימטרי הוחלף. במקום זאת, נעשה כעת שימוש בתיבת הילוכים פלנטרית. עבודתו סיפקה חלוקה של 45/55 אחוזים בין הצירים הקדמיים / האחוריים.

התצלום מציג תרשים של הדור הרביעי 4Matic עם הנעה לכל הגלגלים, ששימשה את מרצדס בנץ S קלאס:

1) פיר תיבת הילוכים; 2) דיפרנציאל עם ציוד פלנטרי; 3) על הציר האחורי; 4) ציוד יציאה צדדי; 5) יציאת קרדן צדדית; 6) פיר מדחף של הציר הקדמי; 7) מצמד רב-צלחת; 8) תיבת הילוכים אוטומטית.

בשל העובדה שמנגנוני התחבורה המודרנית החלו לקבל יותר ויותר בקרים אלקטרוניים, השליטה בשליטה על הגלגלים המניעים הפכה ליעילה יותר. המערכת עצמה נשלטה הודות לאותות המגיעים מחיישנים של מערכות שונות המבטיחים את בטיחותה הפעילה של המכונה. הכוח מהמנוע סופק ברציפות לכל הגלגלים.

היתרון של דור זה הוא שהוא מספק איזון אופטימלי בין טיפול יעיל ברכב לבין משיכה מצוינת בעת התגברות על שטח סוער. למרות יתרונותיה של המערכת, לאחר שבע שנות ייצור, המשך פיתוחה בעקבותיה.

דור V

הדור החמישי 4Matic הופיע החל משנת 2013, וניתן היה למצוא אותו בדגמים הבאים:

• CLA45 AMG;
• GL500.

המוזרות של הדור הזה היא שהוא מיועד לכלי רכב עם יחידת כוח רוחבית (במקרה זה, התמסורת תהפוך את הגלגלים הקדמיים). המודרניזציה השפיעה על תכנון המפעילים, כמו גם על עקרון חלוקת המומנט.

במקרה זה, המכונית היא הנעה קדמית. כעת ניתן להפעיל חלוקת כוח לכל הגלגלים על ידי הפעלת המצב המתאים בלוח הבקרה.

איך עובדת מערכת 4Matic

מבנה מערכת 4Matic מורכב מ:

• תיבות אוטומטיות;
• מארז העברה, שתכנונו מספק נוכחות של תיבת הילוכים פלנטרית (החל מהדור הרביעי, היא משמשת כחלופה להפרש מרכז אסימטרי);
• שידור קרדן (לפרטים על מה זה, כמו גם היכן משתמשים בו יותר במכוניות, קראו בביקורת אחרת);
• דיפרנציאל ציר צלב קדמי (חופשי, או לא חוסם);
• דיפרנציאל ציר רוחבי אחורי (הוא גם בחינם).

ישנם שני שינויים בהנעה לכל הגלגלים 4Matic. הראשון מיועד למכוניות נוסעים, והשני מותקן על רכבי שטח ומיניבוסים. בשוק כיום יש לעיתים קרובות מכוניות המצוידות בדור השלישי של מערכת 4Matic. הסיבה היא שדור זה זול יותר ובעל איזון טוב של יכולת תחזוקה, אמינות ויעילות.

גורם נוסף שהשפיע על הפופולריות של הדור המסוים הזה הוא עליית הפעילות של יצרנית הרכב הגרמנית מרצדס. מאז שנת 2000 החליטה החברה להוזיל את עלות מוצריה, ולהפך, להעלות את איכות הדגמים. הודות לכך, המותג צבר מעריצים רבים יותר והמונח "איכות גרמנית" השתרש ביתר שאת במוחם של הנהגים.

תכונות מערכת 4Matic

מערכות הנעה לכל גלגלים דומות עובדות עם תיבות הילוכים ידניות, אך 4Matic מותקן אם התיבת הילוכים אוטומטית. הסיבה לחוסר ההתאמה עם מכניקה היא שחלוקת המומנט מתבצעת לא על ידי הנהג, כמו ברוב הדגמים של מכוניות עם הנעה לכל הגלגלים של המאה הקודמת, אלא על ידי אלקטרוניקה. הימצאות תיבת הילוכים אוטומטית בהעברת מכונית היא תנאי מרכזי הקובע אם מערכת כזו תותקן ברכב או לא.

לכל דור יש עקרון הפעלה משלו. מכיוון ששני הדורות הראשונים נדירים ביותר בשוק, אנו נתמקד באופן העבודה בשלושת הדורות האחרונים.

דור III

סוג PP זה מותקן גם על מכוניות שטח וגם על רכבי שטח קלים. ברמות גימור כאלה, חלוקת הכוח בין הצירים מתבצעת ביחס של 40 עד 60 אחוז (פחות - לסרן הקדמי). אם המכונית היא רכב שטח מן המניין, אז המומנט מחולק באופן שווה - 50 אחוז על כל סרן.

כאשר משתמשים בכלי רכב מסחריים או מכוניות סדאן, הגלגלים הקדמיים יפעלו ב 45 אחוז והגלגלים האחוריים ב 55 אחוז. שינוי נפרד שמור לדגמי AMG - יחס הציר שלהם הוא 33/67.

מערכת כזו מורכבת מפיר מדחף, מארז העברה (מעביר מומנט לגלגלים האחוריים), הפרשי צירים צולבים מלפנים ומאחור, וכן משני פירים של הסרן האחורי. המנגנון העיקרי בו הוא תיק ההעברה. מכשיר זה מתקן את פעולת תיבת ההילוכים (מחליף את הדיפרנציאל המרכזי). העברת המומנט מתבצעת באמצעות ציוד שמש (הילוכים בקוטר שונה משמשים לפירים של הסרן הקדמי והאחורי).

דור IV

הדור הרביעי 4Matic משתמש בדיפרנציאל גלילי, הנעול באמצעות מצמד דו-דיסק. הכוח מחולק 45/55 אחוז (יותר מאחור). כשהמכונית מאיצה על קרח, המצמד נועל את הדיפרנציאל כך שכל ארבעת הגלגלים נכנסים לשחק.

כשעוברים סיבוב חד, ניתן לראות החלקה של המצמד. זה קורה כאשר יש הבדל של 45 ננומטר בין הפרשי הגלגלים. זה מבטל שחיקה מואצת של צמיגים עמוסים יותר. לתפעול 4Matic משתמשים במערכת 4ETS, ESP (לאיזה סוג מערכת קרא כאן) וכן ASR.

דור V

המוזרות של הדור החמישי של 4Matic היא שהנעה בארבע גלגלים מופעלת בו במידת הצורך. שאר המכונית נשארת עם הנעה קדמית (PP מחובר). הודות לכך נהיגה בכביש עירוני או רגיל תהיה חסכונית יותר מאשר בהנעה קבועה בכל הגלגלים. הציר האחורי מופעל אוטומטית כאשר האלקטרוניקה מזהה החלקה של הגלגל על ​​הציר הראשי.

ניתוק ה- PP מתרחש גם במצב אוטומטי. המוזרות של שינוי זה היא שבמידה מסוימת היא מסוגלת לתקן את מיקום המכונית על ידי הגדלת שטח האחיזה של הגלגלים המניעים בפינות עד להפעלת מנגנוני מערכת יציבות שער החליפין.

התקן המערכת כולל יחידת בקרה נוספת, המותקנת במבחר רובוטים מראש (מצמד כפול מסוג רטוב שעקרון הפעולה שלו מתואר. בנפרדתיבת הילוכים. בתנאים רגילים המערכת מפעילה חלוקת מומנט של 50%, אך במקרה חירום, האלקטרוניקה מתאימה את אספקת החשמל באופן שונה:

• המכונית מאיצה - היחס הוא 60 עד 40;
• המכונית עוברת סדרת סיבובים - היחס הוא 50 עד 50;
• הגלגלים הקדמיים איבדו משיכה - יחס של 10 ל -90;
• בלם חירום - הגלגלים הקדמיים מקבלים את ה- Nm המרבי.

פלט

כיום, נהגים רבים שמעו לפחות על מערכת 4Matic. חלקם הצליחו לבדוק את הביצועים של כמה דורות של הנעה לכל הגלגלים של מותג רכב מפורסם בעולם מניסיונם האישי. למערכת עדיין אין תחרות רצינית בין פיתוחים כאלה, אם כי אי אפשר להכחיש שיש שינויים ראויים המשמשים בדגמים של יצרניות רכב אחרות, למשל, קוואטרו מאאודי או xdrive מ- BMW.

הפיתוחים הראשונים של 4Matic נועדו רק למספר קטן של דגמים, ואז כאופציה. אך בזכות האמינות והיעילות שלה, המערכת זכתה להכרה והפכה לפופולרית. זה הביא את יצרנית הרכב לשקול מחדש את גישתה לייצור מכוניות עם ארבע גלגלים עם חלוקת כוח אוטומטית.

בנוסף לעובדה שהנעה לכל הגלגלים 4Matic מקלה על ההתגברות על קטעי הדרך עם משטחים קשים ולא יציבים, היא מספקת בטיחות נוספת בתנאים קיצוניים. עם מערכת פעילה ופונקציונלית, הנהג יכול לשלוט ברכב באופן מלא. אבל אתה לא צריך להסתמך לחלוטין על מנגנון זה, מכיוון שהוא אינו מסוגל להתגבר על חוקים פיזיים. לכן, בשום מקרה אסור להזניח את הדרישות היסודיות של נהיגה בטוחה: שמרו על מרחק ומהירות מוגבלת, במיוחד בכבישים מפותלים.

לסיכום - נסיעת מבחן קטנה מרצדס w212 e350 עם מערכת 4Matic:

הנעה לכל הגלגלים המרצדס w212 e350 4 matic

שאלות ותשובות:

איך עובד 4 matic? בתיבת הילוכים כזו, המומנט מחולק לכל ציר של הרכב, מה שהופך אותו למוביל. בהתאם לדור (יש 5 מהם), החיבור של הציר השני מתרחש באופן אוטומטי או במצב ידני.

מה המשמעות של AMG? הקיצור AMG מייצג את Aufrecht (שמו של מייסד החברה), מלכנר (שם שותפו) ו- Grossashpach (מקום הולדתו של אופרכט).