4Sistema de tração nas quatro rodas digital
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O manejo do veículo é um dos fatores mais importantes dos quais depende a segurança no trânsito. A maioria dos veículos modernos é equipada com uma transmissão que transmite torque a um par de rodas (tração dianteira ou traseira). Mas a alta potência de alguns trens de força está forçando as montadoras a produzir modificações de tração nas quatro rodas. Se você transferir o torque de um motor de alto desempenho para um eixo, inevitavelmente ocorrerá escorregamento das rodas motrizes.
Para estabilizar o veículo na estrada e torná-lo mais confiável e seguro em um estilo de direção esportivo, é necessário distribuir o torque por todas as rodas. Isso aumenta a estabilidade e o controle do transporte em superfícies de estradas instáveis, como gelo, lama ou areia.
Se você distribuir adequadamente os esforços em cada roda, a máquina não tem medo nem mesmo das condições mais severas da estrada com superfícies instáveis. Para cumprir essa visão, as montadoras há muito vêm desenvolvendo todos os tipos de sistemas projetados para melhorar o controle do carro nessas condições. Um exemplo disso é o diferencial (mais detalhadamente sobre o que é, está descrito em outro artigo) Pode ser inter-eixo ou inter-eixo.
Entre esses desenvolvimentos está o sistema 4Matic, que foi criado pelos especialistas da famosa marca de automóveis alemã Mercedes-Benz. Vamos considerar qual é a peculiaridade desse desenvolvimento, como ele apareceu e que tipo de dispositivo ele possui.
O que é o sistema de tração nas quatro rodas 4Matic
Como já ficou claro na introdução, o 4Matic é um sistema de tração integral, ou seja, o torque do motor é distribuído por todas as rodas de forma que, dependendo das condições da estrada, cada uma delas se torne a líder. Não apenas SUVs completos são equipados com tal sistema (para mais informações sobre que tipo de carro é, e como ele difere de crossovers, leia aqui), mas também carros, sob o capô com um potente motor de combustão interna.
O nome do sistema vem de 4WD (ou seja, tração nas 4 rodas) e automáticoMATIC (operação automática dos mecanismos). A distribuição de torque é controlada eletronicamente, mas a transmissão de potência em si é do tipo mecânico, não uma simulação eletrônica. Hoje, de todos esses desenvolvimentos, este sistema é considerado um dos mais modernos e equipado com uma ampla gama de configurações.
Considere como esse sistema apareceu e se desenvolveu e, em seguida, o que está incluído em sua estrutura.
História da tração nas quatro rodas
A própria ideia de introduzir a tração integral nos veículos com rodas não é nova. O primeiro carro com tração integral é o esportivo holandês Spyker 60 / 80HP de 1903. Naquela época, era um carro pesado que recebia equipamentos decentes. Além de transmitir torque a todas as rodas, sob o capô havia um motor a gasolina de 6 cilindros em linha, o que era uma grande raridade. O sistema de freios diminuiu a rotação de todas as rodas e havia até três diferenciais na transmissão, um dos quais era central.
Depois de apenas um ano, uma linha inteira de caminhões com tração nas quatro rodas foi criada para as necessidades do exército austríaco, que foram apresentadas pela Austro-Daimler. Esses modelos foram posteriormente usados como base para carros blindados. Mais perto do início do século XX, a tração nas quatro rodas não surpreendia mais ninguém. E a Mercedes-Benz também esteve ativamente envolvida no desenvolvimento e melhoria deste sistema.
XNUMXª geração
O pré-requisito para o surgimento de modificações bem-sucedidas dos mecanismos foi a apresentação de uma novidade da marca, que aconteceu no âmbito do mundialmente famoso Salão do Automóvel de Frankfurt. O evento aconteceu em 1985. Mas a primeira geração de tração nas quatro rodas da montadora alemã entrou em produção dois anos depois.
A foto abaixo mostra um diagrama que foi instalado em um modelo 124 da Mercedes-Benz W1984:
Houve um bloqueio rígido nos diferenciais traseiro e central (para obter detalhes sobre por que você precisa bloquear o diferencial, leia separadamente) Um diferencial entre as rodas também foi instalado no eixo dianteiro, mas não foi bloqueado, pois neste caso o manuseio do veículo se deteriorou.
O primeiro sistema 4Matic produzido em série estava envolvido na transmissão de torque apenas no caso de um giro do eixo principal. A desativação da tração integral também tinha um modo automático - assim que o sistema de travagem antibloqueio foi acionado, a tração integral também foi desativada.
Nesse desenvolvimento, três modos de operação estavam disponíveis:
- 100% tração traseira. Todo o torque vai para o eixo traseiro, e as rodas dianteiras permanecem apenas giratórias;
- Transmissão de torque parcial. As rodas dianteiras são movidas apenas parcialmente. O indicador de distribuição de força para as rodas dianteiras é de 35 por cento e para as rodas traseiras - 65 por cento. Neste modo, as rodas traseiras ainda são as principais, e as dianteiras apenas ajudam a estabilizar o carro ou sair em um melhor trecho da estrada;
- Divisão de torque de 50 por cento. Neste modo, todas as rodas recebem a mesma porcentagem de torque na mesma medida. Além disso, esta opção tornou possível desativar o bloqueio do diferencial do eixo traseiro.
Essa modificação da tração integral foi usada em carros de produção da marca automotiva até 1997.
XNUMXª geração
A próxima evolução da transmissão de tração integral do fabricante alemão começou a aparecer nos modelos da mesma classe E - W210. Ele poderia ser instalado apenas nos carros que operavam em estradas com tráfego pela direita e, então, apenas sob encomenda. Como função básica, o 4Matic foi instalado nos SUVs da classe M W163. Nesse caso, a tração nas quatro rodas era permanente.
Os bloqueios diferenciais receberam um algoritmo diferente. Era uma imitação de uma fechadura eletrônica, acionada pelo controle de tração. Este sistema diminuiu a rotação da roda deslizante, devido ao qual o torque foi parcialmente redistribuído para as outras rodas.
A partir desta geração do 4Matic, a montadora abandonou completamente as travas de diferencial rígidas. Essa geração existiu no mercado até 2002.
III geração
A terceira geração do 4Matic surgiu em 2002, e estava presente nos seguintes modelos:
- W203 classe C;
- W220 classe S;
- Classe E W211.
Este sistema também recebeu um tipo eletrônico de controle de travas diferenciais. Esses mecanismos, como na geração anterior, não estavam rigidamente bloqueados. As mudanças afetaram os algoritmos de simulação da prevenção do escorregamento das rodas motrizes. Este processo é controlado pelo sistema de controle de tração e pelo sistema de estabilidade dinâmica.
Geração IV
A terceira geração já existia no mercado há quatro anos, mas sua produção não foi concluída. Acontece que o comprador agora pode escolher com qual transmissão equipar o carro. Em 2006, o sistema 4Matic recebeu novas melhorias. Já pode ser visto na lista de equipamentos do S550. O diferencial central assimétrico foi substituído. Em vez disso, uma caixa de engrenagens planetárias foi usada agora. Seu trabalho forneceu uma distribuição de 45/55 por cento entre os eixos dianteiro / traseiro.
A foto mostra um diagrama da quarta geração 4Matic com tração nas quatro rodas, que foi usada no Mercedes-Benz S-Class:
Como os mecanismos dos transportes modernos passaram a receber cada vez mais controladores eletrônicos, o controle da controlabilidade das rodas motrizes tornou-se mais eficaz. O próprio sistema era controlado graças a sinais provenientes de sensores de vários sistemas que garantem a segurança ativa da máquina. A energia do motor foi continuamente fornecida a todas as rodas.
A vantagem desta geração é que ela fornece um equilíbrio ideal entre o manuseio eficiente do veículo e a tração excelente ao superar terrenos acidentados. Apesar das vantagens do sistema, após sete anos de produção, o seu desenvolvimento continuou.
Geração V
A quinta geração do 4Matic surgiu a partir de 2013 e pode ser encontrada nos seguintes modelos:
- CLA45AMG;
- GL500.
A peculiaridade dessa geração é que ela se destina a veículos com unidade de tração transversal (neste caso, a transmissão girará as rodas dianteiras). A modernização afetou o design dos atuadores, bem como o princípio da distribuição de torque.
Nesse caso, o carro tem tração dianteira. A distribuição de força para todas as rodas agora pode ser ativada ativando o modo correspondente no painel de controle.
Como funciona o sistema 4Matic
A estrutura do sistema 4Matic consiste em:
- Caixas automáticas;
- Caixa de transferência, cujo desenho prevê a presença de uma caixa de engrenagem planetária (a partir da quarta geração, é utilizada como alternativa a um diferencial centro assimétrico);
- Transmissão por cardan (para obter detalhes sobre o que é, bem como onde mais é usada em carros, leia em outra revisão);
- Diferencial de eixo cruzado dianteiro (livre ou sem bloqueio);
- Diferencial de eixo cruzado traseiro (também é gratuito).
Existem duas modificações na tração integral 4Matic. O primeiro é destinado a automóveis de passageiros e o segundo é instalado em SUVs e microônibus. No mercado hoje, muitas vezes existem carros equipados com a terceira geração do sistema 4Matic. A razão é que essa geração é mais acessível e tem um bom equilíbrio entre facilidade de manutenção, confiabilidade e eficiência.
Outro fator que influenciou a popularidade dessa geração em particular é o aumento da atividade da montadora alemã Mercedes. Desde 2000, a empresa decidiu reduzir o custo de seus produtos e, ao contrário, aumentar a qualidade dos modelos. Graças a isso, a marca ganhou mais admiradores e o termo "qualidade alemã" ficou mais enraizado nas mentes dos motoristas.
Recursos do sistema 4Matic
Sistemas de tração nas quatro rodas semelhantes funcionam com transmissões manuais, mas o 4Matic é instalado se a transmissão for automática. O motivo da incompatibilidade com a mecânica é que a distribuição do torque não é feita pelo motorista, como na maioria dos modelos de carros com tração nas quatro rodas do século passado, mas pela eletrônica. A presença de uma transmissão automática na transmissão de um carro é uma condição fundamental que determina se tal sistema será instalado no carro ou não.
Cada geração tem seu próprio princípio de operação. Como as duas primeiras gerações são extremamente raras no mercado, vamos nos concentrar em como as três últimas gerações funcionam.
III geração
Esse tipo de PP é instalado tanto em carros quanto em SUVs leves. Em tais níveis de acabamento, a distribuição de potência entre os eixos é realizada em uma proporção de 40 a 60 por cento (menos - para o eixo dianteiro). Se o carro for um SUV completo, o torque será distribuído uniformemente - 50 por cento em cada eixo.
Quando usado em veículos comerciais ou sedans executivos, as rodas dianteiras funcionarão a 45% e as rodas traseiras a 55%. Uma modificação separada é reservada para os modelos AMG - a relação do eixo é 33/67.
Tal sistema consiste em um eixo de hélice, uma caixa de transferência (transmite o torque para as rodas traseiras), diferenciais de eixo transversal na frente e na traseira, bem como dois semi-eixos traseiros. O principal mecanismo é a caixa de transferência. Este dispositivo corrige o funcionamento da caixa de velocidades (substitui o diferencial central). A transmissão do torque é realizada por meio de uma engrenagem solar (são utilizadas engrenagens de diâmetros diferentes para os semi-eixos dianteiro e traseiro).
Geração IV
A quarta geração do 4Matic usa um diferencial cilíndrico, que é travado por meio de uma embreagem de dois discos. A potência é distribuída 45/55 por cento (mais na parte traseira). Quando o carro acelera no gelo, a embreagem trava o diferencial para que as quatro rodas entrem em ação.
Ao passar por uma curva fechada, pode ser observado um deslizamento da embreagem. Isso ocorre quando há uma diferença de 45 Nm entre os diferenciais das rodas. Isso elimina o desgaste acelerado de pneus com cargas mais pesadas. Para a operação 4Matic, o sistema 4ETS, ESP é usado (para que tipo de sistema, leia aqui), bem como ASR.
Geração V
A peculiaridade da quinta geração 4Matic é que a tração nas quatro rodas é ativada nele, se necessário. O resto do carro permanece com tração dianteira (PP conectado). Graças a isso, a direção urbana ou em estrada normal será mais econômica do que a tração integral permanente. O eixo traseiro é ativado automaticamente quando a eletrônica detecta patinagem das rodas no eixo principal.
A desconexão do PP também ocorre no modo automático. A peculiaridade dessa modificação é que em certa medida ela é capaz de corrigir a posição do carro aumentando a área de aderência das rodas motrizes nas curvas até que os mecanismos do sistema de estabilidade da taxa de câmbio sejam ativados.
O dispositivo do sistema inclui outra unidade de controle, que é instalada em uma pré-seleção robótica (dupla embreagem do tipo úmido, cujo princípio de operação é descrito separadamente) caixa de velocidade. Em condições normais, o sistema ativa a distribuição de torque de 50%, mas em uma emergência, a eletrônica ajusta o fornecimento de energia de forma diferente:
- O carro acelera - a proporção é de 60 para 40;
- O carro faz uma série de curvas - a proporção é de 50 para 50;
- As rodas dianteiras perderam tração - uma proporção de 10 a 90;
- Freio de emergência - as rodas dianteiras recebem o Nm máximo.
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Hoje, muitos motoristas já ouviram falar do sistema 4Matic. Alguns puderam testar por experiência própria o desempenho de várias gerações de tração nas quatro rodas de uma marca de automóveis de renome mundial. O sistema ainda não tem concorrência séria entre esses desenvolvimentos, embora não se possa negar que existem modificações valiosas que são utilizadas em modelos de outras montadoras, por exemplo, Quattro da Audi ou xdrive da BMW.
Os primeiros desenvolvimentos do 4Matic destinavam-se apenas a um pequeno número de modelos e, posteriormente, como opção. Mas, graças à sua confiabilidade e eficiência, o sistema ganhou reconhecimento e se tornou popular. Isso levou a montadora a reconsiderar sua abordagem para a produção de carros de tração nas quatro rodas com distribuição automática de potência.
Além do fato de que a tração integral 4Matic facilita a superação de trechos da estrada com superfícies difíceis e instáveis, ela oferece segurança adicional em condições extremas. Com um sistema ativo e funcional, o motorista pode controlar totalmente o veículo. Mas você não deve confiar totalmente neste mecanismo, uma vez que ele não é capaz de superar as leis físicas. Portanto, em nenhum caso você deve negligenciar os requisitos básicos de uma direção segura: manter uma distância e um limite de velocidade, especialmente em estradas sinuosas.
Em conclusão - um pequeno test drive Mercedes w212 e350 com sistema 4Matic:
Perguntas e Respostas:
Como funciona o 4 matic? Em tal transmissão, o torque é distribuído para cada eixo do veículo, tornando-o o líder. Dependendo da geração (são 5), a conexão do segundo eixo ocorre de forma automática ou manual.
O que significa AMG? A abreviatura AMG significa Aufrecht (o nome do fundador da empresa), Melchner (o nome do seu sócio) e Grossashpach (o local de nascimento de Aufrecht).
