4MATIC (din engleză 4 -wheel drive și auto matic ) este denumirea comercială a sistemului de tracțiune integrală permanentă al concernului german Daimler AG [1] , care distribuie cuplul tuturor roților mașinii. Tehnologia a fost dezvoltată de inginerii Mercedes-Benz împreună cu Steyr-Daimler-Puch (acum Magna Steyr ), care a asamblat Clasa G în Austria [2] [3] .
Aproape toate vehiculele cu tracțiune integrală 4MATIC sunt echipate cu o transmisie automată . În prezent, sistemul 4MATIC este împărțit în două tipuri (pentru mașini și SUV-uri) și este disponibil pe modelele A- , B- , C- , E- , G- , S- (și fostul CL ), GLA- , GLK- ( acum GLC), M- (acum GLE ), GL- ( acum GLS ), CLA- , CLS-clasele și Vito (și Viano ) [4] .
În 2016, Mercedes-Benz a introdus o nouă modificare a tracțiunii integrale numită 4MATIC + cu capacitatea de a opri tracțiunea integrală (în acest caz, mașina devine tracțiunea spate) [5] .
Istoria sistemului 4MATIC are 5 generații. Potrivit producătorului, cu mult înainte de apariția sa (în 1903), inginerul german Paul Daimler a întocmit proiecte inițiale pentru vehiculele cu tracțiune integrală. Încă din 1907, DMG a introdus camionul Dernburg-Wagen , care este considerat primul camion cu tracțiune integrală din lume [6] [7] . În 1951 a început producția unui camion Unimog cu patru roți , destinat inițial utilizării agricole și echipat cu tracțiune integrală.
Prima generație a sistemului 4MATIC a fost prezentată la Salonul Auto de la Frankfurt în 1985 [4] , și a apărut în serie pe Mercedes-Benz W124 în modificarea 300E. Sistemul a inclus un diferenţial central de blocare de tip Ferguson cu distribuţie a cuplului 35/65 faţă/spate şi un diferenţial de blocare 50/50 pe puntea spate. Din motive de siguranță și stabilitate, diferențialul față este lăsat liber. Blocarea diferenţialului a fost realizată prin ambreiaje hidraulice; pornirea ambreiajelor - prin intermediul unui sistem electro-hidraulic de mare viteză și controlul întregului sistem - prin propriul computer conform datelor de la senzorii de viteză ai ABS-ului cu 3 canale și senzorul unghiului de virare. Au fost presupuse trei moduri succesive de funcționare: 1) ambele diferențiale sunt libere; 2) diferenţialul central este blocat; 3) atât diferențialele interaxle, cât și cele ale interroților din spate sunt blocate (nu există informații despre prezența modurilor tranzitorii). La frânare, ambele diferențiale s-au deblocat. Raportul cuplului de 35/65 față/spate a făcut ca mașina să fie aproape de tracțiune spate pentru șofer, iar funcționarea sistemului în modurile 2 și 3 a vizat în primul rând accelerarea încrezătoare și nu conducerea activă cu alunecări laterale [8] ] . Sistemul 4MATIC a fost disponibil ca opțiune pentru întreaga perioadă de producție a seriei W124 și nu numai pe modelul 300E, ci, în general, pe toate modificările sale cu motoare pe benzină și diesel cu șase cilindri de 2,6 și 3,0 litri . La modificările cu unități de putere pe benzină cu patru și opt cilindri și un motor diesel cu cinci cilindri, tracțiunea integrală 4MATIC nu a fost utilizată [9] .
A doua generație și-a găsit aplicația pe Mercedes-Benz W210 din 1997. Modelul a fost echipat la cerere cu tracțiune integrală permanentă cu diferențiale de tip liber și simularea blocării diferențialelor centrale folosind un sistem de control al tracțiunii. Controlul tracțiunii a fost realizat folosind tehnologia ETS . Sistemul a fost instalat numai pe mașinile cu volan cu volan pe stânga. Ca dotare standard, tehnologia a fost prezentă pe modelele din clasa M (W163), lansate în vânzare din 1997 [2] .
A treia generație a apărut în 2002 pe clasele C- ( W203 ), E- ( W211 ) și S-class ( W220 ). Erau echipate cu tracțiune integrală permanentă și diferențiale de tip liber. Mișcarea vehiculului este controlată de sistemul de control al stabilității. În plus, poate include un sistem de control al tracțiunii.
A patra generație 4MATIC a fost introdusă pe S550 4MATIC din 2006 [10] [11] [12] .
În 2013, a fost introdusă a 5-a generație a sistemului 4MATIC [13] [14] [15] . Dacă mai devreme puntea față a preluat puterea din spate, atunci în noua versiune este adevărat opusul: unitatea nu este permanentă, ci conectată. CLA 45 AMG și Mercedes-Benz GL 500 au devenit primele mașini pe care a fost instalată noua generație de 4MATIC .
În 2016, Daimler AG a anunțat E63 AMG S 4MATIC+ de înaltă performanță (W213) cu o nouă versiune de tracțiune integrală comutabilă. Ambreiajul multiplacă controlat electronic al acestei modificări vă permite să opriți complet transmisia forței către roțile din față ale mașinii [5] .
Sistemul de tracțiune integrală 4MATIC este conceput pentru a oferi mașinii stabilitate și controlabilitate în toate situațiile: la pornirea mișcării, la viraj, pe suprafețe de drum înzăpezite, înghețate sau umede, precum și la tractarea unei remorci.
Sistemul de tracțiune integrală permanentă 4MATIC funcționează în tandem cu sistemul electronic de control al dinamicii vehiculului, format din sistemul electronic de stabilizare ESP și sistemul electronic de control al tracțiunii 4ETS ( 4-wheel Electronic Traction System ) . Sistemul 4ETS funcționează cu sistemul de frânare antiblocare ( ABS ), controlul anti tracțiune ( ASR ) și controlul coborârii în deal ( DSR ) pentru a distribui optim cuplul între toate cele patru roți, sporind aderența acestora pe teren în continuă schimbare.
A treia generație de sistem 4MATIC vă permite să aplicați cuplul tuturor roților simultan cu următoarea distribuție:
Coeficientul de frecare μ este de 0,9 pe drumurile uscate și 0,3 pe drumurile înzăpezite [4] .
A treia generație de tracțiune integrală 4MATIC constă din [21] [22] :
Elementul structural central al sistemului 4MATIC este cutia de transfer, care asigură o distribuție continuă a cuplului de-a lungul axelor vehiculului. Cutia de transfer combină o cutie de viteze planetară dublă (îndeplinește funcția unui diferențial central asimetric în cutie), angrenaje cilindrice și arbori de antrenare. Arborele de antrenare este conectat la arborele angrenajului planetar. Arborele de antrenare al punții din spate este antrenat de un angrenaj solar cu diametru mai mare. Arborele de antrenare al punții din față este tubular, conectat la un angrenaj solar de diametru mic, pe de altă parte, cu ajutorul unor roți dințate cilindrice, este conectat la transmisia cardanului axei față.
Generația a 4-a 4MATIC folosește un diferențial cilindric „blocat” de un ambreiaj cu dublu disc necontrolat, care distribuie cuplul de intrare între axe într-un raport de 45:55 în favoarea roților din spate [23] . Când accelerează pe o suprafață alunecoasă uniformă, ambreiajul blochează diferențialul central, adăugând stabilitate mașinii. În cazul în care diferența de cuplu între axele față și spate depășește 50 Nm, ambreiajul alunecă - de exemplu, pe rând. În același timp, roțile nu macină șoseaua - lucrul de control al tracțiunii este completat de sistemul electronic 4ETS cu ajutorul frânelor de serviciu [24] . Sistemele ESP , ASR și 4ETS din noul sistem sunt calibrate pentru a participa la conducerea de ultim moment, ceea ce prelungește disponibilitatea cantității maxime de cuplu motor [25] . Mercedes - Benz W204 este al doilea din linia de produse Mercedes-Benz care este echipat cu transmisia compactă 4MATIC de a patra generație.
A 5-a generație a sistemului de tracțiune integrală 4MATIC este o dezvoltare complet nouă pe o arhitectură cu tracțiune față cu un motor transversal montat în față [13] . Principiul său de bază de funcționare este următorul: sistemul este activat cât de des este necesar și, în același timp, cât mai rar posibil. Dacă condițiile permit mașinii să se deplaseze exclusiv pe tracțiunea față - așa se întâmplă. În caz contrar, cuplul este transferat instantaneu pe puntea spate. Când nu mai este nevoie de el, de exemplu în cazul frânării puternice cu intervenția ABS , transferul de putere în sens opus are loc la fel de rapid, în milisecunde. Sistemul vine în ajutor în cazul subvirării sau supravirării și utilizează distribuția cuplului pentru a stabiliza vehiculul - înainte ca ESP și controlul tracțiunii 4ETS să intervină .
Priza de putere către puntea spate este gestionată de PTU ( unitatea de priză de putere ) [13] , care este încorporată în cutia de viteze robotizată 7G-DCT cu dublu ambreiaj. PTU-ul s-a dovedit a fi foarte compact și împarte un sistem de lubrifiere cu cutia, datorită căruia s-a obținut o economie de greutate de 25 la sută [13] .
În condiții normale, cuplul este distribuit între axele față și spate în proporții de la 100:0 la 50:50 [15] . Deci, la accelerarea unei mașini cu sarcină completă la o viteză de 50 km/h, raportul se schimbă la 60:40, la viraje rapide devine 50:50, cu pierderea tracțiunii roților din față - 10:90, în cazul frânării puternice cu ABS - 100 :0 [15] .