4MATIC全輪駆動システム
車両の取り扱いは、交通安全を左右する最も重要な要素の XNUMX つです。 最近のほとんどの車両には、XNUMX 組の車輪 (前輪または後輪駆動) にトルクを伝達するトランスミッションが装備されています。 しかし、一部のパワートレインの高出力により、自動車メーカーは全輪駆動の改造を余儀なくされています。 高性能モーターから片軸にトルクを伝達すると、必然的に駆動輪のスリップが発生します。
路上で車両を安定させ、スポーティなドライビングスタイルでより信頼性と安全性を高めるには、トルクをすべての車輪に配分する必要があります。 これにより、氷、泥、砂などの不安定な路面での輸送の安定性と制御性が向上します。
各ホイールに力を適切に配分すれば、路面が不安定な最も過酷な道路状況でも恐れることはありません。 このビジョンを実現するために、自動車メーカーは長い間、そのような状況での車の制御を改善するように設計されたあらゆる種類のシステムを開発してきました。 この例は、微分です (それが何であるかについてより詳細に説明します。 別の記事で)。 インターアクスルまたはインターアクスルにすることができます。
そのような開発の中には、有名なドイツの自動車ブランドであるメルセデスベンツの専門家によって作成された4MATICシステムがあります。 この開発の特徴、それがどのように現れたか、そしてそれがどんな種類のデバイスを持っているかを考えてみましょう。
4Matic全輪駆動システムとは
紹介からすでに明らかなように、4Maticは全輪駆動システムです。つまり、パワーユニットからのトルクがすべての車輪に分配され、道路状況に応じて、それぞれが主要な車輪になります。 本格的な SUV だけがそのようなシステムを搭載しているわけではありません (どのようなタイプの車であり、クロスオーバーとどのように異なるかについての詳細は、 ここで）だけでなく、ボンネットの下に強力な内燃機関が搭載されている車もあります。
システム名の由来は 4WD (つまり 4 輪駆動) とオートMATIC （メカニズムの自動操作）。 トルク配分は電子制御だが、動力伝達自体は電子シミュレーションではなく機械式。 今日、このようなすべての開発の中で、このシステムは最もハイテクなものの XNUMX つと見なされ、幅広い設定が可能です。
このシステムがどのように出現し、発展したか、そしてその構造に何が含まれているかを考えてください。
全輪駆動の誕生の歴史
車輪付きの車両に全輪駆動を導入するというアイデア自体は新しいものではありません。 最初の全輪駆動車は、60 年のダッチ スパイカー 80/1903HP スポーツカーです。 当時はそれなりの装備が施された頑丈な車でした。 全輪にトルクを伝達するとともに、ボンネットの下には直列6気筒ガソリンエンジンを搭載するなど、珍しかった。 ブレーキ システムはすべての車輪の回転を遅くし、トランスミッションには XNUMX つものディファレンシャルがあり、そのうちの XNUMX つがセンターでした。
わずか XNUMX 年後、オーストリア軍のニーズに合わせて全輪駆動トラックの全ラインアップが作成され、Austro-Daimler によって提示されました。 これらのモデルは後に装甲車のベースとして使用されました。 XNUMX 世紀の初めに近づくと、全輪駆動はもはや誰も驚かなくなりました。 そしてメルセデス・ベンツもこのシステムの開発と改良に積極的に関わっていました。
第一世代
メカニズムの修正が成功するための前提条件は、フランクフルトで開催された世界的に有名なモーターショーの枠組みの中で行われた、ブランドからの目新しさのプレゼンテーションでした。 イベントは1985年に開催されました。 しかし、ドイツの自動車メーカーからの第一世代の全輪駆動は、XNUMX 年後にシリーズに参加しました。
下の写真は、124 年式のメルセデス・ベンツ W1984 モデルに取り付けられた図を示しています。
リアとセンターのディファレンシャルにハード ブロッキングがありました (ディファレンシャルをブロックする必要がある理由の詳細については、 別々に)。 フロントアクスルにもインターホイールディファレンシャルが取り付けられましたが、この場合、車両のハンドリングが悪化したため、ブロックされませんでした。
最初に量産された 4Matic システムは、メイン アクスルがスピンした場合にのみトルクを伝達します。 全輪駆動の無効化にも自動モードがあり、アンチロック ブレーキ システムが作動するとすぐに全輪駆動も解除されました。
その開発では、XNUMX つの動作モードが利用可能でした。
- 100%後輪駆動。 すべてのトルクは後車軸に伝達され、前輪は回転のみを維持します。
- 部分的なトルク伝達。 前輪は部分的にのみ駆動されます。 前輪への力配分インジケータは35パーセント、後輪への65パーセントです。 このモードでは、後輪が依然としてメインであり、前輪は車を安定させるか、道路のより良いセクションに出るのにのみ役立ちます。
- 50% のトルク分割。 このモードでは、すべての車輪が同じ割合で同じ程度のトルクを受け取ります。 また、このオプションにより、リヤアクスルディファレンシャルロックを無効にすることができました。
全輪駆動のこの改造は、1997 年まで自動車ブランドの生産車で使用されました。
第二世代
ドイツのメーカーからの全輪駆動トランスミッションの次の進化は、同じEクラスのモデルであるW210に登場し始めました。 これは、右側通行の道路で運行された車にのみ取り付けることができ、その後は注文した場合にのみ取り付けることができました。 基本機能として、4MaticをMクラスSUVのW163に搭載。 この場合、四輪駆動は永続的でした。
差分ロックは異なるアルゴリズムを受け取りました。 これは、トラクション コントロールによって作動する電子ロックの模倣品でした。 このシステムは、スキッド ホイールの回転を遅くしたため、トルクが他のホイールに部分的に再配分されました。
この世代の 4Matic から、自動車メーカーはリジッド ディファレンシャル ロックを完全に廃止しました。 この世代は 2002 年まで市場に存在していました。
III世代
4代目2002MaticはXNUMX年に登場し、以下のモデルに搭載されていました。
- CクラスW203;
- SクラスW220;
- EクラスW211。
このシステムは、電子タイプのディファレンシャル ロック コントロールも受け取りました。 これらのメカニズムは、前世代と同様、厳密にブロックされていませんでした。 変更は、駆動輪のスリップ防止をシミュレートするためのアルゴリズムに影響を与えました。 このプロセスは、トラクション コントロール システムとダイナミック スタビリティ システムによって制御されます。
IV世代
2006代目は4年間市場に出回っていましたが、生産は完了していません。 購入者が車に装備するトランスミッションを選択できるようになっただけです。 550 年、45Matic システムはさらに改良されました。 S55 の装備リストにすでに表示されています。 非対称センターデフは交換済み。 代わりに、遊星ギアボックスが使用されました。 彼の仕事は、フロント/リア アクスル間で XNUMX/XNUMX パーセントの配分を提供しました。
写真は、メルセデス ベンツ S クラスで使用された第 4 世代 XNUMXMatic 全輪駆動の図を示しています。
現代の輸送機構がますます多くの電子制御装置を受け取り始めたという事実により、駆動輪の制御可能性の制御はより効果的になりました。 システム自体は、機械のアクティブ セーフティを保証するさまざまなシステムのセンサーからの信号のおかげで制御されました。 モーターからの動力は、すべての車輪に常に供給されていました。
この世代の利点は、荒れた地形を克服する際に、効率的な車両ハンドリングと優れた牽引力の最適なバランスを提供することです。 このシステムの利点にもかかわらず、XNUMX 年間の生産の後、さらなる開発が続きました。
V世代
4代目2013MaticはXNUMX年から登場し、以下のモデルに搭載されています。
- CLA45AMG;
- GL500。
この世代の特徴は、横方向のパワーユニットを備えた車両を対象としていることです（この場合、トランスミッションは前輪を回転させます）。 近代化は、アクチュエーターの設計とトルク配分の原理に影響を与えました。
この場合、車は前輪駆動です。 コントロール パネルで対応するモードを有効にすることで、すべての車輪への電力分配を有効にできるようになりました。
4Maticシステムの仕組み
4Matic システムの構造は次のとおりです。
- 自動箱;
- 遊星ギアボックスの存在を提供する設計のトランスファーケース（第XNUMX世代以降、非対称センターディファレンシャルの代替として使用されます）。
- カルダン トランスミッション (それが何であるか、および車内の他の場所で使用されているかの詳細については、 別のレビューで);
- フロントクロスアクスルディファレンシャル（フリー、またはノンブロッキング）。
- リヤクロスアクスルデフ（これも無料）。
4Matic全輪駆動には4つの変更があります。 XNUMXつ目は乗用車向け、XNUMXつ目はSUVやミニバスに搭載。 今日の市場では、多くの場合、第 XNUMX 世代の XNUMXMatic システムを搭載した車両があります。 その理由は、この世代はより手頃な価格で、保守性、信頼性、効率性のバランスが良いためです。
この特定の世代の人気に影響を与えたもう 2000 つの要因は、ドイツの自動車メーカー メルセデスの活動の高まりです。 XNUMX 年以来、同社は製品のコストを削減し、逆にモデルの品質を向上させることを決定しました。 これにより、ブランドはより多くのファンを獲得し、「ドイツの品質」という言葉がドライバーの心にしっかりと根付きました。
4Maticシステムの特長
同様の全輪駆動システムはマニュアル トランスミッションでも機能しますが、トランスミッションがオートマチックの場合は 4Matic がインストールされます。 メカニックとの互換性がない理由は、前世紀の全輪駆動車のほとんどのモデルのように、ドライバーがトルクの配分を行うのではなく、エレクトロニクスによって行われるためです。 自動車のトランスミッションにオートマチック トランスミッションが搭載されているかどうかは、そのようなシステムが自動車に搭載されるかどうかを決定する重要な条件です。
各世代には独自の動作原理があります。 最初の XNUMX 世代は市場で非常にまれであるため、最後の XNUMX 世代がどのように機能するかに焦点を当てます。
Ⅲ世代
このタイプの PP は、セダンとライト SUV の両方に搭載されています。 このようなトリム レベルでは、車軸間の動力配分は 40 ～ 60 パーセント (前車軸より少ない) の比率で行われます。 車が本格的な SUV の場合、トルクは均等に配分されます - 各車軸に 50 パーセント。
商用車やビジネスセダンでは、前輪が 45%、後輪が 55% で作動します。 AMG モデルには別の変更が予約されています - 車軸比は 33/67 です。
このようなシステムは、プロペラ シャフト、トランスファー ケース (トルクを後輪に伝達する)、前後のクロス アクスル ディファレンシャル、および XNUMX つのリア アクスル シャフトで構成されています。 その中の主なメカニズムはトランスファーケースです。 この装置は、ギアボックスの動作を修正します (センターディファレンシャルを交換します)。 トルクの伝達は、サンギア (前後のアクスルシャフトに異なる直径のギアが使用されています) を介して行われます。
IV世代
第 4 世代の 45Matic は、55 ディスク クラッチを介してロックされる円筒形のディファレンシャルを使用しています。 パワーは XNUMX/XNUMX パーセントに分散されます (後部ほど多くなります)。 車が氷上で加速すると、クラッチがディファレンシャルをロックして、XNUMX つの車輪すべてが機能するようにします。
急カーブを通過する際、クラッチの滑りが見られる場合があります。 これは、ホイール ディファレンシャル間に 45 Nm の差がある場合に発生します。 これにより、負荷の大きいタイヤの摩耗が加速するのを防ぎます。 4Maticの運用には、4ETS、ESPシステムが使われています（どのようなシステムについては、こちらをお読みください） ここで) および ASR。
V世代
第五世代 4Matic の特徴は、必要に応じて四輪駆動が作動することです。 車の残りの部分は前輪駆動のままです (PP 接続)。 これにより、都市部または通常の道路走行モードは、永続的な全輪駆動よりも経済的になります。 電子機器がメイン アクスルのホイール スリップを検出すると、リア アクスルが自動的に作動します。
PP の切断は、自動モードでも発生します。 この変更の特徴は、為替レート安定化システムのメカニズムが作動するまで、コーナーで駆動輪のグリップ領域を増やすことにより、車の位置をある程度修正できることです。
システム設計には、ロボット プレセレクティブ (湿式ダブル クラッチ、動作原理が説明されている 別々に) ギアボックス。 通常の状態では、システムは 50% のトルク配分をアクティブにしますが、緊急時には、電子機器が異なる方法で電力供給を調整します。
- 車が加速します - 比率は 60 対 40 です。
- 車は一連のターンを経ます - 比率は50対50です。
- 前輪は牽引力を失いました - 10対90の比率。
- 緊急ブレーキ - 前輪は最大 Nm を受け取ります。
出力
今日、多くのドライバーは少なくとも4MATICシステムについて聞いたことがあるでしょう。 世界的に有名な自動車ブランドの数世代にわたる全輪駆動の性能を自分の経験でテストすることができた人もいました。 アウディのクワトロやBMWのxdriveなど、他の自動車メーカーのモデルで使用されている価値のある変更があることは否定できませんが、システムはまだそのような開発の間で深刻な競争をしていません。
4Matic の最初の開発は、少数のモデルのみを対象としており、その後はオプションとして提供されました。 しかし、その信頼性と効率性のおかげで、このシステムは認知され、人気を博しました。 これにより、自動車メーカーは自動配電を備えた四輪駆動車の生産へのアプローチを再考することになりました。
4Matic全輪駆動により、困難で不安定な路面の道路セクションを簡単に克服できるという事実に加えて、極端な状況での追加の安全性が提供されます。 アクティブで機能的なシステムにより、ドライバーは車両を完全に制御できます。 ただし、このメカニズムは物理法則に打ち勝つことができないため、完全に信頼するべきではありません。 したがって、安全運転の基本的な要件、特に曲がりくねった道路では、距離と速度制限を維持することを決して怠ってはなりません。
結論として - 212Matic システムを搭載したメルセデス w350 e4 の小さな試乗：
質問と回答：
4 maticはどのように機能しますか？ このようなトランスミッションでは、トルクが車両の各車軸に分散され、車両が先頭になります。 世代に応じて（5つあります）、XNUMX番目の軸の接続は自動的にまたは手動モードで行われます。
AMGはどういう意味ですか？ 略語AMGは、Aufrecht（会社の創設者の名前）、Melchner（彼のパートナーの名前）、Grossashpach（Aufrechtの発祥の地）の略です。
