4MATIC - odrobina sprytu Mercedesa

Technika

Podczas gdy koncern Audi w roku 1980 pokazał system, będący zaadoptowaniem klasycznego napędu na cztery koła do samochodów osobowych, w Mercedesie prace poprowadzono w innym kierunku: wykorzystano -stosowany w klasie S od roku 1978- ABS. Ponieważ ABS (niem. Antiblockiersystem, ang. Anti-Lock Braking System) wykorzystuje zliczanie obrotów kół (na piastach są specjalne perforowane pierścienie) i na tej podstawie ingeruje w układ hamulcowy zmniejszając ciśnienie, aby nie nastąpiło blokowanie koła, postanowiono wykorzystać układ reagując również w czasie zbyt gwałtownego obrotu koła. Polegało to na tym, że o ile w ABS koło obracające się wolniej niż inne, dawało sygnał do systemu o możliwości zablokowania i automatycznej konieczności zmniejszenia efektywności hamulca, to wprowadzony system ASR (ang. Acceleration Slip Regulation) dostając sygnał o gwałtownym obrocie napędzanego koła, dawał sygnał o konieczności automatycznego zwiększania hamowania tego koła. System ten zaoferowano w roku 1981. Kolejną innowacją był już -wprowadzony w roku 1986 w samochodzie W124- system 4Matic, którego nazwa wynika z połączenia nazw „4 kół napędzanych” i „automatycznej skrzyni biegów”. Centralny mechanizm różnicowy był elektrohydraulicznie regulowany i mógł konfigurować napęd na następujących trybach: napęd na koła tylne, napęd na obie osie i rozkład napędu w stosunku 35%-65%, napęd na obie osie i rozkład napędu w stosunku 50%-50%, oraz napęd na obie osie, rozkład napędu w stosunku 50%-50% i tylna oś zablokowana dzięki ASD (Automatische Sperr-Diferential). Niestety przeniesienie napędu na koła przednie wymusiło umieszczenie mechanizmu różnicowego przedniej osi w misce olejowej silnika i przekonstruowanie całego przedniego zawieszenia. To zaś sprawiało, iż napęd 4MATIC był bardzo drogi.

Druga generacja 4MATIC została stworzona ze Steyr-Daimler-Puch, a konstrukcja była o wiele prostsza od poprzednika. Przede wszystkim wyeliminowano elektrohydrauliczny centralny mechanizm różnicowy na rzecz prostej przekładni planetarnej. Tym samym Oznaczało to, że nowy 4MATIC był napędem permanentnym. Ponadto zlikwidowano system ASD, a dyferencjały osiowe były otwarte. Zabezpieczenie przed ewentualnym uślizgiem koła zapewniał nowo wprowadzony system 4ETS (Traktions-System) działający indywidualnie na każde koło. Jego zasada działania polega na kontroli indywidualnie każdego koła i w razie wykrycia zbyt dużej prędkości obrotowej (buksowania) jednego lub więcej kół, system przyhamowuje to koło/kola, do czasu uzyskania na kołach jednakowej prędkości obrotowej. System ten po praz pierwszy zastosowano w klasie M z roku 1997, a wkrótce stał się jedynym rozwiązaniem konstrukcyjnym we wszystkich Mercedesach 4MATIC. Różnica dotyczyła jedynie przełożenia przekładni planetarnej, przez co rozkład siły napędowej wynosił 48%-52% (przód-tył) w klasie ML, a –w zaprezentowanym rok później- okularniku klasy E rozkład siły napędowej wynosi 35%-65%.

Ostatnim systemem wprowadzonym do układu4MATIC jest układ ESP (ang. Electronic Stability Program - elektroniczny program stabilizacji). System ten uaktywnia się samoczynnie, przyhamowując jedno lub kilka kół, z chwilą, gdy czujniki wykryją tendencję do wyślizgnięcia się samochodu z zakrętu. Jego działanie polega na zapobieżeniu podsterowności (przód pojazdu traci stateczność kierunkową i przód wyjeżdża z zakrętu), czy nadsterowności (pojazd zbyt szybko obraca się wokół własnej osi, zarzucając tył) wskutek przyblokowania jednego/kilku kół, aby umożliwić obrót pojazdu wokół własnej osi celem skierowania przodu we właściwą stronę. Korekty te zachodzą wielokrotnie w ciągu sekundy i tworzą w rzeczywistości kontrolowany uślizg wszystkich czterech kół. Poślizg kół jest obliczany na podstawie prędkości obrotowych kół (czujniki używane już przez ABS, 4ETS i ASR), czujnika przyspieszenia poprzecznego, czujnika przyspieszenia kątowego, czujnika skrętu kierownicy oraz ciśnienia w układzie hamulcowym. Na podstawie analizy danych z tych czujników system określa czy wystąpiła nadsterowność czy podsterowność i reaguje wyhamowaniem odpowiednich kół.

W połączeniu z układem 4MATIC stworzono więc prawdziwą „elektroniczną maszynę”, które nie tylko idealnie rozpoznaje ewentualne uślizgi kół, ale potrafi też przyhamować ślizgające się koło i wyregulowań wartość siły napędowej na to i na inne koła. Samochód zawsze porusza się zatem po trajektorii doskonałej. Niebagatelną rzeczą jest też fakt iż układ jest bardzo lekki, a jedynymi kosztami obsługi są -jak w każdym pojeździe- układ hamulcowy i opony.