4Matic نظام الدفع الرباعي

يعتبر التعامل مع السيارة من أهم العوامل التي تعتمد عليها السلامة على الطرق. تم تجهيز معظم السيارات الحديثة بناقل حركة ينقل عزم الدوران إلى زوج واحد من العجلات (الدفع بالعجلات الأمامية أو الخلفية). لكن القوة العالية لبعض المحركات تجبر صانعي السيارات على إنتاج تعديلات الدفع الرباعي. إذا قمت بنقل عزم الدوران من محرك عالي الأداء إلى محور واحد ، فسيحدث حتما انزلاق عجلات القيادة.

لتثبيت السيارة على الطريق وجعلها أكثر أمانًا وموثوقية بأسلوب قيادة رياضي ، من الضروري توزيع عزم الدوران على جميع العجلات. يؤدي ذلك إلى زيادة الاستقرار والتحكم في النقل على أسطح الطرق غير المستقرة ، مثل الجليد أو الطين أو الرمل.

إذا قمت بتوزيع الجهود بشكل صحيح على كل عجلة ، فلن تخشى الماكينة حتى من أقسى ظروف الطريق مع الأسطح غير المستقرة. لتحقيق هذه الرؤية ، لطالما طور صانعو السيارات جميع أنواع الأنظمة المصممة لتحسين التحكم في السيارة في مثل هذه الظروف. مثال على ذلك هو التفاضل (يتم وصفه بمزيد من التفاصيل حول ماهيته في مقال آخر). يمكن أن يكون محورًا داخليًا أو محورًا داخليًا.

من بين هذه التطورات نظام 4Matic ، الذي تم إنشاؤه بواسطة متخصصين من ماركة السيارات الألمانية الشهيرة Mercedes-Benz. دعونا نفكر في خصوصية هذا التطور ، وكيف ظهر ونوع الجهاز الذي يحتوي عليه.

ما هو نظام الدفع الرباعي 4Matic

كما هو واضح من المقدمة ، 4Matic هو نظام دفع رباعي ، أي يتم توزيع عزم الدوران من وحدة الطاقة على جميع العجلات بحيث يصبح كل منها ، حسب ظروف الطريق ، هو الرائد. ليس فقط سيارات الدفع الرباعي الكاملة مجهزة بمثل هذا النظام (لمزيد من المعلومات حول نوع السيارة وكيف تختلف عن عمليات الانتقال ، اقرأ هنا) ، ولكن أيضًا السيارات التي يتم تركيب محرك احتراق داخلي قوي لها تحت الغطاء.

يأتي اسم النظام من 4WD (أي الدفع الرباعي) والسياراتMATIC (التشغيل الآلي للآليات). يتم التحكم في توزيع عزم الدوران إلكترونيًا ، ولكن نقل الطاقة نفسه من النوع الميكانيكي ، وليس المحاكاة الإلكترونية. اليوم ، من بين كل هذه التطورات ، يعتبر هذا النظام واحدًا من أكثر الأنظمة تطوراً ومجهزًا بمجموعة واسعة من الإعدادات.

فكر في كيفية ظهور هذا النظام وتطوره ، ثم ما هو مدرج في هيكله.

تاريخ إنشاء نظام الدفع الرباعي

إن فكرة إدخال نظام الدفع الرباعي في المركبات ذات العجلات ليست جديدة. النموذج الأول للسيارة ذات الدفع الرباعي الكامل هو السيارة الرياضية الهولندية Spyker 60 / 80HP من عام 1903. في ذلك الوقت ، كانت سيارة الخدمة الشاقة تتلقى معدات جيدة. بالإضافة إلى نقل عزم الدوران إلى جميع العجلات ، تحت غطاء محرك السيارة كان هناك وحدة طاقة بنزين سداسية الأسطوانات في الخط ، والتي كانت نادرة للغاية. أدى نظام الكبح إلى إبطاء دوران جميع العجلات ، وكان هناك ما يصل إلى ثلاثة تفاضلات في ناقل الحركة ، أحدها كان مركزيًا.

بعد عام واحد فقط ، تم إنشاء مجموعة كاملة من شاحنات الدفع الرباعي لتلبية احتياجات الجيش النمساوي ، والتي قدمتها شركة Austro-Daimler. تم استخدام هذه النماذج لاحقًا كقاعدة للسيارات المدرعة. أقرب إلى بداية القرن العشرين ، لم يعد بإمكان الدفع الرباعي مفاجأة أي شخص. كما شاركت مرسيدس-بنز بنشاط في تطوير هذا النظام وتحسينه.

الجيل الأول

كانت المتطلبات الأساسية لظهور تعديلات ناجحة للآليات هي تقديم منتج جديد من العلامة التجارية ، والذي تم في إطار معرض السيارات الشهير عالميًا في فرانكفورت. وقع الحدث في عام 1985. لكن الجيل الأول من الدفع الرباعي من شركة صناعة السيارات الألمانية دخل حيز الإنتاج بعد ذلك بعامين.

توضح الصورة أدناه رسمًا تخطيطيًا تم تثبيته على طراز 124 Mercedes-Benz W1984:

كان هناك عائق قوي في التفاضلات الخلفية والوسطى (للحصول على تفاصيل حول سبب حاجتك إلى منع الترس التفاضلي ، اقرأ على حدة). تم أيضًا تثبيت ترس تفاضلي بين العجلات على المحور الأمامي ، ولكن لم يتم حظره ، لأنه في هذه الحالة تدهور التعامل مع السيارة.

أول نظام 4Matic تم إنتاجه على شكل سلسلة كان متورطًا في نقل عزم الدوران فقط في حالة دوران المحور الرئيسي. كان لتعطيل نظام الدفع الرباعي أيضًا وضعًا تلقائيًا - بمجرد تشغيل نظام الفرامل المانعة للانغلاق ، تم أيضًا فصل نظام الدفع الرباعي.

في هذا التطور ، توفرت ثلاث طرق للتشغيل:

1. 100٪ دفع خلفي. يذهب كل عزم الدوران إلى المحور الخلفي ، وتبقى العجلات الأمامية دوارة فقط ؛
2. انتقال عزم الدوران الجزئي. يتم دفع العجلات الأمامية جزئيًا فقط. توزيع القوى على العجلات الأمامية هو 35 في المائة ، وإلى الخلف - 65 في المائة. في هذا الوضع ، لا تزال العجلات الخلفية هي العجلات الرئيسية ، والعجلات الأمامية تساعد فقط في تثبيت السيارة أو الخروج إلى جزء أفضل من الطريق ؛
3. 50 في المئة من عزم الدوران. في هذا الوضع ، تتلقى جميع العجلات نفس النسبة من عزم الدوران إلى نفس المدى. أيضًا ، جعل هذا الخيار من الممكن تعطيل القفل التفاضلي للمحور الخلفي.

تم استخدام هذا التعديل للدفع الرباعي في إنتاج السيارات من ماركة السيارات حتى عام 1997.

الجيل الثاني

بدأ التطور التالي لناقل الحركة بالدفع الرباعي من الشركة المصنعة الألمانية في الظهور في نماذج من نفس الفئة E - W210. يمكن تثبيته فقط على تلك السيارات التي تم تشغيلها على الطرق ذات حركة المرور اليمنى ، وبعد ذلك فقط عند الطلب. كوظيفة أساسية ، تم تثبيت 4Matic في سيارات الدفع الرباعي W163 من الفئة M. في هذه الحالة ، كان الدفع الرباعي دائمًا.

تلقت الأقفال التفاضلية خوارزمية مختلفة. لقد كان تقليدًا لقفل إلكتروني ، تم تنشيطه بواسطة التحكم في الجر. أدى هذا النظام إلى إبطاء دوران عجلة الانزلاق ، مما أدى إلى إعادة توزيع عزم الدوران جزئيًا على العجلات الأخرى.

بدءًا من هذا الجيل من 4Matic ، تخلت شركة صناعة السيارات تمامًا عن الأقفال التفاضلية الصلبة. هذا الجيل موجود في السوق حتى عام 2002.

الجيل الثالث

ظهر الجيل الثالث 4Matic في عام 2002 ، وكان حاضرًا في النماذج التالية:

• فئة C W203 ؛
• الفئة S W220 ؛
• الفئة E W211.

تلقى هذا النظام أيضًا نوعًا إلكترونيًا من التحكم في الأقفال التفاضلية. هذه الآليات ، كما في الجيل السابق ، لم يتم حظرها بشكل صارم. أثرت التغييرات على الخوارزميات الخاصة بمحاكاة منع انزلاق عجلات القيادة. يتم التحكم في هذه العملية عن طريق نظام التحكم في الجر ونظام الاستقرار الديناميكي.

الجيل الرابع

الجيل الثالث موجود في السوق لمدة أربع سنوات ، لكن إنتاجه لم يكتمل. كان الأمر فقط هو أنه يمكن للمشتري الآن اختيار ناقل الحركة الذي سيجهز السيارة به. في عام 2006 ، تلقى نظام 4Matic مزيدًا من التحسينات. يمكن رؤيته بالفعل في قائمة المعدات الخاصة بـ S550. تم استبدال تفاضل المركز غير المتماثل. بدلاً من ذلك ، تم الآن استخدام علبة التروس الكوكبية. قدم عمله توزيعًا بنسبة 45/55 في المائة بين المحاور الأمامية / الخلفية.

تُظهر الصورة رسمًا تخطيطيًا للجيل الرابع من نظام الدفع الرباعي 4Matic ، والذي تم استخدامه في مرسيدس-بنز الفئة- S:

1) رمح علبة التروس. 2) التفاضلية مع التروس الكوكبية ؛ 3) على المحور الخلفي. 4) ترس الخروج الجانبي ؛ 5) مخرج جانبي كاردان ؛ 6) عمود المروحة للمحور الأمامي ؛ 7) القابض متعدد الصفائح ؛ 8) ناقل حركة أوتوماتيكي.

نظرًا لحقيقة أن آليات النقل الحديثة بدأت في تلقي المزيد والمزيد من وحدات التحكم الإلكترونية ، أصبح التحكم في إمكانية التحكم في عجلات القيادة أكثر فعالية. تم التحكم في النظام نفسه بفضل الإشارات الواردة من أجهزة استشعار لأنظمة مختلفة تضمن السلامة النشطة للجهاز. تم توفير الطاقة من المحرك بشكل مستمر لجميع العجلات.

تتمثل ميزة هذا الجيل في أنه يوفر توازنًا مثاليًا بين التعامل الفعال مع السيارة والجر الممتاز عند التغلب على التضاريس الوعرة. على الرغم من مزايا النظام ، بعد سبع سنوات من الإنتاج ، تبعه مزيد من التطوير.

الجيل الخامس

ظهر الجيل الخامس 4Matic ابتداء من عام 2013 ، ويمكن العثور عليه في النماذج التالية:

• CLA45 AMG ؛
• GL500.

تكمن خصوصية هذا الجيل في أنه مخصص للمركبات ذات وحدة الطاقة المستعرضة (في هذه الحالة ، سيدير ​​ناقل الحركة العجلات الأمامية). أثر التحديث على تصميم المحركات ، وكذلك على مبدأ توزيع عزم الدوران.

في هذه الحالة ، تكون السيارة ذات دفع أمامي. يمكن الآن تنشيط توزيع الطاقة على جميع العجلات عن طريق تنشيط الوضع المقابل في لوحة التحكم.

كيف يعمل نظام 4Matic

يتكون هيكل نظام 4Matic من:

• صناديق أوتوماتيكية
• علبة النقل ، التي يوفر تصميمها وجود علبة تروس كوكبية (بدءًا من الجيل الرابع ، يتم استخدامها كبديل للتفاضل المركزي غير المتماثل) ؛
• انتقال كاردان (للحصول على تفاصيل حول ماهيته ، وكذلك في أي مكان آخر يتم استخدامه في السيارات ، اقرأ في مراجعة أخرى);
• تفاضل أمامي متقاطع المحور (مجاني أو غير معوق) ؛
• الترس التفاضلي الخلفي عبر المحور (وهو أيضًا مجاني).

هناك نوعان من التعديلات على نظام الدفع الرباعي 4Matic. الأول مخصص لسيارات الركاب ، والثاني مثبت على سيارات الدفع الرباعي والحافلات الصغيرة. في السوق اليوم ، غالبًا ما توجد سيارات مجهزة بالجيل الثالث من نظام 4Matic. والسبب هو أن هذا الجيل ميسور التكلفة ولديه توازن جيد في الصيانة والموثوقية والكفاءة.

العامل الآخر الذي أثر على شعبية هذا الجيل بالتحديد هو زيادة نشاط شركة صناعة السيارات الألمانية مرسيدس. منذ عام 2000 ، قررت الشركة خفض تكلفة منتجاتها ، وعلى العكس من ذلك ، زيادة جودة النماذج. بفضل هذا ، اكتسبت العلامة التجارية المزيد من المعجبين وترسخ مصطلح "الجودة الألمانية" في أذهان سائقي السيارات.

ميزات نظام 4Matic

تعمل أنظمة الدفع الرباعي المماثلة مع ناقل الحركة اليدوي ، ولكن يتم تثبيت 4Matic إذا كان ناقل الحركة أوتوماتيكيًا. سبب عدم التوافق مع الميكانيكا هو أن توزيع عزم الدوران لا يتم بواسطة السائق ، كما هو الحال في معظم طرازات سيارات الدفع الرباعي في القرن الماضي ، ولكن عن طريق الإلكترونيات. يعد وجود ناقل حركة أوتوماتيكي في ناقل حركة السيارة شرطًا أساسيًا يحدد ما إذا كان سيتم تثبيت مثل هذا النظام في السيارة أم لا.

كل جيل له مبدأ التشغيل الخاص به. نظرًا لأن الجيلين الأولين نادران للغاية في السوق ، فسوف نركز على كيفية عمل الأجيال الثلاثة الماضية.

الجيل الثالث

يتم تثبيت هذا النوع من PP على كل من سيارات السيدان وسيارات الدفع الرباعي الخفيفة. في مستويات القطع هذه ، يتم توزيع الطاقة بين المحاور بنسبة 40 إلى 60 بالمائة (أقل - إلى المحور الأمامي). إذا كانت السيارة سيارة دفع رباعي كاملة ، فسيتم توزيع عزم الدوران بالتساوي - 50 بالمائة على كل محور.

عند استخدامها في المركبات التجارية أو سيارات السيدان التجارية ، ستعمل العجلات الأمامية بنسبة 45 في المائة والعجلات الخلفية بنسبة 55 في المائة. تعديل منفصل محجوز لنماذج AMG - نسبة محورها هي 33/67.

يتكون هذا النظام من عمود المروحة ، وحالة النقل (تنقل عزم الدوران إلى العجلات الخلفية) ، وتفاضلات المحور المتقاطع في الأمام والخلف ، بالإضافة إلى عمودين للمحور الخلفي. الآلية الرئيسية في ذلك هي حالة النقل. يقوم هذا الجهاز بتصحيح تشغيل علبة التروس (يحل محل الترس التفاضلي المركزي). يتم نقل عزم الدوران من خلال ترس الشمس (يتم استخدام تروس بأقطار مختلفة لأعمدة المحور الأمامي والخلفي).

الجيل الرابع

يستخدم الجيل الرابع 4Matic ترسًا تفاضليًا أسطوانيًا ، يتم قفله عبر قابض ثنائي القرص. يتم توزيع الطاقة بنسبة 45/55 في المائة (أكثر في الخلف). عندما تتسارع السيارة على الجليد ، يقوم القابض بإغلاق الترس التفاضلي بحيث يتم تشغيل جميع العجلات الأربع.

عند اجتياز منعطف حاد ، يمكن ملاحظة انزلاق القابض. يحدث هذا عندما يكون هناك فرق 45 نيوتن متر بين تفاضل العجلة. هذا يلغي التآكل المتسارع للإطارات الثقيلة المحملة. للتشغيل 4Matic ، يتم استخدام نظام 4ETS ، ESP (لأي نوع من النظام ، اقرأ هنا) وكذلك ASR.

الجيل الخامس

خصوصية الجيل الخامس 4Matic هي أنه يتم تنشيط الدفع الرباعي إذا لزم الأمر. تظل بقية السيارة بالدفع على العجلات الأمامية (متصلة PP). بفضل هذا ، سيكون وضع القيادة على الطرق الحضرية أو العادية أكثر اقتصادا من نظام الدفع الرباعي الدائم. يتم تنشيط المحور الخلفي تلقائيًا عندما تكتشف الأجهزة الإلكترونية انزلاق العجلة على المحور الرئيسي.

يحدث فصل PP أيضًا في الوضع التلقائي. تكمن خصوصية هذا التعديل في أنه قادر إلى حد ما على تصحيح موضع السيارة عن طريق زيادة مساحة قبضة عجلات القيادة في الزوايا حتى يتم تنشيط آليات نظام استقرار سعر الصرف.

يشتمل جهاز النظام على وحدة تحكم أخرى ، يتم تثبيتها في آلية انتقائية آلية (قابض مزدوج من النوع الرطب ، يتم وصف مبدأ التشغيل فيها على حدة) ناقل الحركة. في ظل الظروف العادية ، ينشط النظام توزيع عزم الدوران بنسبة 50٪ ، ولكن في حالات الطوارئ ، تقوم الإلكترونيات بضبط توصيل الطاقة بشكل مختلف:

• تسارع السيارة - النسبة 60 إلى 40 ؛
• تمر السيارة بسلسلة من المنعطفات - النسبة 50 إلى 50 ؛
• فقدت العجلات الأمامية قوة الجر - بنسبة 10 إلى 90 ؛
• فرامل الطوارئ - تتلقى العجلات الأمامية أقصى نيوتن متر.

إنتاج

اليوم ، سمع العديد من سائقي السيارات على الأقل عن نظام 4Matic. تمكن البعض من اختبار أداء عدة أجيال من نظام الدفع الرباعي من ماركة سيارات مشهورة عالميًا بناءً على تجربتهم الخاصة. لا يوجد لدى النظام منافسة جادة حتى الآن بين هذه التطورات ، على الرغم من أنه لا يمكن إنكار وجود تعديلات جديرة باستخدام نماذج شركات صناعة السيارات الأخرى ، على سبيل المثال ، Quattro من Audi أو xdrive من BMW.

كانت التطورات الأولى في 4Matic مخصصة فقط لعدد صغير من الطرز ، ثم كخيار. ولكن بفضل موثوقيته وكفاءته ، اكتسب النظام اعترافًا وأصبح شائعًا. دفع هذا صانع السيارات إلى إعادة النظر في نهجها في إنتاج سيارات الدفع الرباعي مع التوزيع التلقائي للطاقة.

بالإضافة إلى حقيقة أن نظام الدفع الرباعي 4Matic يسهل التغلب على أجزاء الطريق ذات الأسطح الصعبة وغير المستقرة ، فإنه يوفر أمانًا إضافيًا في الظروف القاسية. مع نظام نشط وعملي ، يمكن للسائق التحكم الكامل في السيارة. لكن لا يجب أن تعتمد كليًا على هذه الآلية ، لأنها غير قادرة على التغلب على القوانين الفيزيائية. لذلك ، لا ينبغي بأي حال من الأحوال إهمال المتطلبات الأساسية للقيادة الآمنة: الحفاظ على مسافة وسرعة محددة ، خاصة على الطرق المتعرجة.

في الختام - اختبار صغير لمحرك مرسيدس w212 e350 مع نظام 4Matic:

الحد الأدنى من نظام الدفع الرباعي Mercedes w212 e350 4 matic

أسئلة وأجوبة:

كيف يعمل 4 ماتيك؟ في مثل هذا النقل ، يتم توزيع عزم الدوران على كل محور من محاور السيارة ، مما يجعلها رائدة. اعتمادًا على الجيل (يوجد 5 منهم) ، يتم توصيل المحور الثاني تلقائيًا أو في الوضع اليدوي.

ماذا يعني AMG؟ يشير الاختصار AMG إلى Aufrecht (اسم مؤسس الشركة) ، و Melchner (اسم شريكه) و Grossashpach (مسقط رأس Aufrecht).