4Matic全轮驱动系统
车辆操纵是道路安全所依赖的最重要因素之一。 大多数现代车辆都配备了将扭矩传递到一对车轮（前轮或后轮驱动）的变速器。 但是某些动力总成的高功率正迫使汽车制造商进行全轮驱动改装。 如果将扭矩从高性能电机传递到一个轴上，将不可避免地发生驱动轮打滑。
为了使车辆稳定在道路上并使其在运动驾驶风格中更安全，更可靠，必须将扭矩分配到所有车轮。 这增加了在不稳定的路面（例如冰，泥或沙）上的运输的稳定性和控制能力。
如果您在每个车轮上正确地分配力量，则即使面对最不稳定的路面，机器也不会害怕。 为了实现这一愿景，汽车制造商长期以来一直在开发各种系统，这些系统旨在改善在这种情况下对汽车的控制。 差异就是一个例子（关于它的详细信息，在此进行了描述。 在另一篇文章中）。 它可以是轴间或轴间。
其中包括由德国著名汽车品牌梅赛德斯-奔驰的专家创建的 4Matic 系统。 让我们考虑一下这种发展的特点是什么，它是如何出现的以及它有什么样的设备。
什么是4Matic全轮驱动系统
从介绍中已经很清楚地看到，4Matic是一种全轮驱动系统，也就是说，动力单元的扭矩分配到了所有车轮，因此，根据道路状况，每个车轮都成为领先者。 不仅成熟的SUV都配备了这样的系统（有关其类型以及与跨界车的区别的更多信息，请阅读 这里），还有安装有强大内燃机的汽车。
系统名称来自 4WD（即四轮驱动）和自动MATIC （机制的自动操作）。 扭矩分配是电子控制的，但是动力传递本身是机械类型的，而不是电子仿真的。 如今，在所有此类开发中，此系统被认为是最高科技的系统之一，并具有广泛的设置。
考虑一下该系统的外观和开发方式，然后考虑其结构中包含的内容。
全轮驱动创造的历史
将全轮驱动引入轮式车辆的想法并不新鲜。 第一辆全轮驱动汽车是60年的荷兰世爵80 / 1903HP跑车。 当时，这是一辆重型汽车，配备了不错的设备。 除了将扭矩传递到所有车轮之外，在发动机罩下还装有一个直列6缸汽油动力装置，这非常少见。 制动系统减慢了所有车轮的旋转速度，变速箱中有多达三个差速器，其中之一是中心。
短短一年后，就由奥地利戴姆勒公司提出了满足奥地利军队需求的全轮驱动卡车全线产品。 这些模型后来被用作装甲车的基础。 接近XNUMX世纪初，全轮驱动不再让任何人感到惊讶。 梅赛德斯·奔驰还积极参与了该系统的开发和改进。
第一代
成功修改机械装置的先决条件是该品牌的新颖性，这是在世界著名的法兰克福车展的框架内进行的。 该活动于1985年举行。 但是两年后，这家德国汽车制造商推出了第一代全轮驱动系统。
下图显示了安装在124 Mercedes-Benz W1984型号上的图表：
后差速器和中间差速器有硬性阻塞（有关为何需要阻塞差速器的详细信息，请阅读 另）。 在前轴上也安装了车轮间差速器，但没有被挡住，因为在这种情况下，车辆的操纵性变差了。
第一个批量生产的4Matic系统仅在主轴旋转时才参与扭矩传递。 禁用全轮驱动也具有自动模式-触发防抱死制动系统后，全轮驱动也立即脱离。
在该开发中，提供了三种操作模式：
- 100％后轮驱动。 所有扭矩都流向后轴，而前轮仍保持旋转状态。
- 局部扭矩传递。 前轮仅部分驱动。 分配给前轮的力为35％，分配给后轮的力为65％。 在这种模式下，后轮仍然是主要的，而前轮仅有助于稳定汽车或驶入道路的更好部分；
- 50％的扭矩分配。 在这种模式下，所有车轮都以相同程度接收相同百分比的扭矩。 另外，此选项还可以禁用后桥差速器锁。
直到1997年，全轮驱动的这种修改才在汽车品牌的量产车中使用。
第二代
来自德国制造商的全轮驱动变速器的下一个发展趋势开始出现在同一E级车型-W210中。 只能将其安装在那些在通行路况正常的道路上行驶的汽车上，然后才能订购。 作为基本功能，在W4 M级SUV中安装了163Matic。 在这种情况下，四轮驱动是永久性的。
差异锁收到了不同的算法。 它是电子锁的模仿，由牵引力控制系统激活。 该系统减慢了滑车轮的旋转速度，因此扭矩已部分重新分配给其他车轮。
从这一代4Matic开始，该汽车制造商已完全放弃了刚性差速锁。 这一代产品一直存在到2002年。
第三代
第三代4Matic于2002年问世，并出现在以下型号中：
- C级W203；
- S级W220;
- E级W211。
该系统还接收了电子类型的差速锁控制。 与上一代一样，这些机制并未受到严格的限制。 这些变化影响了模拟预防驱动轮打滑的算法。 该过程由牵引力控制系统和动态稳定性系统控制。
IV世代
第三代产品在市场上已经存在了四年，但其生产尚未完成。 只是买家现在可以选择为汽车配备哪种变速器。 2006年，4Matic系统得到了进一步的改进。 在S550的设备列表中已经可以看到它。 不对称中心差速器已被替换。 相反，现在使用了行星齿轮箱。 他的工作使前后轴之间的分配比例达到了45％/ 55％。
图为第四代4Matic全轮驱动的示意图，该驱动用于梅赛德斯-奔驰S级：
由于现代运输机构开始接受越来越多的电子控制器的事实，对驱动轮的可控制性的控制变得更加有效。 系统本身受到了来自各种系统传感器的信号的控制，从而确保了机器的主动安全性。 来自电动机的动力连续地提供给所有车轮。
这一代的优势在于，在克服崎rough的地形时，它可以在有效的车辆操纵与出色的牵引力之间实现最佳平衡。 尽管该系统具有许多优势，但经过XNUMX年的生产，其后续发展仍在继续。
V代
第五代4Matic从2013年开始出现，可以在以下型号中找到：
- CLA45 AMG；
- GL 500。
这一代产品的特殊之处在于它适用于带有横向动力装置的车辆（在这种情况下，变速箱将使前轮转动）。 现代化影响了执行器的设计以及扭矩分配的原理。
在这种情况下，汽车为前轮驱动。 现在可以通过激活控制面板上的相应模式来激活所有车轮的动力分配。
4Matic系统如何运作
4Matic系统的结构包括：
- 自动包装盒；
- 分动箱的设计可提供一个行星齿轮箱（从第四代开始，它被用作非对称中心差速器的替代品）；
- 万向传动装置（有关它的含义以及在汽车上其他用途的详细信息，请阅读 在另一则评论中);
- 前十字轴差速器（自由或非阻塞）；
- 后十字桥差速器（也是免费的）。
4Matic全轮驱动有两个修改。 第一个用于乘用车，第二个用于SUV和小巴。 当今市场上，经常有配备第三代4Matic系统的汽车。 原因是这一代产品价格更便宜，并且在可维护性，可靠性和效率之间取得了很好的平衡。
影响这一代人的受欢迎程度的另一个因素是德国汽车制造商梅赛德斯的活动增加。 自2000年以来，该公司已决定降低其产品成本，相反，是提高模型的质量。 因此，该品牌赢得了更多的推崇者，“德国品质”一词在驾驶者心中更牢固地扎根。
4Matic系统的功能
类似的全轮驱动系统也适用于手动变速箱，但是如果变速箱是自动的，则安装4Matic。 与机械不兼容的原因是，扭矩的分配不是像上个世纪的大多数全轮驱动汽车模型那样由驾驶员来完成，而是由电子设备来完成。 汽车变速箱中是否存在自动变速箱是确定是否将这种系统安装在汽车中的关键条件。
每一代都有其自己的操作原理。 由于前两代产品在市场上极为罕见，因此我们将重点介绍后三代产品的工作方式。
第三代
这类PP既可安装在轿车上，也可安装在轻型SUV上。 在这种调整水平下，车轴之间的动力分配比例为40％至60％（与前车轴的比例较小）。 如果汽车是成熟的SUV，则扭矩平均分配-每个车轴上的扭矩为50％。
当用于商用车或商务轿车时，前轮将以45％的速度运行，后轮将以55％的速度运行。 AMG型号保留单独的修改-轴比为33/67。
这样的系统由一个传动轴，一个分动箱（将扭矩传递到后轮），前后横桥差速器以及两个后桥轴组成。 其中的主要机制是分动箱。 该装置纠正变速箱的操作（更换中心差速器）。 扭矩的传递通过太阳轮进行（前后轴使用不同直径的齿轮）。
IV世代
第四代4Matic使用圆柱形差速器，该差速器通过两片式离合器锁定。 功率分配为45％/ 55％（在后部更多）。 当汽车在冰上加速行驶时，离合器锁定差速器，以便所有四个车轮都起作用。
经过急转弯时，可能会观察到离合器打滑。 当车轮差速器之间有45 Nm的差时，就会发生这种情况。 这消除了重载轮胎的加速磨损。 对于4Matic操作，使用4ETS ESP系统（对于哪种系统，请阅读 这里）以及ASR。
V代
第五代4Matic的独特之处在于，如有必要，可在其中激活四轮驱动。 其余汽车仍为前轮驱动（已连接PP）。 因此，与永久性全轮驱动相比，城市或普通道路驾驶模式将更加经济。 当电子设备检测到主轴上的车轮打滑时，后桥会自动激活。
PP的断开连接也在自动模式下发生。 这种修改的特点是在一定程度上能够通过增加拐角处的驱动轮的抓握面积来校正汽车的位置，直到激活汇率稳定系统的机制为止。
该系统设计包括另一个控制单元，该控制单元安装在机器人预选器（湿式双离合器）中，其操作原理已描述 另）变速箱。 在正常情况下，系统会激活50％的扭矩分配，但是在紧急情况下，电子设备会以不同的方式调节功率输出：
- 汽车加速-比率为60:40；
- 汽车经过一系列的转弯-传动比为50到50；
- 前轮失去牵引力-比率为10：90；
- 紧急制动-前轮最大Nm。
结论
今天，许多驾驶者至少听说过 4Matic 系统。 一些人能够亲身体验来自世界知名汽车品牌的几代全轮驱动的性能。 该系统尚未在此类开发中产生严重竞争，但不可否认其他汽车制造商的模型中使用了有价值的修改，例如奥迪的 Quattro 或宝马的 xdrive。
4Matic的最初开发仅针对少量模型，然后作为一种选择。 但是由于其可靠性和效率，该系统获得了认可并开始流行。 这促使汽车制造商重新思考其具有自动功率分配的四轮驱动汽车的生产方法。
除了4Matic全轮驱动系统可以更轻松地克服路面困难且不稳定的路段外，它还在极端条件下提供了额外的安全性。 借助功能齐全的主动系统，驾驶员可以完全控制车辆。 但是，您不应完全依赖此机制，因为它无法克服物理定律。 因此，在任何情况下都不应忽视安全驾驶的基本要求：保持距离和速度限制，尤其是在蜿蜒的道路上。
结论-带有212Matic系统的小型试驾梅赛德斯w350 e4：
问题与解答：
4 matic 是如何工作的？ 在这种变速器中，扭矩被分配到车辆的每个车轴，使其成为领先车轴。 根据世代（有 5 个），第二个轴的连接自动发生或在手动模式下发生。
AMG是什么意思？ 缩写AMG代表Aufrecht（公司创始人的名字）、Melchner（他的合伙人的名字）和Grossashpach（Aufrecht的诞生地）。
