Mercedes C 4MATIC: jazda dokonalosti21. Január 2008

Príkladná ochrana pasažierov, suverénna bezpečnosť jazdy, športová agilnosť a maximálny komfort - to sú charakteristiky vymykajúce sa priemeru, ktorými nová trieda C boduje od spustenia sériovej výroby na jar v roku 2007. Dobré jazdné vlastnosti limuzíny a modelu T privádza Mercedes-Benz do dokonalosti kompletne novo vyvinutým systémom pohonu všetkých kolies, ktorého názov je už roky synonymom míľnika technického pokroku v oblasti hnacej techniky: 4MATIC.

Stály pohon všetkých kolies – dodávaný pre šesťvalcové modely C 280, C 350 a C 320 CDI – spolupracuje so sériovým Elektronickým stabilizačným programom ESP® a svoje prednosti dokazuje nielen za zlého počasia, keď je na ceste voda, sneh alebo ľad, ale aj pri rozbiehaní, pri zrýchľovaní, pri rýchlom prejazde zákrut alebo na zlej vozovke. V takýchto situáciách poskytuje elektronicky riadený pohon všetkých kolies ešte vyššiu stabilitu jazdy a pomáha vodičovi lepšie zvládnuť svoje vozidlo v hraničných situáciách. Okrem toho sa 4MATIC stará o lepšiu trakciu aj pri jazde s prívesom.

Tieto príkladné jazdné vlastnosti u nových variantov 4MATIC triedy C prichádzajú s komfortom typickým pre Mercedes. Zaručujú to na strane jednej náročné konštrukcie na prednej a zadnej náprave a balík AGILITY-CONTROL s dynamickou reguláciou tlmičov a na strane druhej starostlivé zladenie pruženia a tlmičov modelov s pohonom všetkých kolies, ktoré v podstate zodpovedajú nastaveniam modelov s pohonom zadných kolies. Ďalším prínosom komfortu 4MATIC je zrieknutie sa obvyklých uzávierok diferenciálu, ktoré u ostatných osobných vozidiel s pohonom všetkých kolies vplývajú na riaditeľnosť a ovládateľnosť vozidla.

Rozdeľovacia prevodovka integrovaná v automatickej prevodovke 7G-TRONIC

4MATIC najnovšej generácie je produktom vývoja Mercedes, ktorý sa vyznačuje nízkou pridanou hmotnosťou iba 60 až 70 kilogramov (podľa modelu) a kompaktnou konštrukciou, ktorá je výrazne štíhlejšia v oblasti rozdeľovacej prevodovky. V dôsledku toho nie sú potrebné žiadne zmeny na skelete karosérie a ponuka miesta v oblasti nôh spolujazdca sa nijako nezhoršila. Kompaktná konštrukcia prispieva okrem toho aj k ešte tichšiemu chodu a lepšiemu útlmu vibrácií. Ďalšími prednosťami sú vysoká účinnosť na dosiahnutie lepšej spotreby, lepšia výkonová hustota komponentov hnacieho reťazca ako aj veľmi dobrá kapacita krútiaceho momentu a prenášaného výkonu.
Medzinápravová rozdeľovacia prevodovka je odteraz súčasťou 7G-TRONIC. Táto rozdeľovacia prevodovka pozostáva z centrálneho diferenciálu planétovej konštrukcie a dvoch kužeľových kolies, prostredníctvom ktorých je realizovaný výstup na prednú nápravu. Centrálny diferenciál zabezpečuje nanovo rozvrhnuté rozdelenie krútiaceho momentu medzi prednú a zadnú nápravu v pomere 45/55 percent (doteraz: 40/60 percent), ktoré sa v porovnaní s predchádzajúcimi modelmi vyznačuje predovšetkým ešte lepšou stabilitou jazdy a trakciou.

Z diferenciálu medzinápravovej rozdeľovacej prevodovky, je odoberaný výstupný hnací moment do zadnej nápravy z unášača satelitov, zatiaľ čo výstupný hnací moment dopredu je odoberaný z centrálneho planétového kolesa, odkiaľ postupuje cez kužeľové ozubené kolesá predného náhonu a spojovací hriadeľ do rozvodovky prednej nápravy.

Pomer, v akom sa rozdeľuje hnací moment z diferenciálu hlavnej rozdeľovacej prevodovky dopredu a dozadu, vyplýva z pomerov ozubenia korunového kolesa s vnútorným ozubením a planétového kolesa v planétovom diferenciáli.
Pri priamej jazde sa vstupné a výstupné hriadele planétovej sústavy krútia rovnako rýchlo. Až keď nastane rozdiel v otáčkach medzi kolesami prednej a zadnej nápravy (napríklad pri prejazde zákruty), dôjde k relatívnemu pohybu medzi planétovým kolesom a unášačom satelitov, ktorý má za následok vyrovnanie diferencie otáčok medzi náhonmi prednej a zadnej nápravy.
V záujme nízkej hlučnosti majú ozubené kolesá planétového diferenciálu šikmé zuby.

Zlepšený vedľajší výstup prevodu pre ešte lepšiu účinnosť

Ďalšou osobitnosťou novej koncepcie hnacieho reťazca je veľmi kompaktný bočný výstup do prevodovky prednej nápravy. Pracuje jednostupňovo, takže v porovnaní s doterajším pohonom 4MATIC sa dosahuje úspora jedného kompletného stupňa ozubených kolies. Okrem toho, zadný krížový kĺb kĺbového hriadeľa je integrovaný do výstupného ozubeného kolesa vedľajšieho výstupu prevodu. Táto kompaktná konštrukcia umožňuje viesť kĺbový hriadeľ do prednej nápravy veľmi blízko prevodovky bez toho aby bolo nutné meniť skelet karosérie.
Výrazne lepšia účinnosť nového pohonu 4MATIC a v dôsledku toho znížená spotreba pohonných látok v porovnaní s predošlým modelom sa v rozhodujúcej miere opiera vypustenie jedného stupňa ozubených kolies vo vedľajšom výstupe rozdeľovacej prevodovky a o ešte viac vylepšený prívod oleja. Pretože v dôsledku integrovanej konštrukcie majú hlavná a rozdeľovacia prevodovka spoločnú olejovú sústavu. Cez pridanú vetvu externého vedenia prevodového oleja pretečie do rozdeľovacej prevodovky za minútu asi 100 mililitrov čerstvého oleja. Neustálym prívodom čerstvého oleja vzniká v komore vedľajšieho výstupu olejový kúpeľ, hladina ktorého je neustále kontrolovaná a regulovaná.

Okrem toho integrovaná konštrukcia rozdeľovacej prevodovky prispieva k zvýšeniu vlastnej frekvencie z ohybu spojenia motora a prevodovky, ktorá výrazne prispieva k zníženiu hlučnosti a ku zníženiu vibrácií hnacieho reťazca. V spojení s opäť optimalizovaným uložením motora inžinieri Mercedesu docielili takú nízku úroveň hluku v kabíne vozidla, ktorá je za všetkých podmienok porovnateľná s modelmi s pohonom iba dvoch kolies.

Lamelová spojka s účinkom blokovania medzi prednou a zadnou nápravou

Novinkou nového pohonu všetkých kolies Mercedes je dvojkotúčová lamelová spojka usporiadaná na centrálnom diferenciáli. Nachádza sa medzi planétovým kolesom a unášačom satelitov, čim sa medzi prednou a zadnou nápravou dosahuje základný blokovací účinok asi 50 newtonmetrov.

Princíp funkcie:
Sústava lamiel je pomocou tanierovej pružiny predpätá so stálou silou. Pri preklzávajúcich kolesách na niektorej z oboch náprav sa pomocou relatívneho pohybu lamiel prenesie trecí moment z rýchlejšie sa otáčajúcej osi na pomalšie otáčajúcu os.
Týmto princípom variabilného posunu momentu medzi prednou a zadnou nápravou sa znovu výrazne zlepšuje trakcia a stabilita jazdy modelov 4MATIC. Podpora trakcie touto dvojkotúčovou lamelovou spojkou je citeľná predovšetkým pri nízkom trení medzi kolesami a vozovkou, pretože spojka pri hodnote trenia medzi pneumatikou a vozovkou pod µ = 0,3 (to zodpovedá približne snehu) pri miernom rozbiehaní mechanicky zablokuje hnací reťazec. To bráni preklzávaniu kolies, nedochádza k takzvanému „leštiacemu efektu“, ktorý vedie k ďalšiemu zníženiu hodnoty trenia. Ďalšou výhodou dvojkotúčovej lamelovej spojky je opätovné zlepšenie vlastnosti modelov 4MATIC pri zmenách zaťaženia.

Rozdeľovacia prevodovka prednej nápravy modelov 4MATIC je jednostupňová diferenciálna prevodovka v technológii Fuel-Economy. To znamená: Vyznačuje sa okrem iného uloženiami s nízkymi stratami, ľahkobežným olejom a ozubením s optimalizovanou účinnosťou. Ako takzvaná „Hang-on-Unit“ je prevodovka prednej nápravy skrutkami spojená s vaňou motorového oleja a s pravým nosníkom motora. Na prenos krútiaceho momentu z rozdeľovacej prevodovky prednej nápravy do ľavého predného bočného hriadeľa je použitý vložený hriadeľ, ktorý je zapuzdrený v kanáli vytvorenom v odliatku vane motorového oleja. Pravý bočný hriadeľ je drážkovaním priamo spojený s prevodovkou prednej nápravy.

Jednostupňová koncepcia rozdeľovacej prevodovky umožňuje umiestniť tanierové koleso prevodovky prednej nápravy na strane motora. V dôsledku tohto nového usporiadania prevodových prvkov náprav vzniká dostatok miesta na umiestnenie predných prvkov uloženia motora priamo nad bočnými hriadeľmi namiesto toho, aby boli ako u predchádzajúceho modelu umiestnené pred kĺbmi bočných hriadeľov. V súlade s tým sú nanovo vyvinuté nosníky motora pre modely s pohonom všetkých kolies veľmi kompaktné a tuhé, čo sa priaznivo premieta do hlukových a vibračných vlastnosti.

Elektronický systém riadenia trakcie namiesto uzávierok diferenciálu

Namiesto obvyklých uzávierok diferenciálu využíva 4MATIC elektronický systém riadenia trakcie 4ETS, doplňujúcu súčasť Elektronického stabilizačného programu ESP®. Tiež bol zdokonalený a teraz má pri vyššom komforte ešte lepšiu trakciu. 4ETS sa zapína automaticky, ak jedno alebo viaceré kolesá stratia súdržnosť s vozovkou. V takom prípade systém 4ETS tieto kolesá individuálne automaticky pribrzdí a súčasne tým zvýši hnací moment na kolesách s dostatočnou trakciou. Vďaka rýchlym brzdným impulzom, ktoré sa dostavia už za niekoľko milisekúnd, možno docieliť účinok troch uzávierok diferenciálu:

1. Zadná náprava: Ak niektoré koleso prekĺzne, bude pribrzdené a tomuto brzdnému momentu zodpovedajúci hnací moment sa prenesie na druhé zadné koleso. To zodpovedá funkcii zadnej uzávierky. 

2. Predná náprava: Rovnaký princíp ako pri zadnej náprave platí aj pre predné kolesá, takže 4ETS nahrádza aj prednú uzávierku.

3. Centrálna uzávierka: Ak preklzávajú obe kolesá zadnej nápravy, sú súčasne pribrzdené, zatiaľ čo rozdeľovacia prevodovka systému 4MATIC vyrovná rozdiel otáčok medzi prednou a zadnou nápravou. Takto preberá 4ETS účinok centrálnej uzávierky diferenciálu.
Automatické brzdné impulzy systému 4ETS sa riadia aj rýchlosťou vozidla:

• Pri nízkej rýchlosti je brzdný zásah možný na všetkých kolesách. Takto docieli 4ETS účinok troch uzáverov a postará sa o maximálnu trakciu.
• V oblasti stredných rýchlostí je brzdný tlak na neprekĺzavajúcom kolese ohraničený, aby sa nezhoršila stabilita jazdy. Ak stratia priľnavosť s vozovkou obe zadné kolesá, sú pribrzdené synchrónne – v tejto oblasti rýchlostí má teda stabilita pred trakciou prioritu.
• Pri vysokej rýchlosti 4ETS riadi brzdný tlak na oboch zadných kolesách synchrónne – aj keď preklzáva iba jedno zo zadných kolies. Zároveň systém upúšťa od pribrzďovania prednej nápravy, na docielenie čo najlepšej stability jazdy.

V rámci ďalšieho vývoja trakčného systému a systému regulácie preklzávania kolies (ASR) inžinieri Mercedesu spresnili regulačné pôsobenie tak, že niektoré situácie – napríklad jednostranne preklzávajúce kolesá počas rozbiehania – sú rozpoznané ešte lepšie. Cieľom bolo ďalšie zvýšenie schopnosti akcelerácie pri minimálnom preklzávaní kolies. Regulácia preklzávania sa neustále prispôsobuje aktuálnej jazdnej situácii a napríklad v zákrutách s klzkou vozovkou znižujú prahy regulácie momentu motora, na zaručenie stability vozidla. Na strane druhej, pri prejazde zákrut na suchej vozovke môže systém zase znížiť hranice regulácie brzdných impulzov. Takto sa v každej jazdnej situácii dosahuje dobrá vyváženosť medzi čo najlepšou trakciou a vysokou stabilitou jazdy.
Ako pri všetkých systémoch vplývajúcich na bezpečnosť jazdy od Mercedes-Benz, aj pri systéme 4MATIC sa vodič ihneď dozvie, že sa blíži k hraničnej oblasti. V takom prípade sa na združenom prístroji rozsvieti žltá varovná kontrolka. Je to jednoznačný signál toho, že spôsob jazdy treba prispôsobiť pomerom na vozovke.

4MATIC v kombinácii s motormi V6 s výkonným krútiacim momentom

Novo vyvinutý pohon 4MATIC v triede C kombinuje Mercedes-Benz s motormi s výkonnými krútiacim momentom:
• Pre limuzínu sú na výber modelové varianty C 280 4MATIC, C 350 4MATIC a C 320 CDI 4MATIC.
• Pre model T sa dodáva stály pohon všetkých kolies v spojení s šesťvalcovým vznetovým motorom.

V dôsledku použitia novo vyvinutého, ešte viac efektívnejšieho pohonu všetkých kolies sa spotreba pohonných látok modelov 4MATIC triedy C znížila až o 0,5 litra na 100 kilometrov. Zvýšenie spotreby podmienené pohonom všetkých kolies sa znížilo podľa motorizácie o 0,2 až 0,4 litra na 100 kilometrov. Motory V6 boli upravené na použitie v modeloch 4MATIC. Zmeny sa týkajú predovšetkým cirkulácie oleja, pričom okrem rúry na nasávanie oleja, odlučovača oleja, rúrky na mierku oleja a mierky oleja bolo potrebné nanovo skonštruovať aj vaňu s integrovaným kanálom hriadeľa. V tomto kanáli sa vedie vložený hriadeľ, ktorý spája rozdeľovaciu prevodovku prednej nápravy s hnacím hriadeľom ľavého predného kolesa.

Pre modely 4MATIC bol zdokonalený aj integrálny nosník, na ktorom je pripevnený motor, predná náprava a riadenie a ktorý tak aj napriek zníženému voľnému priestoru spĺňa rovnaké požiadavky, ako u vozidiel so zadným pohonom. Aby sa dali splniť vysoké nároky, ktoré Mercedes kladie na bezpečnosť a životnosť, integrálny nosník variantov 4MATIC pozostáva z viacerých dielcov, ktoré majú odlišnú skladbu materiálov. Cielene boli zosilnené silovo namáhané miesta prednej nápravy, riadenia a motora, ako aj spojovacie dielce integrálneho nosníka a predných pozdĺžnych nosníkov.

Upravená predná náprava a brzdová sústava

Pri vývoji podvozka 4MATIC sa inžinierom Mercedes v súvislosti s agilnosťou a komfortom podarilo dosiahnuť rovnaké výsledky, ako pri modeloch triedy C so zadným náhonom.

Pre modely s pohonom všetkých kolies bola prevzatá predná náprava s trojuholníkovými ramenami a z priestorových dôvodov bola upravená tak, aby sa torzný stabilizátor dal usporiadať za stredom kolesa. Ten je pomocou špeciálnych konzol pripevnený na integrálny nosník. Pretože sa v porovnaní s východiskovými modelmi zmenila aj poloha prevodovky riadenia a hriadeľa riadenia, inžinieri nanovo vypočítali a vyladili kinematiku prednej nápravy. Zadná náprava s nezávislým zavesením kolies triedy C ostáva bez zmien aj pri modeloch 4MATIC.

Veľkoryso dimenzované, vnútorne ventilované kotúčové brzdy na prednej a zadnej náprave patria do sériovej výbavy všetkých modelov 4MATIC triedy C.