Sistema de tracción total 4Matic

El manejo del vehículo es uno de los factores más importantes de los que depende la seguridad vial. La mayoría de los vehículos modernos están equipados con una transmisión que transmite el par a un par de ruedas (tracción delantera o trasera). Pero la alta potencia de algunos sistemas de propulsión está obligando a los fabricantes de automóviles a producir modificaciones de tracción total. Si transfiere el par de un motor de alto rendimiento a un eje, inevitablemente se producirá el deslizamiento de las ruedas motrices.

Para estabilizar el vehículo en la carretera y hacerlo más seguro y confiable en un estilo de conducción deportivo, es necesario distribuir el par motor a todas las ruedas. Esto aumenta la estabilidad y el control del transporte en superficies de carreteras inestables, como hielo, barro o arena.

Si distribuye adecuadamente los esfuerzos en cada rueda, la máquina no teme ni siquiera las condiciones más severas de la carretera con superficies inestables. Para cumplir con esta visión, los fabricantes de automóviles han estado desarrollando durante mucho tiempo todo tipo de sistemas que están diseñados para mejorar el control del automóvil en tales condiciones. Un ejemplo de esto es el diferencial (con más detalle sobre lo que es, se describe en otro articulo). Puede ser entre ejes o entre ejes.

Entre tales desarrollos se encuentra el sistema 4Matic, que fue creado por los especialistas de la famosa marca de automóviles alemana Mercedes-Benz. Consideremos cuál es la peculiaridad de este desarrollo, cómo apareció y qué tipo de dispositivo tiene.

¿Qué es el sistema de tracción total 4Matic?

Como ya se desprende de la introducción, 4Matic es un sistema de tracción total, es decir, el par de la unidad de potencia se distribuye a todas las ruedas para que, según las condiciones de la carretera, cada una de ellas se convierta en la líder. No solo los SUV completos están equipados con dicho sistema (para obtener más información sobre qué tipo de automóvil es y en qué se diferencia de los crossovers, lea aquí), sino también automóviles, bajo el capó de los cuales se instala un potente motor de combustión interna.

El nombre del sistema proviene de 4WD (es decir, tracción en las 4 ruedas) y automáticoMATIC (funcionamiento automático de mecanismos). La distribución del par se controla electrónicamente, pero la transmisión de potencia en sí es de tipo mecánico, no de simulación electrónica. Hoy en día, de todos estos desarrollos, este sistema se considera uno de los más avanzados y está equipado con una amplia gama de configuraciones.

Considere cómo apareció y se desarrolló este sistema, y ​​luego qué se incluye en su estructura.

La historia de la creación de la tracción total.

La idea misma de introducir la tracción total en los vehículos con ruedas no es nueva. El primer automóvil con tracción total es el automóvil deportivo holandés Spyker 60 / 80HP de 1903. En ese momento, era un automóvil de servicio pesado que recibió un equipo decente. Además de transmitir torque a todas las ruedas, bajo su capó había una unidad de potencia de gasolina de 6 cilindros en línea, lo cual era una gran rareza. El sistema de frenado ralentizó la rotación de todas las ruedas y había hasta tres diferenciales en la transmisión, uno de los cuales era central.

Después de solo un año, se creó una línea completa de camiones con tracción total para las necesidades del ejército austriaco, que fueron presentados por Austro-Daimler. Estos modelos se utilizaron más tarde como base para vehículos blindados. Más cerca de principios del siglo XX, la tracción total ya no podía sorprender a nadie. Y Mercedes-Benz también participó activamente en el desarrollo y mejora de este sistema.

XNUMXra generación

Los requisitos previos para el surgimiento de modificaciones exitosas de los mecanismos fue la presentación de una novedad de la marca, que tuvo lugar en el marco del mundialmente famoso salón del automóvil de Frankfurt. El evento tuvo lugar en 1985. Pero la primera generación de tracción total del fabricante de automóviles alemán entró en producción dos años después.

La foto a continuación muestra un diagrama que se instaló en un modelo Mercedes-Benz W124 de 1984:

Hubo un bloqueo duro en los diferenciales trasero y central (para obtener detalles sobre por qué necesita bloquear el diferencial, lea por separado). También se instaló un diferencial entre ruedas en el eje delantero, pero no se bloqueó, ya que en este caso el manejo del vehículo se deterioró.

El primer sistema 4Matic producido en serie estaba involucrado en la transmisión de par solo en el caso de un giro del eje principal. La desactivación de la tracción en las cuatro ruedas también tenía un modo automático: tan pronto como se activaba el sistema de frenos antibloqueo, también se desactivaba la tracción en las cuatro ruedas.

En ese desarrollo, estaban disponibles tres modos de operación:

1. Tracción trasera 100%. Todo el torque va al eje trasero, y las ruedas delanteras permanecen solo giratorias;
2. Transmisión de par parcial. Las ruedas delanteras solo se accionan parcialmente. La distribución de fuerzas en las ruedas delanteras es del 35 por ciento y en las traseras, del 65 por ciento. En este modo, las ruedas traseras siguen siendo las principales, y las delanteras solo ayudan a estabilizar el coche o salir a una mejor sección de la carretera;
3. División de par del 50 por ciento. En este modo, todas las ruedas reciben el mismo porcentaje de par en la misma medida. Además, esta opción hizo posible desactivar el bloqueo del diferencial del eje trasero.

Esta modificación de la tracción total se utilizó en los coches de producción de la marca de automóviles hasta 1997.

XNUMXda generación

La siguiente evolución de la transmisión de tracción total del fabricante alemán comenzó a aparecer en los modelos de la misma clase E: el W210. Solo se puede instalar en aquellos automóviles que se operan en carreteras con circulación por la derecha, y luego solo bajo pedido. Como función básica, 4Matic se instaló en los SUV de clase M W163. En este caso, la tracción a las cuatro ruedas fue permanente.

Los bloqueos diferenciales recibieron un algoritmo diferente. Era una imitación de una cerradura electrónica, que se activaba mediante el control de tracción. Este sistema ralentizó la rotación de la rueda de patinaje, por lo que el par se redistribuyó parcialmente a las otras ruedas.

A partir de esta generación de 4Matic, el fabricante de automóviles ha abandonado por completo los bloqueos de diferencial rígidos. Esta generación existió en el mercado hasta 2002.

III generación

La tercera generación de 4Matic apareció en 2002 y estuvo presente en los siguientes modelos:

• Clase C W203;
• Clase S W220;
• Clase E W211.

Este sistema también recibió un tipo electrónico de control de bloqueos diferenciales. Estos mecanismos, como en la generación anterior, no fueron bloqueados rígidamente. Los cambios afectaron a los algoritmos para simular la prevención del deslizamiento de las ruedas motrices. Este proceso está controlado por el sistema de control de tracción y el sistema de estabilidad dinámica.

IV generación

La tercera generación existió en el mercado durante cuatro años, pero su producción no se completó. Era solo que el comprador ahora podía elegir con qué transmisión equipar el automóvil. En 2006, el sistema 4Matic recibió nuevas mejoras. Ya se puede ver en la lista de equipos del S550. Se ha sustituido el diferencial central asimétrico. En cambio, ahora se utilizó una caja de cambios planetaria. Su trabajo proporcionó una distribución del 45/55 por ciento entre los ejes delantero / trasero.

La foto muestra un diagrama de la tracción total 4Matic de cuarta generación, que se utilizó en la Clase S de Mercedes-Benz:

1) Eje de la caja de cambios; 2) Diferencial con engranaje planetario; 3) En el eje trasero; 4) Engranaje de salida lateral; 5) Salida cardan lateral; 6) eje de la hélice del eje delantero; 7) Embrague multidisco; 8) transmisión automática.

Debido al hecho de que los mecanismos de transporte modernos comenzaron a recibir cada vez más controladores electrónicos, el control de la capacidad de control de las ruedas motrices se ha vuelto más efectivo. El sistema en sí fue controlado gracias a señales provenientes de sensores de varios sistemas que garantizan la seguridad activa de la máquina. La potencia del motor se suministró continuamente a todas las ruedas.

La ventaja de esta generación es que proporciona un equilibrio óptimo entre un manejo eficiente del vehículo y una excelente tracción al superar terrenos accidentados. A pesar de las ventajas del sistema, después de siete años de producción, siguió su desarrollo posterior.

V generación

La quinta generación 4Matic apareció a partir de 2013, y se podía encontrar en los siguientes modelos:

• CLA45 AMG;
• GL500.

La peculiaridad de esta generación es que está destinada a vehículos con unidad de potencia transversal (en este caso, la transmisión hará girar las ruedas delanteras). La modernización afectó el diseño de los actuadores, así como el principio de distribución del par.

En este caso, el coche tiene tracción delantera. La distribución de energía a todas las ruedas ahora se puede activar activando el modo correspondiente en el panel de control.

Cómo funciona el sistema 4Matic

La estructura del sistema 4Matic consta de:

• Cajas automáticas;
• Caja de transferencia, cuyo diseño prevé la presencia de una caja de cambios planetaria (a partir de la cuarta generación, se utiliza como alternativa a un diferencial central asimétrico);
• Transmisión cardán (para obtener detalles sobre qué es, así como en qué otros lugares se usa en automóviles, lea en otra reseña);
• Diferencial de rueda delantera (libre o sin bloqueo);
• Diferencial de eje transversal trasero (también es gratuito).

Hay dos modificaciones de la tracción total 4Matic. El primero está destinado a turismos y el segundo se instala en SUV y minibuses. En el mercado actual, a menudo hay vehículos equipados con la tercera generación del sistema 4Matic. La razón es que esta generación es más asequible y tiene un buen equilibrio entre mantenibilidad, confiabilidad y eficiencia.

Otro factor que influyó en la popularidad de esta generación en particular es el aumento de la actividad del fabricante de automóviles alemán Mercedes. Desde el año 2000, la empresa ha decidido reducir el costo de sus productos y, por el contrario, aumentar la calidad de los modelos. Gracias a esto, la marca ganó más admiradores y el término "calidad alemana" se arraigó con más firmeza en la mente de los automovilistas.

Características del sistema 4Matic

Los sistemas similares de tracción en las cuatro ruedas funcionan con transmisiones manuales, pero 4Matic se instala si la transmisión es de tipo automático. El motivo de la incompatibilidad con la mecánica es que la distribución del par no la realiza el conductor, como en la mayoría de los modelos de coches de tracción total del siglo pasado, sino la electrónica. La presencia de una transmisión automática en la transmisión de un automóvil es una condición clave que determina si dicho sistema se instalará en el automóvil o no.

Cada generación tiene su propio principio de funcionamiento. Dado que las dos primeras generaciones son extremadamente raras en el mercado, nos centraremos en cómo funcionan las últimas tres generaciones.

III generación

Este tipo de PP se instala tanto en sedanes como en SUV ligeros. En tales niveles de equipamiento, la distribución de potencia entre los ejes se lleva a cabo en una proporción del 40 al 60 por ciento (menos - al eje delantero). Si el automóvil es un SUV en toda regla, entonces el par se distribuye de manera uniforme: 50 por ciento en cada eje.

Cuando se utiliza en vehículos comerciales o sedanes comerciales, las ruedas delanteras funcionarán al 45 por ciento y las traseras al 55 por ciento. Se reserva una modificación separada para los modelos AMG: su relación de eje es 33/67.

Dicho sistema consta de un eje de hélice, una caja de transferencia (transmite el par a las ruedas traseras), diferenciales de eje transversal en la parte delantera y trasera, así como dos semiejes traseros. El mecanismo principal en él es la caja de transferencia. Este dispositivo corrige el funcionamiento de la caja de cambios (reemplaza el diferencial central). La transmisión del par se realiza a través de un engranaje solar (se utilizan engranajes de diferentes diámetros para los semiejes delantero y trasero).

IV generación

La 4Matic de cuarta generación utiliza un diferencial cilíndrico, que se bloquea mediante un embrague de dos discos. La potencia se distribuye en un 45/55 por ciento (más en la parte trasera). Cuando el automóvil acelera sobre hielo, el embrague bloquea el diferencial para que entren en juego las cuatro ruedas.

Al pasar una curva cerrada, se puede observar un deslizamiento del embrague. Esto ocurre cuando hay una diferencia de 45 Nm entre los diferenciales de las ruedas. Esto elimina el desgaste acelerado de neumáticos con cargas más pesadas. Para el funcionamiento de 4Matic, se utiliza el sistema 4ETS, ESP (para qué tipo de sistema, lea aquí) así como ASR.

V generación

La peculiaridad del 4Matic de quinta generación es que la tracción a las cuatro ruedas se activa en él si es necesario. El resto del coche sigue siendo tracción delantera (PP conectado). Gracias a esto, el modo de conducción en carretera urbana o normal será más económico que con la tracción total permanente. El eje trasero se activa automáticamente cuando la electrónica detecta el deslizamiento de las ruedas en el eje principal.

La desconexión del PP también se produce en modo automático. La peculiaridad de esta modificación es que hasta cierto punto es capaz de corregir la posición del coche aumentando el área de agarre de las ruedas motrices en las curvas hasta que se activan los mecanismos del sistema de estabilidad del tipo de cambio.

El dispositivo del sistema incluye otra unidad de control, que se instala en un preselectivo robótico (doble embrague húmedo, cuyo principio de funcionamiento se describe por separado) caja de cambios. En condiciones normales, el sistema activa la distribución del par al 50%, pero en una emergencia, la electrónica ajusta la entrega de potencia de manera diferente:

• El automóvil acelera: la relación es de 60 a 40;
• El automóvil realiza una serie de vueltas: la relación es de 50 a 50;
• Las ruedas delanteras perdieron tracción, una proporción de 10 a 90;
• Freno de emergencia: las ruedas delanteras reciben el máximo de Nm.

conclusión

Hoy en día, muchos automovilistas al menos han oído hablar del sistema 4Matic. Algunos pudieron probar por su propia experiencia el rendimiento de varias generaciones de tracción total de una marca de automóviles de renombre mundial. El sistema aún no tiene una competencia seria entre tales desarrollos, aunque no se puede negar que existen valiosas modificaciones que se utilizan en modelos de otros fabricantes de automóviles, por ejemplo, Quattro de Audi o xdrive de BMW.

Los primeros desarrollos de 4Matic fueron pensados ​​solo para una pequeña cantidad de modelos, y luego como una opción. Pero gracias a su confiabilidad y eficiencia, el sistema ganó reconocimiento y se hizo popular. Esto llevó al fabricante de automóviles a reconsiderar su enfoque para la producción de automóviles con tracción en las cuatro ruedas con distribución automática de energía.

Además del hecho de que la tracción total 4Matic facilita la superación de tramos de la carretera con superficies difíciles e inestables, proporciona seguridad adicional en condiciones extremas. Con un sistema activo y funcional, el conductor puede controlar completamente el vehículo. Pero no debe confiar completamente en este mecanismo, ya que no puede superar las leyes físicas. Por lo tanto, en ningún caso debe descuidar los requisitos elementales de una conducción segura: mantenga un límite de distancia y velocidad, especialmente en carreteras sinuosas.

En conclusión, una pequeña prueba de manejo Mercedes w212 e350 con sistema 4Matic:

Minitest tracción total Mercedes w212 e350 4 matic

Preguntas y respuestas

¿Cómo funciona 4 matic? En una transmisión de este tipo, el par se distribuye a cada eje del vehículo, lo que lo convierte en el líder. Dependiendo de la generación (son 5), la conexión del segundo eje se produce de forma automática o en modo manual.

¿Qué significa AMG? La abreviatura AMG significa Aufrecht (el nombre del fundador de la empresa), Melchner (el nombre de su socio) y Grossashpach (el lugar de nacimiento de Aufrecht).