Схема Системы Полного Привода 4matic



схема системы полного привода 4matic

Что такое система полного привода 4Matic #8212 её устройство и принцип работы

Система полного привода 4Matic, являющаяся официально зарегистрированным товарным знаком, была разработана несколько лет назад в компании Mercedes-Benz, и в наши дни устанавливается на несколько моделей легковых автомобилей. Автомобили, имеющие полный привод 4Matic комплектуются исключительно автоматической коробкой переключения передач.

Система полного привода 4Matic предназначена для придания автомобилю устойчивости на дороге и управляемости в любых ситуациях: во время начала движения, при прохождении поворотов, по заснеженному, обледеневшему или мокрому покрытию дороги, а также во время выполнения буксировки прицепа.

Система 4Matic передает от двигателя автомобиля крутящий момент на все колеса одновременно, но распределяет их в разной пропорции. Например:

  • для всех легковых автомобилей за исключением S-class – 40% на передние и 60% на задние колеса
  • GL, R и ML-класс – 50/50
  • S-класс – 45/55.

Полный привод 4Matic обладает одной весьма интересной особенностью: теперь у автомобиля нет систем блокировки межколесных дифференциалов и межосевого дифференциала. Вместо этих систем установлена принципиально новая система Electronic Traction System (4ETS), которая управляет тяговым усилием. Именно эта система не дает на скользком дорожном покрытии проскальзывать колесам автомобиля.

Как только колесо начинает пытаться проскользнуть, система 4ETS автоматически увеличивает крутящий момент одновременно на остальных колесах, которые с дорогой имеют хорошее сцепление. Поэтому автомобиль, оборудованный системой 4Matic, всегда с дорогой имеет хорошее сцепление и большой запас силы тяги.

Устройство 4Matic

В систему 4Matic входят следующие устройства:

  1. автоматическая коробка переключения передач
  2. раздаточная коробка
  3. карданная передача на переднюю ось
  4. карданная передача на заднюю ось
  5. главная передача и задний межколесный дифференциал
  6. главная передача и передний межколесный дифференциал
  7. полуоси задних колес.

Схема системы полного привода 4Matic:

1 #8212 автоматическая коробка передач 2 #8212 раздаточная коробка 3 #8212 карданная передача привода передней оси 4 #8212 главная передача и передний межколесный дифференциал 5 #8212 приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей 6 #8212 карданная передача привода задней оси.

Центральный конструктивный элемент системы 4Matic – это раздаточная коробка, при помощи которой бесступенчато распределяется по осям автомобиля крутящий момент. Состоит раздаточная коробка из:

  • приводного вала
  • вала привода задней оси
  • планетарного редуктора
  • цилиндрических шестерен
  • вала привода передней оси. Роль несимметричного межосевого дифференциала в раздаточной коробке выполняет планетарный редуктор.

Схема раздаточной коробки системы 4Matic:

1 #8212 приводной вал 2 #8212 вал привода задней оси 3 #8212 планетарный редуктор 4 #8212 цилиндрические шестерни 5 #8212 вал привода передней оси.

Инновационная система ESP, которая полностью интегрирована в 4Matic, делает работу системы еще более эффективной. Так как система получает от множества датчиков полную информацию о том, с какой скоростью вращаются колеса, каков угол поворота управляемых колес, какова угловая скорость рыскания и поперечное ускорение. Эти данные обсчитывает встроенный микропроцессор системы, и делает траекторию движения автомобиля оптимальной.

Если курс был задан водителем, а автомобиль от него отклонился, то система 4Matic вмешивается в управление и корректирует величину крутящего момента или тормозной момент. Взаимодействие систем 4Matic и ESP является на сегодняшний день уникальным. Автомобиль всегда стабилен и движется по оптимальной траектории движения.

Mercedes-Benz E-class ///AMG E3.6 4Matic › Бортжурнал › Устройство W124 4matic

Владислав Sed, 29 лет

Москва, Россия

Полный привод прочно утвердился в сознании большинства водителей как синоним высокой проходимости автомобиля.

Современные автомобили обладают большим запасом мощности, и на старте при резком нажатии на педаль газа сил сцепления одной пары колес с дорожным покрытием, как правило, не хватает. Ведущие колеса буксуют, проскальзывают, избыток тяги уходит вместе с дымом сгоревшей резины. Распределение тягового усилия на четыре колеса и использования веса автомобиля для увеличения сцепления с грунтом уменьшают вероятность пробуксовки в несколько раз и позволяют делать огромное стартовое ускорение. К тому же полный привод обеспечивает лучшую управляемость и курсовую устойчивость автомобиля в движении, особенно на скользких дорогах, дает возможность водителю увереннее и быстрее проходить повороты.

Однако трансмиссия 4Х4 требует введения в конструкцию новых узлов, это делает автомобиль более тяжелым, шумным и подверженным различным вибрациям. Усложнение конструкции увеличивает стоимость автомобиля с полным приводом. Кроме того, требуются дополнительные затраты на обслуживание и ремонт такой машины в период эксплуатации. Увеличение общего веса машины и механические потери в дополнительных агрегатах трансмиссии автомобилей 4Х4 ведет к потреблению большего объема топлива, чем их аналоги с приводом на одну ось. Проблемы достаточно серьезные, и до начала 1980-х годов использование схемы с четырьмя ведущими колесами не на внедорожниках, где без использования полного привода не обойтись, а на обычных легковых машинах считалось событием из ряда технических курьезов.

Инженеры компании Mercedes изобрели свою трансмиссию с автоматически подключаемым полным приводом, которую назвали 4Matic. Принцип ее работы заключается в следующем: на сухом покрытии ведущими являлись задние колеса, а при их пробуксовке центральный компьютер через гидравлический привод включал многодисковое сцепление и перераспределял крутящий момент на передние колеса. Материал, из которого изготавливались фрикционные накладки дисков, не боится пробуксовки, и благодаря именно пробуксовке может работать применяемое в подобных схемах многодисковое сцепление. Электронная система через гидропривод изменяет степень сжатия дисков, постепенно перераспределяя крутящий момент к оси, колеса которой обладают лучшим сцеплением с дорогой. Такой агрегат называется гидромеханической муфтой. На практике система 4Matic работает не хуже, но и не лучше трансмиссий с полным приводом других производителей, но ее дороговизна и сложная конструкция скорее минус, чем плюс.

Функция предотвращения пробуксовки задних ведущих колес заложена в электронной системе 4Matic. При сигнале датчиков ABS о пробуксовке одного или двух колес, блок управления 4Matic блокирует гидравлическую муфту межосевого дифференциала, подключающего в работу передние колеса. Если и этого недостаточно, следует команда на блокировку муфты дифференциала заднего моста.

В Mercedes W124 с системой 4Matic полный привод реализован в механической раздаточной коробке, в которой подключения приводов происходят гидравлической жидкостью ZHM, подаваемой под высоким давлением. В этой раздатке отсутствует вискомуфта. Блок управления 4Matic учитывает следующие сигналы:

-Скорость с двух передних и одного заднего (расположенного в заднем мосту) датчиков ABS.

-Датчик угла поворота рулевого вала

-Датчик педали тормоза

Начало движения всегда происходит с распределением усилий — 35% на переднюю ось и 65% на заднюю ось. Эти пропорции сохраняются до скорости 20км/ч (в том случае, если начало движения было с ускорением больше, чем 0.5м/с, передний привод остается во включенном состоянии, при условии сохранения темпа ускорения). Затем передний привод отключается, и движение продолжается только на заднем приводе. Если разность скорости вращения колес больше чем 2 км/ч до скорости 100км/ч, либо больше 2% свыше 100км/ч, то вновь подключается передний привод с моментом 35/65% и остается включенным еще около секунды после того, как скорость вращения колес уравнялась.

В том случае, если после включения 35/65% скорость вращения колес не уравнялась, то включается блокировка межосевого дифференциала, то есть момент распределяется уже 50/50%. Если в этом случае скорость автомобиля меньше 38км/ч, то в дополнение ко всему блокируется задний межколесный дифференциал. Блокировка заднего моста в 4Matic может быть включена только до 38км/ч.

В алгоритме работы 4Matic есть интересная особенность, если частота включения блокировок увеличивается (например, при движении по снегу, слякотной дороге), то увеличивается время действия блокировок. При нажатии на педаль тормоза происходит полное отключение всех блокировок мгновенно. Блокировка 35/65% может так же включаться при резких поворотах руля на скорости свыше 30км/ч для стабилизации автомобиля при раскачивании, даже при отсутствии пробуксовки в колесах.

Алгоритм работы блока управления 4Matic вычисляет отношение скоростей вращения передних колес в зависимости от угла поворота рулевого механизма. Если отношение скоростей не совпадает с параметром, заложенным в памяти блока управления, то так же подключается полный привод с моментом 35/65%.

Механически раздатка Mercedes W124 представляет собой достаточно простую конструкцию, состоящую из двух валов, набора шестерен и двух пакетов фрикционов. Фрикционы сжимает поршень, который приводится в действие давлением гидравлической жидкости ZHM. Один пакет фрикционов отвечает за подключение переднего привода, другой — за блокировку 50/50%. Жидкость ZHM качает двухконтурный насос гидроусилителя руля. В составе раздатки Mercedes W124 есть блок клапанов с гидроаккумулятором, который распределяет давление на рабочие поршни раздаточной коробки и в задний мост. Всем механизмом управляет электронный блок Mercedes 4Matic.

Схема полного привода Mercedes W124 4Matic

4Matic

Система 4MATIC была разработана инженерами автомобильной компании Mercedes #8212 Benz. 4MATIC устанавливается только на автомобили, которые имеют АКПП .

Последнее поколение системы 4MATIC состоит из следующих устройтсв:

  • межколесные и межосевые дифференциалы свободного типа
  • полный привод включен постоянно
  • с помощью системы контроля тягового усилия симулируется блокировка межколесных дифференциалов .

4MATIC (w210)

III поколение.

Третье поколение системы полного привода 4MATIC была разработана в 2002 году и устанавливалась на следующие автомобили Mercedes: S-класс (220-го типа), Е-класс (211-го типа) и С-класс (203-го типа). Характеризовались

  • с помощью системы курсовой устойчивости (ESP) которая включает в себя систему контроля тягового усилия (4ETS) происходит контроль за движением автомобиля
  • машина имеет постоянный полный привод
  • межколесные и межосевые дифференциалы свободного типа.

1- автоматическая коробка передач

Схема раздаточной коробки системы 4Matic

1- приводной вал

2- вал привода задней оси

3- планетарный редуктор

4- цилиндрические шестерни

5- вал привода передней оси.

Схема раздаточной коробки системы 4MATIC такова: сдвоенный планетарный редуктор служит в КПП для несимметричного межосевого дифференциала. Происходит передача крутящего момента от двигателя таким образом, что на заднюю ось автомобиля приходится 60%, а на переднюю ось 40 %. На некоторых моделях автомобилей, которые имеют систему 4MATIC, соотношение крутящего момента равно 45:55. Водило планетарного редуктора соединено с приводным валом. В свою очередь, вал привода задней оси вращается от солнечной оси (большого диаметра). Вал привода передней оси,соединен с солнечной шестерней (малого диаметра), а с другой стороны,посредством цилиндрических шестерен, соединен с карданом передней оси автомобиля.

Блокировка межколесных и межосевых дифференциалов в системе 4MATICне предусмотрена. Контроль устойчивости при движении автомобиля обеспечивает система курсовой устойчивости ESP, которая включает систему контроля тягового усилия ETS, антипробуксовочную систему ASR и антиблокировочную систему тормозов ABS.

Система ETS (Electric Traction System) по конструкции аналогична электронной блокировке дифференциала. При срабатывании система симулирует блокировку межколесных дифференциалов путем подтормаживания буксующих колес. При этом крутящий момент на колесе с лучшим сцеплением увеличивается, чем достигается уверенный разгон с места, ускорение на дорогах с плохим покрытием.

Системы полного привода

Трансмиссии полноприводных автомобилей имеют различные конструкции. В совокупности они образуют системы полного привода. Различают следующие виды систем полного привода:

  • постоянный полный привод
  • полный привод подключаемый автоматически
  • полный привод подключаемый вручную.

Разные виды систем полного привода имеют, как правило, разное предназначение. Вместе с тем можно выделить следующие общие преимущества данных систем, определяющие область их применение:

Система постоянного полного привода

Система постоянного полного привода  (другое наименование –система полного привода Full Time. в переводе «полное время») обеспечивает постоянную передачу крутящего момента на все колеса автомобиля.

Система имеет следующее общее устройство:

  • сцепление
  • коробка передач
  • раздаточная коробка
  • карданные передачи задней и передней оси
  • главные передачи задней и передней оси
  • мелколесные дифференциалы задней и передней оси
  • полуоси колес.

Постоянный полный привод применяется как на автомобилях с заднеприводной компоновкой (продольное расположение двигателя и коробки передач), так и на автомобилях с переднеприводной компоновкой (поперечное расположение двигателя и коробки передач). Такие системы различаются в основном по конструкции раздаточной коробки и карданных передач.

Известными системами постоянного полного привода являются система Quattro от Audi , xDrive от BMW , 4Matic от Mercedes .

Сцепление обеспечивает кратковременное отсоединение двигателя от трансмиссии при переключении передач, а также предохранение элементов трансмиссии от перегрузок.

Коробка передач служит для изменения крутящего момента, скорости и направления движения автомобиля. В автоматической коробке передач функцию сцепления выполняет гидротрансформатор.

Раздаточная коробка предназначена для распределения крутящего момента по осям автомобиля и его увеличения при необходимости. Современная раздаточная коробка включает цепную передачу (зубчатую передачу), обеспечивающую передачу крутящего момента на переднюю ось, понижающую передачу в виде планетарного редуктора (в отдельных конструкциях) и межосевой дифференциал.

Наличие межосевого дифференциала является отличительной особенностью раздаточной коробки системы постоянного полного привода. Для полной реализации полноприводных возможностей в конструкции системы предусматривается блокировка межосевого дифференциала.

Блокировка дифференциала может осуществляться автоматически или вручную. Современными конструкциями автоматической блокировки межосевого дифференциала является вискомуфта,самоблокирующийся дифференциал Torsen, многодисковая фрикционная муфта .

Ручная (принудительная) блокировка дифференциала производится водителем с помощью механического, пневматического, электрического или гидравлического привода.

На некоторых конструкциях раздаточной коробки предусмотрены функции как автоматической, так и ручной блокировки межосевого дифференциала.

Карданные передачи обеспечивают передачу крутящего момента от вторичных валов раздаточной коробки на валы главных передач.

Главная передача служит для увеличения крутящего момента и его передачи на полуоси колес.

Межколесный дифференциал обеспечивает распределение крутящего момента между ведущими колесами и позволяет полуосям вращаться с различными угловыми скоростями. В системах полного привода межколесный дифференциал применяется на передней и задней оси.

Для реализации полноприводных возможностей один или оба дифференциала имеют возможность блокировки. Блокировка межколесного дифференциала может осуществляться вручную или автоматически (вискомуфта, дифференциал Torsen). На современных автомобилях применяется электронная блокировка дифференциала.

Принцип работы системы постоянного полного привода заключается в следующем. Крутящий момент от двигателя передается на коробку передач и далее на раздаточную коробку. В раздаточной коробке момент распределяется по осям. При необходимости водителем может быть включена понижающая передача. Далее крутящий момент через карданные валы передается на главную передачу и межосевой дифференциал каждой из осей. От дифференциала крутящий момент через полуоси передается на ведущие колеса. При проскальзывании колес одной из осей автоматически или принудительно производится блокировка межосевого и межколесного дифференциалов.

Система полного привода подключаемого автоматически

Система полного привода подключаемого автоматически (другое наименование – система полного привода On demand. в переводе «по требованию») является перспективным направлением развития полного привода легковых автомобилей. Данная система обеспечивает подключение колес одной из осей в случае проскальзывания колес другой оси. В обычных условиях эксплуатации автомобиль является передне- или заднеприводным.

Практически все ведущие автопроизводители имеют в своем модельном ряду автомобили с автоматически подключаемым полным приводом. Известной системой полного привода подключаемого автоматически является 4Motion от Volkswagen .

Система полного привода подключаемого автоматически имеет следующее общее устройство:

  • сцепление
  • коробка передач
  • главная передача передней оси
  • межколесный дифференциал передней оси
  • раздаточная коробка
  • карданная передача
  • муфта подключения задней оси
  • главная передача задней оси
  • межколесный дифференциал задней оси
  • полуоси.

Раздаточная коробка  в системе автоматически подключаемого полного привода представляет собой, как правило, конический редуктор. Понижающая передача и межосевой дифференциал отсутствуют.

В качестве муфты подключения задней оси используются следующие устройства:

  • вискомуфта
  • электронноуправляемая фрикционная муфта.

Известной фрикционной муфтой является муфта Haldex. которая используется в системе полного привода 4Motion  концерна Volkswagen.

Принцип работы системы полного привода подключаемого автоматически. оборудованного фрикционной муфтой, заключается в следующем. Крутящий момент от двигателя, через сцепление, коробку передач, главную передачу и дифференциал передается на переднюю ось автомобиля. Крутящий момент через раздаточную коробку и карданные валы также передается на фрикционную муфту. В нормальном положении фрикционная муфта имеет минимальное сжатие, при котором на заднюю ось передается до 10% крутящего момента. При проскальзывании колес передней оси по команде электронного блока управления срабатывает фрикционная муфта и передает крутящий момент на заднюю ось. Величина передаваемого на заднюю ось крутящего момента может изменяться в определенных пределах.

Система полного привода подключаемого вручную

Система полного привода подключаемого вручную  (другое наименование - система полного привода Part Time. в переводе «частичное время») в настоящее время практически не применяется, т.к. является низкоэффективной. Вместе с тем, именно эта система обеспечивает жесткую связь передней и задней оси, передачу крутящего момента в соотношении 50:50 и поэтому является по настоящему внедорожной.

Устройство системы полного привода подключаемого вручную в целом аналогично системе постоянного полного привода. Основные отличия – отсутствие межосевого дифференциала  и возможность подключения переднего моста в раздаточной коробке. Необходимо отметить, что в ряде конструкций постоянного полного привода используется функция отключения переднего моста. Правда в данном случае отключение и подключение это не одно и то же.

Система полного привода xDrive

Система полного привода xDrive является разработкой концерна BMW и относится к системам постоянного полного привода. Система обеспечивает бесступенчатое, непрерывное и переменное распределение крутящего момента между передней и задней осью в зависимости от условий движения. В настоящее время система xDrive устанавливается на спортивных внедорожниках (SAV, Sports Activity Vehicle ) Х1, Х3, Х5, Х6 и легковых автомобилях 3-й, 5-й и 7-й серий.

Источники: http://avto-i-avto.ru/ustrojstvo-avto/chto-takoe-sistema-polnogo-privoda-4matic-eyo-ustrojstvo-i-princip-raboty.html, http://www.drive2.ru/l/288230376152978046/, http://dvigaem.net/avysroistvo/%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%8F/%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D0%B4/4matic/, http://akppzapchasti.ru/?p=81








Комментариев пока нет!

Поделитесь своим мнением