4MATIC分动箱对主动分配扭矩的执着最终战胜了其他因素。
C 200 4MATIC、GLS 400 4MATIC、GLC 300 4MATIC、CLS 350 4MATIC、S 450 L 4MATIC、S 500 L 4MATIC。
近来大部分来到编辑部的梅赛德斯-奔驰试驾车名字后面都跟着一个小尾巴,代表它们搭载了 4MATIC 四轮驱动系统。这些车全为纵置发动机布局。
GLC 300 4MATIC
GLS 400 4MATIC
CLS 350 4MATIC
C 200 4MATIC
S 500 L 4MATIC
与纵置发动机搭配的 4MATIC 按车型不同,结构也有所区别。然而无论结构如何变化,分动箱这个部件总不会缺席,它将变速箱传来的扭矩按比例分配给前后桥以实现四轮驱动功能,说它是 4MATIC 的核心毫不为过。
毫无疑问,分动箱是 4MATIC 的核心部件。这三十多年来它是怎么发展的?
32 年来,4MATIC 的分动箱结构发生了剧变。让我们看一下这三分之一个世纪里,4MATIC 的“核心”有哪些变化,又出现了什么趋势。
(一)前两代 4MATIC:源于 G-Wagen
4MATIC 的名称可以追溯到 1986 年,那年推出的 W124(也就是现在 E 级的前身)260 E 4MATIC 和 300 E/D/TE/TD 4MATIC 是第一批搭载这套四轮驱动系统的奔驰轿车。它们配备的 4MATIC 源自斯太尔-戴姆勒-普赫制造的 W460 G-Wagen 越野车,和当时为数不多搭载四驱系统的轿车一个路子。
普赫制造的 W460 G-Wagen
第一款用上 4MATIC 系统的梅赛德斯-奔驰轿车——W124
W124 的 4MATIC 系统结构。Zentraldifferenzial=中央差速器,Kupplung=离合器
因此第一代 4MATIC 四驱系统的分动箱像是 G-Wagen 会配备的那种:机械式中央差速器、用于断开前桥驱动力的离合和一个中央差速锁止离合器。动力在前后桥之间的分配也需要通过手动控制完成,与现在的分时四驱类似。
可切换 4X2 和 4X4 模式的分动箱
这种主要靠手动调节的四轮驱动系统解决了奔驰乘用车四驱系统的有无问题,不过使用便捷程度不算很高。在代号 W463 的第三代 G 级上奔驰实验了第二代 4MATIC 结构——分动箱结构为开放式差速器(带中央差速锁),标准状态前后桥扭矩分配为 50:50。W210 E 级的 4MATIC 版本沿用了开放式中央差速器但不带差速锁,整体结构仍然源自 G 级。
W210 E 级
对于以公路行驶为主的 E 级来说,开放式中央差速器已经足够了。可不带差速锁的 4MATIC 还有一个用户,就是在 1997 年诞生的第一代 M 级越野车(W163)。在单个车轮附着力不佳的时候,开放式差速器可能无法完成将动力传递给有附着力的车轮的任务,因此脱困可能会有难度。
1999 年诞生的第一代 M 级越野车
为了解决这个矛盾,梅赛德斯-奔驰的工程师为第二代 4MATIC 系统配备 4-ETS 电子附着力控制程序,通过制动打滑车轮将扭矩强制送到还有附着力的车轮上。这代 4MATIC 也成为第一款采用电子辅助限滑措施的四驱系统。
4-ETS 增强了 M 级应对低附着力路面的能力
不仅如此,第二代 4MATIC 还成为第一款在 AMG 车型上服役的四驱系统, 广为人知的例子是 2000 年诞生的 ML55 AMG。不过出现更早的 W210 E55 AMG 已经提供 4MATIC 版本,后者可能才是首个搭配 4MATIC 的 AMG 车型,但它的产量较小,只有不到 15 台。
E55 AMG。它的四轮驱动版本极为罕见
直到此时,奔驰其它车型采用的 4MATIC 分动箱都与 G 级的四驱系统关系密切,但很快它们就将分道扬镳。
(二)第三代 4MATIC:电子控制的潜力
随时间推移,G 级之外的乘用车 4MATIC 得到更多电子系统的辅助,功能也逐渐增强。第三代 4MATIC 维持了开放式中央差速器结构,只是将通往前桥的传动轴改用链条传动,前后扭矩分配比例均等,为 50:50。G 级的分动箱增加了高速/低速四驱的电动切换机构。
最基础的第三代 4MATIC 系统分动箱
进入第二代的 M 级越野车(W164)使用了这款分动箱,如果选装了越野套件,分动箱内部就会增加一把多片离合差速锁以及低速扭矩放大齿轮组。从这个平台衍生的第一代 GL 级(X164)和 R 级(W251)也是这款分动箱的用户,GL 级也可以选择带越野套件的增强版。
衍生自 M 级(W164)平台的第一代 GL 级(X164)
用于选装越野套件的 M 级和 GL 级的分动箱结构
2006 年第三代 4MATIC 成为 R63 AMG 的标准配置。这是一台搭载了 6.2L V8 发动机的中大型 MPV,最大功率达到 510PS,峰值扭矩 630Nm。4MATIC 为这台罕见的原厂量产高性能 MPV 的动态稳定性做出了巨大贡献。
R63 AMG 是一台疯狂的 MPV。这是当时的人们最常看到它的角度
虽然 R63 AMG 只生产了一年,它配备的四驱系统却一直延续到第三代 M 级 / GLE 上。
(三)“如今的我们”
直到第三代 4MATIC,它的分动箱仍然采用开放式中央差速器。到第四代 4MATIC,奔驰工程师换掉了开放式差速器,代之以麦格纳提供的多片离合结构。用于轿车上的版本多片离合将始终保持压紧,四个车轮都能得到动力。在轿车上,4MATIC 前后分配比例固定为 45:55;SUV 虽然分配比例相同,但分动箱可以主动分配前后桥扭矩,这是多片离合结构的优势。
用于全新 GLE 的 Torque on Demand 分动箱
梅赛德斯-AMG 成为独立子公司后,坐镇阿法特巴赫的工程师又对 4MATIC 系统进行了进一步调校。43 系列(除维持后驱的 AMG SLC 43 外)的 4MATIC 前后扭矩分配比例调整至 31:69,驱动力更偏向后轮会带给车辆接近后驱的驾驶感受。
AMG C 43 4MATIC
53 和 63 系列采用的四驱系统又有不同:AMG Performance 4MATIC+ 的分动箱可以在选择 Race 驾驶模式并关闭 ESP,变速箱启用手动模式后切断传输给前桥的动力,完全成为一台后驱车。
AMG GT 63 S 4MATIC+ 四门跑车
如果断开通往前桥的动力,四驱系统的动力损耗也会减小,油耗随之降低。因此在全新 GLE(W167)的六缸车型(GLE 450)上采用的 4MATIC 同样具备断开前桥动力的功能——它的分动箱也换成多片离合结构。
全新 GLE(W167)
采用 2.0T L4 发动机的全新 GLE 350 则沿用上一代 GLE 的开放式差速器分动箱。全新一代 GLE 提供越野套件可选,选装该装备后它的分动箱额外带有一个行星齿轮式扭矩放大装置。
选装越野套件并不改变第四代 4MATIC 分动箱的基本结构
出于通过性考虑,用于最新一代的 G 级(W464)的分动箱仍然保留了开放式中央差速器作为核心。不过 G 级的四驱系统将中央差速锁由牙嵌式改为多片离合式,锁止率的灵活度更高,也就是可以应付多样化的路面,而不需要频繁切换锁止和解锁。
全新 G 级(W464)。领头者为 AMG G 63,跟随的是 G 500
G 级的分动箱如今也带有多片离合结构,不过作用不同
从开放式差速器到多片离合,4MATIC 分动箱变得越来越轻,开始追求动力的主动分配,并带有对驾驶乐趣和节能的考虑。
4MATIC
有趣的是,在梅赛德斯-奔驰量产版 EQ C 的车尾还能找到 4MATIC 的标志,而这款车的四轮驱动系统是由两台调校取向不同的异步感应电机组成的。
也许在未来的某一天,机械结构的 4MATIC 将和燃油汽车一起进入斯图加特的梅赛德斯-奔驰博物馆,但这种驱动全部四个车轮并为汽车带来操控性、稳定性的驱动形式,仍会在电气化时代延续光辉。
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