4Matic система полного привода – Ищем разницу в работе полноприводных трансмиссий Mercedes-Benz 4Matic — Тест-драйв — Motor

Система полного привода 4matic — Автомобильный портал AutoMotoGid

4MATIC (от англ. 4-wheel drive и automatic) — маркетинговое наименование системы постоянного полного привода немецкого концерна Daimler AG [1] , распределяющего крутящий момент на все колёса автомобиля. Технология разработана инженерами Mercedes-Benz совместно с компанией Steyr-Daimler-Puch (ныне Magna Steyr), которая занималась сборкой G-класса в Австрии [2] [3] .

Почти все автомобили с системой полного привода 4MATIC оснащаются автоматической коробкой переключения передач. В настоящее время система 4MATIC подразделяется на два вида (для легковых автомобилей и внедорожников) и доступна на моделях A-, B-, C-, Е-, G-, S- (и бывшего CL), GLA-, GLK- (ныне GLC), M- (ныне GLE), GL- (ныне GLS), CLA-, CLS-классов, а также Vito (и Viano) [4] .

В 2016 году компания Mercedes-Benz представила новую модификацию полного привода под названием 4MATIC+ с возможностью отключения полного привода (в этом случае автомобиль становится заднеприводным) [5] .

Содержание

История [ править | править код ]

История системы 4MATIC насчитывает 5 поколений. По сведениям компании-производителя, задолго до её появления (в 1903 году) немецкий инженер Пауль Даймлер составил первоначальные проекты для автомобилей с полным приводом. Уже в 1907 году компания DMG представила грузовик Dernburg-Wagen, который рассматривается как первый в мире грузовой автомобиль с полным приводом [6] [7] . В 1951 году начался выпуск четырёхколёсного грузовика Unimog, изначально предназначенного для сельскохозяйственного использования и оснащавшегося приводом на все колёса.

Первое поколение системы 4MATIC было представлено на Франкфуртском автосалоне 1985 года [4] , а серийно появилось на Mercedes-Benz W124 в модификации 300E. Система включала в себя блокируемый межосевой дифференциал типа Ferguson с распределением крутящего момента 35/65 перед/зад и блокируемый задний межколёсный дифференциал 50/50. Из соображений безопасности и стабильности управления передний дифференциал оставлен свободным. Блокировка дифференциалов осуществлялась гидроподжимными муфтами; включение муфт — посредством быстродействующей электрогидравлической системы, а управление всей системой — собственным компьютером по данным от датчиков скоростей 3-х канальной АБС и датчика поворота руля. Предполагались три последовательных режима работы: 1) оба дифференциала свободны; 2) межосевой дифференциал заблокирован; 3) заблокированы и межосевой и задний межколёсный дифференциалы (информация о наличии переходных режимов отсутствует). При торможении оба дифференциала разблокировались. Соотношение крутящих моментов 35/65 перед/зад делало машину практически заднеприводной для водителя, а срабатывание системы в режимах 2 и 3 в первую очередь было направлено на уверенный разгон, а не на активную езду с боковыми скольжениями [8] . Система

4MATIC была доступна как опция весь период выпуска серии W124, и не только на модели 300E, но и вообще на всех её модификациях с 2,6 и 3,0-литровыми шестицилиндровыми бензиновыми и дизельными двигателями. На модификациях с четырёх и восьмицилиндровыми бензиновыми силовыми агрегатами и пятицилиндровым дизельным мотором полный привод 4MATIC не применялся [9] .

Второе поколение нашло своё применение на автомобиле Mercedes-Benz W210 с 1997 года. Модель по заказу оснащалась постоянным полным приводом с дифференциалами свободного типа и симуляцией блокировки межосевых дифферециалов при помощи системы контроля тяги. Противопробуксовочный контроль достигался при помощи технологии

ETS. Система устанавливалась только на автомобили с левосторонним расположением рулевого колеса. В качестве стандартного оснащения технология присутствовала на моделях M-класса (W163), запущенных в продажу с 1997 года [2] .

Третье поколение появилось в 2002 году на автомобилях С- (W203), Е- (W211) и S-классов (W220). На них устанавливался постоянный полный привод и дифференциалы свободного типа. Движение автомобиля контролируется системой курсовой устойчивости. Дополнительно может включать систему контроля тягового усилия.

4MATIC в четвёртом поколении был представлен на автомобиле S550 4MATIC 2006 года [10] [11] [12] .

В 2013 году было представлено 5-е поколение системы 4MATIC [13] [14] [15] . Если раньше передняя ось отбирала мощность у задней, то в новой версии всё наоборот: привод является не постоянным, а подключаемым. Первыми автомобилями, на которые установили новое поколение

4MATIC, стали CLA 45 AMG и Mercedes-Benz GL 500.

В 2016 году концерн Daimler AG анонсировал высокопроизводительную модель E63 AMG S 4MATIC+ (W213) с новой версией отключаемого полного привода. Многодисковая муфта с электронным управлением данной модификации позволяет полностью отключать передачу усилия на передние колёса автомобиля [5] .

Описание [ править | править код ]

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 буксировки прицепа.

Система постоянного полного привода 4MATIC работает в паре с электронной системой регулирования динамических характеристик автомобиля, состоящей из электронной системы стабилизации ESP и электронной системой управления тяговым усилием 4ETS (англ. 4-wheel Electronic Traction System ). Система 4ETS, взаимодействуя с антиблокировочной системой (ABS), антипробуксовочной системой (ASR) и системой контроля скорости при спуске (DSR), оптимально распределяет крутящий момент между всеми четырьмя колёсами, повышая их сцепление с дорогой, рельеф которой постоянно меняется.

Система 4MATIC третьего поколения позволяет подавать крутящий момент одновременно ко всем колёсам со следующим распределением:

  • для легковых автомобилей (кроме Mercedes-Benz W221) и кроссоверов — 40:60 (40 % — на передние колёса, 60 % — на задние) [16][17][18] ;
  • для GL[19] , ML и R-классов[20] — 50:50;
  • для S- и V-классов — 45:55 [4] ;
  • для продуктов подразделения Mercedes-AMG (система AMG Performance 4MATIC), таких как E63 AMG, CLS63 AMG (Shooting Brake), S63 AMG (Coupé) — 33:67 [4] .

Коэффициент трения μ составляет 0,9 на сухой и 0,3 на заснеженной дорогах [4] .

Полный привод 4MATIC третьего поколения состоит из [21] [22] :

  • автоматической коробки передач;
  • раздаточной коробки;
  • карданной передачи на переднюю ось;
  • карданной передачи на заднюю ось;
  • главной передачи и заднего межколёсного дифференциала;
  • главная передачи и переднего межколёсного дифференциала;
  • полуоси задних колёс.

Центральным конструктивным элементом системы 4MATIC является раздаточная коробка, которая осуществляет бесступенчатое распределение крутящего момента по осям автомобиля. Раздаточная коробка объединяет сдвоенный планетарный редуктор (выполняет в коробке функцию несимметричного межосевого дифференциала), цилиндрические шестерни, а также приводные валы. Приводной вал соединён с валом планетарного редуктора. Вал привода задней оси вращается от солнечной шестерни большего диаметра. Вал привода передней оси полый, соединён с солнечной шестернёй малого диаметра, с другой стороны с помощью цилиндрических шестерён соединён с карданной передачей передней оси.

4-е поколение 4MATIC использует цилиндрический дифференциал, «подблокированный» неуправляемым двухдисковым фрикционом, который распределяет подводимый крутящий момент между осями в пропорции 45:55 в пользу задних колёс [23] . При разгоне на однородном скользком покрытии фрикцион блокирует межосевой дифференциал, добавляя автомобилю стабильности. В том случае, если разница крутящих моментов между передней и задней осями превышает 50 Н·м, фрикцион пробуксовывает — например, в поворотах. Колёса при этом не шлифуют дорогу — работу по управлению тягой дополняет электронная система

4ETS при помощи рабочих тормозов [24] . Системы ESP, ASR и 4ETS в новой системе откалиброваны таким образом, чтобы принять участие в управлении автомобилем в последнюю минуту, что продлевает доступность максимального количества крутящего момента двигателя [25] . Автомобиль Mercedes-Benz W204 стал вторым в линейке продуктов Mercedes-Benz, кого оснастили компактной трансмиссией 4MATIC четвёртого поколения.

5-е поколение системы полного привода 4MATIC является совершенно новой разработкой на переднеприводной архитектуре с поперечно установленным спереди двигателем [13] . Её основной принцип работы заключается в следующем: система активируется так часто, как это необходимо, и при этом как можно реже. Если условия позволяют автомобилю двигаться исключительно на переднем приводе — так оно и происходит. В ином случае крутящий момент мгновенно перебрасывается на заднюю ось. Когда там в нём пропадает необходимость, например в случае резкого торможения с вмешательством

ABS, переброс мощности в обратном направлении происходит так же быстро, за миллисекунды. Система приходит на помощь в случае недостаточной или избыточной поворачиваемости и использует распределение крутящего момента для стабилизации автомобиля — до того как вмешаются ESP и система управления тягой 4ETS.

Отбором мощности на заднюю ось занимается блок PTU (англ. power take-off unit ) [13] , встроенный в роботизированную коробку передач 7G-DCT с двойным сцеплением. PTU получился очень компактным, и он обладает общей с коробкой системой смазки, за счёт чего была достигнута 25-процентная экономия веса [13] .

В нормальных условиях крутящий момент распределяется между передней и задней осями в пропорциях от 100:0 до 50:50 [15] . Так, при ускорении автомобиля с полной нагрузкой на скорости 50 км/ч соотношение изменяется на 60:40, при быстром прохождении поворотов становится 50:50, при потере сцепления с дорогой передних колёс — 10:90, в случае резкого торможения с ABS — 100:0 [15] .

Введение . Данный материал получился не столько из- за типичной неисправности в раздаточной коробке данного автомобиля о которой хотелось бы поговорить(хотя с технической точки зрения она интересна), а сколько из отсутствия понимания четкой классификации полного привода в целом у многих автовладельцев этой марки, и соответственно возникающей путаницы в цепочке «причина –следствие» .Кроме того, отдельно хотелось бы коснуться вопроса безопасности движения, благодаря стоящему на этом автомобиле полному приводу и особенностям его конструкции в частности и донести эту информацию прежде всего до владельцев этих автомобилей . Начнем, как обычно, издалека …

Часть 1 .Полный привод автомобилей Мерседес, в чем отличие и особенности Общие сведения .
Сразу оговорюсь, подробно останавливаться на самой классификации применяющихся систем полного привода я не буду, общую информацию о иерархии поколений полного привода на автомобилях Мерседес с привязкой по годам можно взять, например, из статьи автомобильного журнала Fastmb.ru …Скажу только, всего известно 6 поколений 4-Matic, основные структурные и принципиальные отличия наблюдаются у 2 и 3 го поколения полного привода (о них и поговорим, помимо всего они и чаще всего встречаются ) ,5 и 6- ое поколение является современной реинкарнацией …2-ого поколения, наложенное на улучшенную производительность и логику современных электронных систем )) .
А) Привод задней оси или классика жанра .
Блокировка заднего дифференциала основана на том же принципе, что и работа любой АКПП, т.е. фрикционы сжимаемой давлением жидкости блокируют ведущие элементы, все это кроется под аббревиатурой ASD, если провести сравнение, то точно такое же решение было применено и Ауди в RS-линейке автомобилей .

Надо сказать, несмотря на усложнение самой системы в виде навесной «переферии « механически она проще остальных применяемых конструкций заднего редуктора .
В целом система получилась довольно удачной, по прежнему находятся желающие ее поставить, даже если автомобиль не оборудован ею изначально, правда почему то ее по прежнему считаю САМОблокируемой и не совсем понимают сколько и каких компонентов включает эта система )).Для желающих разобраться более подробно о функционировании конкретно этой системы и возможных проблем связанных с ней весьма подробно написано здесь www.drive2.ru/l/5991054/ . Установка данной системы характерно для второго поколения, где вообще наблюдается излишняя «любовь» к гидравлике )) В третьем поколении, дифференциалы с управляемой блокировкой (как и возможные самоблокируемые дифференциалы )) в основном не применяются основные функции по распределению крутящего момента по осям выполняют так называемые электронные блокируемые дифференциалы, системы ограничения момента ДВС и т.д. .Эти системы у разных автопроизводителей обозначаются по- разному (у автомобилей Мерседес, например, речь идет о ETS ), но принцип их действия остается неизменным . . В настоящее время если и используется управляемее дифференциалы в задней оси привода, то уклон идет в применении конструкций подобно системе Халдекс, основной вотчины группы VAG, хотя разумеется компоненты имеют другое название, конструкция насосного узла тоже значительно упрощена (возможно это, как раз и сыграет в плюс надежности )).

В целом используемые конструкции хорошо известны, и по части технических новинок сказать особо нечего .
Б) Подключаем переднюю ось или когда кузов вносит коррективы …
Речь, как Вы понимаете, пойдет о раздаточных коробках . Исторически так сложилось, что и БМВ и Мерседес изначально опирались на версии с приводом на заднюю ось, именно такая конструкция трансмиссии «открывала горизонты» в проектировании хороших углов складывания элементов рулевого управления и передней подвески практически во всех плоскостях, выноса геометрии переднего моста практически к переднему срезу автомобиля, напоминаю эффективный угол складывания шарнира Рцеппа, как наиболее используемой конструкции ШРУСА на настоящий момент всего лишь 37градусов, при таких углах о хороших продольных и поперечных углах передней подвески подвески приходится только мечтать . В тоже время, надо признать, что реализация отбора например Ауди, мощности через встроенный в коробку дифференциал и последующая передача ее через приводные шарниры равных угловых скоростей на колеса передней оси не только значительно упрощает конструкцию, но она, к тому же, является наиболее предпочтительной в плане безопасности, но давайте все –же коснемся автомобиля Мерседес и разберем поподробнее его отбор мощности на переднюю ось и проблемы возникаемые в этом узле … Изначально, известно несколько схем отбора мощности на передний мост для автомобилей этой марки . Поскольку нам интереснее реализация подключения передней оси на легковых автомобилях, не будем рассматривать механизм отбора мощности на внедорожниках, тем более, что цепной привод и механизм управляемой блокировки хорошо известен .

Сходная схема используется и на ауди (Q7 в части конструкции цепного привода и планетарного редуктора ), и на VW(Туарег), БМВ и т.д. В этой раздаточной коробке проблемы как обычно одни и те же -растягивание цепи, разрушение подшипников из –за несвоевременного обслуживания (напоминаю раздаточные коробки с управляемой блокировкой требуют строгого соблюдения предписаний по типу эксплуатационного масла, здесь заменителей не бывает! )) или выход из строя самого электромотора блокировки оси из –за несовершенства его конструкции . Нас, как и писал ранее, больше интересует реализация полного привода на легковых автомобилях, поскольку там имеется существенные отличия .Давайте рассмотрим две наиболее известных схемы раздаточных коробок используемые Мерседесом для легковых автомобилей с полным приводом . Первая из них сделана по стандартной схеме, шестеренчатый редуктор с промежуточной шестерней, планетарный прямозубый механизм вот, собственно, и все, что имеется ))

Если не касаться стандартной болезни редукторов в целом -выходу из строя подшипников редуктора и, как следствие, возникновение гула при движении автомобиля здесь интересного не много, а вот о втором типе раздаточной коробки разговор пойдет более подробный … Речь идет об этом агрегате .

Сразу бросается в глаза значительное сокращение расстояния между приводным валом и корпусом самой коробки, отсутствие открытого карданного шарнира, т.е. именно то, к чему принуждает корпус автомобиля и размеры его центрального « тоннеля» . Если брать теорию из WIS …

… уменьшение уровня шума дело конечно хорошее, но обратите внимание на сателлиты планетарного ряда, вместо прямозубого зацепления используемого на предыдущей конструкции раздаточной коробки…

.здесь используется косозубые шестерни, что в теории помимо уменьшения шума, увеличивает передаваемый крутящий момент . К сожалению здесь присутствуют «подводные камни» — осевая нагрузка, которая неминуемо возникает при таком виде зубчатого соединения, по моему мнению если в силовых шестернях самого редуктора ее можно достаточно просто компенсировать упорными подшипниками, то в сателлитах планетарного ряда это достаточно сложно (в силу процесса сборки водила планетарного ряда) . Кроме этого возникает дополнительно вопрос синхронизации потока мощности на передний и задний мост, он, по мнению конструкторов, решается вводом дополнительного элемента .


Необходимость классификации и оценки общих конструктивных особенностей этого агрегата станет более понятной, когда перейдем к практике его ремонта, к сожалению практический материал довольно обширный, и нужно выделить его в отдельную главу для удобства восприятия . Не прощаюсь .Продолжение следует в ближайшее время …))

Зачем это нужно?

Не так давно наш эксперт Борис Игнашин написал довольно подробный материал о том, зачем в принципе нужен легковой полный привод. Здесь мы сосредоточимся на технических и философских отличиях знаменитых систем 4х4, однако вкратце все-таки поясним, в чем смысл сего безобразия.

Самое очевидное «легковое» преимущество полноприводной трансмиссии — лучшая разгонная динамика: понятно, что машина быстрее разгоняется, если крутящий момент передается на все колеса, а не только на одну пару. Особенно это ощутимо на скользком покрытии и при избытке мощности: у некоторых спорткаров, имеющих модификации с разным типом привода, даже паспортное время ускорения до 100 км/ч меньше для версий «4Х4». Но все же у каждого колеса есть некий предел сцепления, и если при прямолинейном движении он ограничивает только величину реализуемого момента, то в повороте все несколько сложнее.

Тут нагрузка на ведущее колесо складывается из продольной силы, то есть вектора тяги, и поперечной, которая стремится сдвинуть машину наружу от центра дуги, — когда сумма этих сил превышает указанный предел, начинается скольжение. То есть, колесо, нагруженное моментом, хуже сопротивляется боковой нагрузке — именно поэтому в общем случае заднеприводные автомобили обладают избыточной поворачиваемостью (склонностью к заносу задней оси), а переднеприводные — недостаточной (снос передних колес). На практике встречаются исключения из этого правила, обусловленные различным распределением массы по осям и прочими факторами, но проблема имеет место быть, равно как и решение — полный привод.

Впрочем, здесь тоже все не так однозначно, причем в прямом смысле слова. Если моноприводная машина для мало-мальски квалифицированного и опытного водителя не является загадкой, то, заходя в быстрый поворот на полном приводе, нужно быть готовым как с сносу, так и к заносу, не говоря уж о скольжении всех четырех колес, причем одна фаза может моментально смениться другой.

Такое своенравие проявилось на одном из первых серийных полноприводных автомобилей Jensen FF, увидевшем свет еще в 60-х годах прошлого века. Автомобильные журналисты восторгались феноменальной устойчивостью британского спорткара (к слову, мощность его двигателя превышала 300 л.с.) на мокрой дороге, но отмечали, что по достижении предела он срывается резко и непредсказуемо, и «отловить» его очень непросто. С тех пор вот уже полвека конструкторы бьются над созданием полного привода без страха и упрека не для бездорожья, и определенные успехи, конечно же, есть.

Quattro и немцы

Первой по-настоящему удачной «легковой» системой полного привода считается знаменитая quattro от Audi (мы писали о ее истории очень подробно), сначала апробированная в ралли (и именно благодаря этому так «раскрученная»), а с 1981 года используемая и на «товарных» автомобилях. Между тем, поначалу в чем-то эта трансмиссия была даже более примитивной, чем у того же «Дженсена» пятнадцатилетней давности.

Англичане уже тогда использовали самоблокирующийся межосевой дифференциал оригинальной конструкции, причем несимметричный. У Audi же тяга распределялась между осями в пропорции 50:50, а роль «центра» играл обычный планетарный дифференциал, принудительно блокируемый водителем, примерно как у нашей «Нивы».

Заслуга немцев была в другом: они очень грамотно скомпоновали свою трансмиссию, идеально приспособив ее для традиционной «аудюшной» схемы — изначально передний привод и продольное расположение силового агрегата. Что же до передовых решений, то их долго ждать не пришлось: через несколько лет распределением тяги уже заведовал вышеупомянутый механический «самоблок» Torsen, мгновенно и плавно реагирующий на изменение условий движения.

Однако повадки полноприводников Audi все еще тяготели к переднеприводности: чтобы побороть недостаточную поворачиваемость, машину нужно было по-раллийному «ломать» на входе в поворот решительными действиями рулем или педалью акселератора. Разумеется, речь идет об экстремальном вождении, в штатных режимах автомобили отлично держали дорогу и охотно вписывались в повороты, но все же.

И в 2007 году Torsen стал асимметричным: «по умолчанию» он раздавал крутящий момент в соотношении 40:60 в пользу задних колес, а при необходимости они могли получать вплоть до 80 процентов тяги. В это же время и развесовка новых моделей была пересмотрена: если раньше конструкторы стремились максимально загрузить передние ведущие колеса, то теперь в угоду управляемости акцент делался на задние.

В результате система quattro, несомненно, выиграла, но, например, модель А4, лишенная ее «в базе», стала «недоприводной»: резкий старт на ее начальной переднеприводной версии весьма проблематичен из-за недостаточной загрузки передка. Справедливости ради нужно заметить, что «младшая» Audi A3 избежала подобной участи, поскольку она базируется на платформе Volkswagen Golf с поперечным расположением двигателя, и философия quattro тут совсем другая, основанная на постоянном переднем приводе и автоматически подключаемом заднем с фрикционной муфтой Haldex.

На фото: Audi Quattro

Подобные муфты, управляемые электроникой, только в приводе передних колес, использует сегодня BMW в своей трансмиссии xDrive. Правда, баварцы пришли к этому не сразу: с 1985-го до конца 90-х они использовали блокировки межосевого и заднего межколесного дифференциалов с помощью вискомуфт, затем им на смену пришли электрогидравлические муфты, а на рубеже веков проводились сравнительно недолгие эксперименты со свободными дифференциалами и электронной эмуляцией блокировок (тормозные механизмы «прихватывают» буксующие колеса, перераспределяя тягу на остальные).

Сегодня она сохранена на межколесном уровне, а межосевая муфта работает в тесном содружестве с электронными системами безопасности, отслеживающими массу различных параметров и дающими сигнал к степени сжатия фрикционных дисков. Этим xDrive принципиально отличается от quattro, где блокировка механическая, но, в отличие от Audi, полноприводные BMW при необходимости могут превращаться в чисто заднеприводные, что иногда очень даже неплохо.

А что же третий участник большой немецкой тройки? Вот уже более пятнадцати лет Mercedes остается верным концепции 4Matic, впервые воплощенной в 1997 году в трансмиссии кроссовера М-класса: свободные дифференциалы (межосевой — с небольшим «заднеприводным» акцентом) и никаких блокировок, только их имитация с помощью тормозов. Но имитация весьма убедительная: если хотя бы одно колесо сохраняет надежный контакт с покрытием, машина способна двигаться, а на скользкой дороге умная электроника ловко жонглирует тягой, избегая как недостаточной, так и избыточной поворачиваемости.

Между тем, начинался «Фирматик» в 1986 году с весьма мудреной по тем временам схемы: у полноприводного седана Е-класса было целых три гидромуфты, автоматически подключавших привод на передние колеса, а затем блокировавших межосевой и задний межколесный дифференциалы.

Похожую конструкцию имела трансмиссия суперкара Porsche 959, серийная версия которого увидела свет в том же 1986, с той лишь разницей, что у него двигатель располагался сзади, а блокировкой «центра» заведовал чрезвычайно продвинутый для своего времени компьютер. У нынешних полноприводных Porsche «мозги», разумеется, помощнее, но суть та же: электроника в тесном содружестве с системами безопасности управляет многодисковой муфтой в приводе передних колес, примерно так же, как у BMW.

На фото: Porsche 959

Азиатский ответ

В Японии пионером в широком применении полного привода на легковых автомобилях считается сравнительно небольшая компания Fuji Heavy Industries, выпускающая машины под маркой Subaru. Сначала, в 70-х годах, они отличались явным внедорожным уклоном, но постепенно выкристаллизовалась схема знаменитого симметричного полного привода, явно не без влияния Audi.

С концепцией quattro ее роднят и продольное расположение двигателя, и базовый передний привод, и множество вариаций, возникавших в процессе эволюции, — но, в отличие от немцев, японцы все же отошли от идеи «честного» постоянного 4WD: с недавних пор на автомобилях с «автоматом» используется муфта автоматического подключения заднего моста.

Впрочем, это не помешало «субаровцам» создать настоящую легенду: в 1992 году дебютировала модель Impreza, созданная на укороченной платформе Legacy специально с прицелом на участие в ралли (еще одна параллель с Audi quattro). Гражданская версия спортивного болида получила обозначение WRX и самый мощный вариант STI, который быстро приобрел статус культовой машины для поклонников активного драйва. Гарантом этого стала трансмиссия с блокировками дифференциалов, где в разных поколениях использовались и вискомуфты, и тот же Torsen, а у нынешней STI между осями стоит конструкция под названием DCCD (Driver Control Central Differential), способная менять степень блокировки как самостоятельно, так и по желанию водителя.

На фото: Subaru Impreza

Извечный соперник спортивной «Импрезы» — Mitsubishi Lancer Evolution, стартовавший в том же 1992 и к настоящему времени переживший уже десятую смену поколений. Главное отличие от Subaru — поперечно расположенный двигатель, в остальном все похоже: постоянный полный привод, где «центр» изначально блокировался вискомуфтой, а теперь эта функция возложена на электронику.

Но главный козырь Mitsubishi — разработанный еще в 1996 году и совершенствовавшийся задний дифференциал AYC (Active Yaw Control): он не просто блокируется, а изменяет передаточное отношение главной передачи для каждого из колес отдельно с помощью редуктора, «подкручивая» в повороте то из них, на которое приходится большая нагрузка. В последней версии водитель может выбирать различные режимы работы трансмиссии, в зависимости от чего машина и едет по-разному: либо очень быстро и безопасно, следуя заданной траектории, либо по-хулигански, позволяя легко контролировать занос. Неудивительно, что многие эксперты называют нынешний EVO лучшим «драйвер’c каром» в мире из числа относительно недорогих, а недавнее решение японской компании прекратить его выпуск повергло поклонников в уныние.

Впрочем, нечто подобное можно испытать и за рулем куда более бюджетного «японца», Nissan Juke, — разумеется, в полноприводной версии. Его трансмиссия, конечно, попроще, но в ней есть своя изюминка: в приводе задних колес используется не одна фрикционная муфта, а две, своя для каждого колеса, и все та же вездесущая электроника теоретически может передавать тягу, например, только на правую сторону.

На практике это выливается в весьма эффективное оружие против недостаточной поворачиваемости, да и с вывешиванием колес такой Juke справляется очень достойно, — впрочем, последнее относится уже к проходимости, а мы ведем речь о «драйве». И тут у «Ниссана» есть еще одно выдающееся достижение в лице суперкара GT-R, примечательного не столько типом полного привода (между осями — многодисковая муфта, сзади — механический «самоблок»), сколько оригинальностью компоновки.

При переднем расположении двигателя его коробка передач вынесена к задним колесам для лучшей развесовки (так называемая схема transaxle), поэтому к ней идет один карданный вал, а другой, практически такой же длины, для привода передних колес, проходит параллельно ему в обратном направлении. На какие только ухищрения не пойдешь ради скорости и удовольствия от вождения!

Разумеется, приведенными примерами список разнообразных систем полного привода, используемых японскими производителями, не исчерпывается: для внутреннего рынка очень многие легковые модели, которые мы получаем в переднеприводной ипостаси, выпускаются в диковинных для нас модификациях «4х4».

Хотя в России, например, еще не так давно можно было приобрести седан Honda Legend с интеллектуальным приводом, распределявшим мощность, опять же, индивидуально для каждого колеса (впоследствии от этой системы отказались из-за дороговизны). Но практически все трансмиссии являются вариациями описанных схем, а отличия заключаются, в основном, в конструкции механизмов блокировки: это может быть электропривод или гидравлика, а у кого-то до сих пор в ходу старые добрые вискомуфты. Общая же тенденция — все более широкое применение электроники, от сложности и настроек которой сегодня зависит едва ли не больше, чем от механической составляющей.

Система полного привода – 4motion, quattro, 4Matic, xDrive

На современных авто установлены современные системы полного привода. Любым производителем на разных марках автомобилей устанавливаются определенные типы систем. На автомобилях Фольксваген используется система полного привода 4motion, на Ауди применяется система полного привода quattro. Далее бы рассмотрим основные системы полного привода, которые существуют сегодня.

Система полного привода – 4motion, quattro, 4Matic, xDrive

Система полного привода 4Motion

Особенность 4Motion заключается в автоматическом подключении 2-ой оси, это зависит от дорожной ситуации. Электроника настраивается так, что лишь только начинается пробуксовывание основных ведущих колес, подключаются вспомогательный дополнительный привод.

Управление этой системой осуществляется электроникой. Блок полного привода подключается к АБС, и, используя данные, предоставленными датчиками АБС, им принимается решение о необходимости подключения 2-ой оси и распределении между ними крутящего момента.

Система полного привода quattro

Главная особенность quattro состоит в том, что он является не подключаемым приводом, а постоянным полным приводом. На автомобилях ЧС этой системой двигатель расположен поперечно, и крутящий момент в нем передается карданной передачей.

На этих автомобилях установлены два карданных вала. Система quattro имеет пониженную передачу, встроенную непосредственно в коробку-передач, так же на межосевом дифференциале установлена электронная блокировка.

Этой системой обеспечивается надежность движения в любых труднопроходимых условиях.

Система полного привода 4Matic

Эту систему используют внедорожники и некоторые модели Мерседес. Основное отличие состоит в обязательном наличии АКПП, 2-х карданных валов, одним из которых осуществляется передача крутящего момента на переднюю ось, а другим на заднюю.

Система оснащена бесступенчатой передачей усилия на оси, благодаря чему обеспечивается максимально возможная динамика, и комфорт при движении. Система 4matic может эксплуатироваться только на асфальтированных дорогах, а вот на бездорожье толку от нее мало.

Система полного привода xDrive

Компания БМВ использует на некоторых своих авто систему xDrive собственного производства. Главная ее характеристика заключается в постоянном полном приводе, в переменном, в бесступенчатом распределении крутящего момента по осям машины.

Этот привод имеет блок управления, с различными алгоритмами действий, которые включаются в зависимости от ситуаций.

Системой осуществляется автоматическое распределение тяговых усилий между осями, для надежного сцепления с поверхностью дороги.

Какая система полного привода является более перспективной?

Нами были рассмотрены главные системы полного привода, используемые на машинах произведенных немецким автопромом. Многие подумают, раз описанные системы полностью автоматизированы, они не имеют недостатков. Однако из огромного числа датчиков и полностью электронного управления они часто выходят из строя.

Система полного приводаКроме того электроника и установленное в ней ПО, не позволяют полноценно реализовывать возможности автомобиля. Вот почему лучшей из систем является привод quattro, устанавливаемый на автомобилях Ауди.

Благодаря использованию пониженной передачи, интегрированной в коробку-передач, можно добиться надежного передвижения и простого обслуживание, по сравнению с другими системами 4х4.

Система полного привода – 4motion, quattro, 4Matic, xDrive

Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц.сетях!

Как работает полный привод 4Motion от Volkswagen

Шильдик полного привода 4Motion

Крупные бренды устанавливают на специальные версии своих автомобилей полный привод не просто так. Четыре ведущих колеса увеличивают разгон, управляемость и проходимость машины.

У Ауди система полного привода называется quattro, у Мерседес 4Matic, а у Фольксваген 4Motion. О последней системе и пойдет речь.

Содержание:

Суть системы

Полноприводная система не такая простая, как многие думают. Если автомобиль просто так снабдить постоянным полным приводом, то его управляемость будет просто ужасной за счет плохой поворачиваемости. С этой проблемой инженеры разобрались просто: водитель по желанию мог подключать заднюю ось на плохих дорогах, а на хороших просто его отключать. Но инженерный прогресс идет вперед и появился лучший вариант привода на четыре колеса.

Устойства системы 4Motion

Суть новой системы заключается в том, чтобы автомобиль сам за водителя решал, когда нужно подключать весь привод, а когда только ведущие колеса. Система 4Motion способна определять, на какие колеса нужно подать большее количество момента. К примеру, автомобиль резко стартует, и передние колеса начинают пробуксовку. За доли секунд технология распознает, что происходит пробуксовка и подключает в помощь задние колеса. Как только авто перестало буксовать, привод на задние колеса отключается.

Что она делает для автомобиля? Есть несколько ответов:

  • В отличие от постоянного полного привода, эта система улучшает управляемость автомобиля;
  • Статичный полный привод значительно увеличивает расход топлива. С 4Motion он гораздо ниже;
  • Четыре ведущих колеса помогают на бездорожье, но когда автомобиль интеллектуально способен распределять нагрузки на каждое колесо, то проходимость в разы лучше;
  • Эта система прощает ошибки водителя на дороге. Например, авто ушло в занос, и момент, подаваемый на колеса, будет распределяться именно так, чтобы выровнять автомобиль.

Устройство полного привода 4Motion

На первый взгляд может показаться, что эта конструкция очень сложна и просто “напичкана” непонятной электроникой, однако это не так. Она в первую очередь является механической системой, которой в помощь идет лишь пара датчиков и один блок.

Элементы системы полного привода 4Motion

Итак, мотору необходимо распределять нагрузку на колеса. Главные ведущие колеса у авто: передние. Поэтому мотор соединен с передними колесами через дифференциал без сложных доработок.

Задние колеса должны получать момент от мотора. Для этого они соединены с ним карданным валом, который присутствует на всех заднеприводных автомобилях. И карданный вал разделяет специальная муфта Haldex, которая является главным элементом всей конструкции.

Суть работы муфты заключается в специальных дисках, способных замыкаться и размыкаться. То есть, если муфта подключена, то диски замыкаются, а если ее необходимо отключить, то они размыкаются. Диски приводятся в движения специальными поршнями, двигаемыми давлением от насоса. Чтобы диски разомкнулись, клапан сбрасывает давление, и поршни их отводят друг от друга.

Конструкция муфты 4Моушена

Эта муфта системы 4Motion определяет, когда нужно подключать задние колеса, а когда нет. Муфта получает сигналы от датчиков автомобиля. Если колесо машины пробуксует всего на треть оборота, то муфта тут же сработает. Однако это сейчас система является такой совершенной, потому что она четвертого поколения, с предыдущими поколениями дела обстояли хуже. Рассмотрим историю привода.

История полного привода 4Motion

1-е поколение

Появилось на таких автомобилях как Фольксваген Golf 4 и Bora. Произошло это в 1998-м году.

1-й генерации муфта Haldex работала по принципу сравнивания количества оборотов колес переднего и заднего моста. Недостатком являлось то, что поворачивая зимой на скользком покрытии передние колеса могли буксовать в отличие от задних, а это приводило к тому, что муфта ошибочно подключала целиком задний мост, и автомобиль приобретал избыточную поворачиваемость (на полном приводе зимой легко пустить машину в занос со старта).

Подключение муфты 4Motion обеспечивалось за счет сжатия специальных дисков, которые приводились в движение за счет насоса. Когда муфту нужно было отключить, то давление сбрасывалось через клапан и диски расходились.

Схема элементов 4Motion

Сама по себе система оказалась очень сложной из-за наличия сложной гидравлики, в которую была внедрена электроника. Главным ее недостатком являлась скорость срабатывания: она была очень медленной.

2-е поколение 4Motion

Конструктивно представляет собой первое поколение, но модернизированное. Скорость работы увеличилась за счет замены электрического клапана на гидравлический, который срабатывал быстрее. Сам насос заменили на более мощный, для того, чтобы быстрее набирать давление.

Еще одним недостатком первых двух поколений являлось то, что при срабатывании ABS или ESP муфта всегда размыкалась, так как ей приходилось сбрасывать давление.

3-е поколение

Ставилась только на такие бренды автомобилей как Volvo и Land Rover. Конструктивно система 4Motion осталась такой же, в ней только были произведены следующие улучшения:

  • Еще больше увеличена производительность насоса;
  • Добавлен дополнительный клапан сброса давления.

Всего за 140 миллисекунд эта муфта могла срабатывать.

4-е поколение

4Motion на Туареге

Тут производитель решил сделать концептуально новую схему работы муфты. В системе появился электрический блок управления, который давал распоряжение на клапан, отвечающий за замыкание муфты. Система лишилась ложных срабатываний и управлялась электронным блоком, получающим информацию от датчиков.

Новая муфта приводится в движение не из-за разности вращения колес переднего и заднего моста, а от большего количества факторов, которые отслеживают датчики. Такая система полного привода 4Motion является самой надежной и работающей. Ее устанавливают даже в суперкары.

Надежность

Несмотря на сложное устройство, система является очень надежной, если говорить про 3-е, 4-е и 5-е поколение. Залогом долгой эксплуатации является своевременная замена масла каждые 60 тысяч километров пробега.

Автомобили Фольксваген с полным приводом 4Motion очень подвержены чип-тюннингу. Мощность моторов иногда увеличивают в полтора раза, и муфта без проблем выдерживает такие нагрузки и “переживает” мотор. Этот полный привод рассчитан на то, чтобы получать большие нагрузки, поэтому бояться его не стоит.

Заключение

Система полного привода является важным помощником водителя. Она поможет выбраться из труднопроходимых мест, поможет быстрее разогнать автомобиль без пробуксовок и в случае заноса выровнять транспортное средство. Если стоит выбор между Фольксваген с 4Motion и без, то, не задумываясь, стоит выбирать первый вариант.

Видео

Поделитесь с друзьями!

Полный привод Mercedes-Benz 4Matic — описание, принцип работы Фоматик

Система 4Matic является разработкой инженеров из «Мерседес Бенц». Название системы является зарегистрированной торговой маркой. Система полного привода 4Matic работает в совместно только с автоматической коробкой передач.

История системы 4Matic насчитывает 3 поколения:
1. Первое поколение — устанавливалась с 1986 года на автомобили Е- класса, кузов w124. Подключение полного привода производилось автоматически, была механическая блокировка межосевого и заднего межколёсного дифференциала. Привод управлялся двумя гидравлическими муфтами, полный привод отключался при срабатывании ABS.

 

2. Второе поколение — с 1997 года, автомобили Merecedes-Benz Е- класса, кузов w210. Полный привод постоянный, дифференциалы свободного типа, блокировку межкосевых дифферециалов симулировалась системой контроля тяги.
3. Третье поколение — с 2002 года, автомобили С (w203) , Е ( w211 ), S- класса (w220 ). Полный привод постоянный, дифференциалы свободного типа, движение контролируется системой курсовой устойчивости, она также может включать систему контроля тягового усилия.

Полный привод 4Matic третьего поколения состоит из:
•    Коробка «автомат»
•    «Кардан» передней оси
•    Раздаточная коробка
•    Передний межколёсный дифференциал и главная передача
•    «Кардан» задней оси
•    Главная передача и межколёсный дифференциал задней оси
•    Задние полуоси

Главным элементом системы «Фоматик» является раздаточная коробка (кардан). Он позволяет бесступенчато распределить крутящий момент между осями. Состоит из:
•    Ведущий вал
•    Планетарный редуктор (сдвоенный)
•    Валы привода передней и задней осей
•    Шестерни ( цилиндрические)

Сдвоенный планетарный редуктор выполняет роль несимметричного дифференциала. Крутящий момент распределяется в соотношении 40: 60.

Приводной вал присоединяется к водило планетарного редуктора. Приводной вал задней оси имеет зацепление с солнечной шестерней большого диаметра, а передней оси  соединён с солнечной шестерней малого диаметра.  Через шестерни крутящий момент передаётся с приводного вала на карданную передачу передней оси.

Блокировка межосевого и межколёсного дифференциалов в системе полного привода 4 Matic не предусмотрена. За контроль устойчивости при движении отвечает система ESP. Она включает систему контроля тяги ETS, противобуксовочную систему ASR и систему ABS.

Система ETS имеет конструкцию аналогичную электронной блокировки дифференциала. Когда система срабатывает, она симулирует блокировку дифференциалов притормаживанием буксующий колёс. В то же время на колесо с большим сцеплением передача крутящего момента увеличивается. Это ускоряет разгон с места, а также ускорение на плохих покрытиях, это и обеспечивает устойчивое управление при сложных условиях.

  • < Назад
  • Вперёд >

Система 4matic: устройство и преимущества

В современных автомобилях предусмотрен большой запас мощности, одной пары колес для обеспечения достаточного сцепления с дорожным покрытием не всегда хватит. Колеса начинают буксовать. Увеличить стартовое ускорение, уменьшить вероятность пробуксовки позволит распределение тягового усилия на все четыре колеса автомобиля. Благодаря полному приводу автомобиль становится более управляемым и устойчивым во время вождения. Это становится особенно важным в зимний период, когда дороги покрываются наледью, и при прохождении поворотов.

Как это было до 80-х годов

Для установки трансмиссии с полным приводом потребуется ввод дополнительных узлов. Однако это делает автомобиль тяжелее, более шумным и подверженным вибрациям. Так как конструкция более сложная, то автомобиль становится дороже. Повышаются и расходы на содержание, эксплуатацию и ремонт машины. Возросший вес автомобиля, дополненный механическими потерями в агрегатах полноприводной трансмиссии приводили к росту расхода топлива.

4matic

Все это существенные помехи и препятствия, поэтому до 80-х годов использование полного привода на легковых автомобилях, а не на тяжелых внедорожниках, считалось неразумным решением. Ситуация существенно переменилась в лучшую сторону с появлением новой разработки.

Устройство системы

Система 4matic — это полный привод, который подключается автоматически. Разработка инженеров компании Mercedes-Benz. Является зарегистрированным товарным знаком и устанавливается на некоторые модели автомобилей. Такая трансмиссия совместима только с автоматической коробкой передач.

Суть работы системы заключается в том, что на сухой дороге ведущие у автомобиля задние колеса.

Если колеса по какой-то причине начинают пробуксовывать, то центральный компьютер системы подключает к работе передние колеса. Крутящий момент распределяется на все колеса одновременно, но в разной пропорции.

Центральный компьютер для принятия решения обрабатывает следующие сигналы:

  • Информация о скорости с трех датчиков;
  • Информация с датчика угла поворота;
  • Информация с датчика педали тормоза.

Обработка информации

Главным элементом является раздаточная коробка. Благодаря ей происходит бесступенчатое распределение крутящего момента по осям автомобиля. Помимо этого в устройство входят следующие элементы:

  • Автоматическая коробка передач;
  • Карданная передача привода передней оси;
  • Главная передача;
  • Передний межколесный дифференциал;
  • Приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей;
  • Карданная передача приводов задней оси.

Специфика разработки в том, что вместо системы блокировки межколесных и межсевого дифференциалов у автомобиля установлена, ответственная за тяговое усиление. Наличие ETS не позволяет колесам проскальзывать на льду. В момент проскальзывания наращивается на всех колесах сразу крутящий момент, поэтому сцепление с дорогой становится лучше.

История системы

История разработки 4matic насчитывает три поколения.

 для льда

Первое поколение разработок устанавливали на автомобили начиная с 1986 года. Полный привод подключался в таком варианте автоматически, система была оборудована механической блокировкой межколесного и межосевого дифференциалов. Две гидравлические муфты управляли приводом, который отключался при срабатывании ABS.

Вторым поколением начали оборудовать автомобили начиная с 1997 года. Постоянный полный привод, дифференциалы свободного типа, система контроля тяги стимулировала блокировку.

Выпуск третьего поколения начался с 2002 года. Это уже более современная и усовершенствованная разработка.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о