Mercedes-Benz Van 4×4 4Matic

Mercedes-Benz 4×4 4Matic | CARATTERISTICHE – La trazione integrale 4Matic si dimostra efficace in condizioni atmosferiche impegnative come pioggia, neve e ghiaccio, ma anche in fase di accelerazione, in curva e su fondi stradali con bassa aderenza. La trazione integrale a gestione elettronica offre una stabilità ancora maggiore ed aiuta nel controllo della vettura in presenza di situazioni limite. Inoltre, il sistema 4Matic assicura elevati livelli di trazione anche nell’esercizio con rimorchio. Un sofisticato assetto di avantreno e retrotreno, il pacchetto Agility-Control con sospensioni selettive regolabili in funzione della situazione di marcia, e l’accurata armonizzazione di molle ed ammortizzatori delle versioni a trazione integrale corrispondono essenzialmente a quelli adottati dai modelli a trazione posteriore. Un ulteriore vantaggio del sistema 4Matic, particolarmente importante sotto l’aspetto del comfort, è la rinuncia ai bloccaggi del differenziale di tipo tradizionale, che in altre vetture a trazione integrale influiscono notevolmente su guidabilità e maneggevolezza.

Mercedes-Benz 4×4 4Matic | COME FUNZIONA – La trazione integrale 4Matic si caratterizza per un sovrappeso estremamente contenuto ed una struttura compatta con uno spazio di alloggiamento laterale notevolmente ridotto nel settore del ripartitore di coppia. Questa soluzione non richiede alcuna modifica alla scocca e non limita in alcun modo lo spazio nel vano piedi del passeggero anteriore. Inoltre, la struttura compatta contribuisce a limitare ulteriormente rumori e vibrazioni. Ulteriori vantaggi consistono in un elevato grado di rendimento finalizzato a contenere i consumi, una migliore potenza specifica dei componenti della catena cinematica ed un’ottima capacità di erogazione di coppia e potenza.
Il ripartitore di coppia è integrato direttamente nel cambio. Questo componente consiste in un differenziale centrale con ingranaggi epicicloidali e due ruote dentate coniche che costituiscono l’uscita laterale sull’avantreno. Il differenziale centrale determina la nuova ripartizione della coppia tra asse anteriore ed asse posteriore con un rapporto variabile  in funzione del modello. Nel differenziale centrale, il portasatelliti provvede all’uscita verso l’asse posteriore, mentre l’ingranaggio centrale garantisce la trasmissione della coppia all’avantreno attraverso la presa di forza secondaria.

Il rapporto con cui la coppia viene ripartita dall’ingranaggio principale si ottiene dal rapporto tra la dentatura della scatola planetaria e quella dell’ingranaggio centrale nel differenziale a gruppi epicicloidali: durante la marcia in rettilineo, gli alberi di entrata e di uscita del treno epicicloidale girano alla stessa velocità; solo quando si verifica una differenza nel numero di giri delle ruote dell’asse anteriore e posteriore (ad esempio in curva) ha luogo un movimento relativo tra l’ingranaggio centrale ed il portasatelliti, che determina la compensazione del numero di giri. Al fine di garantire minimi livelli di rumorosità, gli ingranaggi del differenziale a gruppi epicicloidali hanno una dentatura obliqua.

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Mercedes-Benz 4Matic | PRESA DI FORZA – Un’ulteriore particolarità del nuovo concetto di catena cinematica consiste nella presa di forza laterale estremamente compatta verso il differenziale dell’asse anteriore, con un funzionamento monostadio che permette di risparmiare un gruppo completo di ingranaggi rispetto al precedente sistema 4Matic. Inoltre, il giunto cardanico posteriore è integrato nell’ingranaggio della presa di forza. Questa struttura ottimizzata per garantire un minimo ingombro consente di posizionare la trasmissione cardanica all’avantreno in prossimità del cambio, senza che ciò richieda alcuna modifica alla scocca.
Il rendimento notevolmente migliorato del sistema di trazione integrale 4Matic ed i consumi ridotti rispetto al precedente si basano principalmente sull’eliminazione di uno stadio di ingranaggi nella presa di forza del ripartitore di coppia e su un’alimentazione dell’olio ulteriormente perfezionata. Infatti, grazie alla struttura integrata, il gruppo di trasmissione principale ed il ripartitore di coppia dispongono di un sistema di lubrificazione comune. Attraverso una ramificazione supplementare della tubazione esterna di alimentazione dell’olio, ogni minuto affluiscono circa 100 millilitri di olio fresco nel ripartitore di coppia. Grazie al continuo afflusso di olio pulito, nella camera della presa di forza si crea una riserva, costantemente controllata e regolata nel livello.
Inoltre, la struttura integrata del ripartitore di coppia contribuisce a creare un’elevata frequenza propria di flessione del gruppo motore-cambio, un fattore che riduce sensibilmente rumorosità e vibrazioni della catena cinematica. Tutto ciò, unito ad un sistema di supporti del motore altrettanto ottimizzato, ha consentito agli ingegneri Mercedes di raggiungere nell’abitacolo livelli di comfort acustico paragonabili a quelli dei modelli a trazione posteriore.

Mercedes-Benz 4Matic | EFFETTO BLOCCANTE – Una novità della trazione integrale Mercedes-Benz è rappresentata dalla frizione a lamelle a due dischi collocata sul differenziale, tra l’ingranaggio planetario centrale ed il portasatelliti, che determina un effetto bloccante di base di circa 50 Nm tra asse anteriore e posteriore. Il principio di funzionamento è il seguente: il gruppo di lamelle è precaricato con una tensione permanente per mezzo di una molla a tazza. In caso di slittamento delle ruote su uno dei due assali, a seguito del movimento relativo delle lamelle viene trasmesso un momento di attrito dall’asse che gira più velocemente verso quello con una rotazione più lenta. Grazie a questo principio di spostamento variabile dei momenti tra asse anteriore e posteriore è stato possibile migliorare ulteriormente trazione e stabilità di marcia dei modelli 4Matic. In particolare, il supporto alla trazione offerto dalla frizione a lamelle a due dischi appare evidente nelle condizioni di basso attrito fra pneumatici e fondo stradale, poiché, in presenza di un coefficiente di attrito fra pneumatico e fondo stradale inferiore a µ = 0,3 (più o meno equivalente a quello causato dalla neve), la frizione blocca meccanicamente la catena cinematica con un moderato processo di avanzamento.
In questo modo si evita lo slittamento delle ruote, prevenendo il cosiddetto ‘effetto lucidatura’ che comporta una riduzione del coefficiente di attrito. Un altro vantaggio della frizione a lamelle a due dischi consiste in un ulteriore miglioramento del comportamento dei modelli 4Matic durante le variazioni di carico. Il differenziale anteriore dei modelli 4Matic è un gruppo monostadio con tecnologia ‘Fuel Economy’. Il componente è quindi caratterizzato da supporti a bassa perdita di attrito, con un sistema di lubrificazione fluido ed una dentatura ottimizzata ai fini del rendimento.
Trattandosi di un ‘Hang-on-Unit’ (‘gruppo sospeso’), il differenziale anteriore è fissato mediante viti alla coppa dell’olio motore e al supporto destro del motore. La trasmissione della coppia dal differenziale anteriore al semiasse anteriore sinistro è affidata ad un albero intermedio, che passa attraverso un canale incapsulato interno alla coppa dell’olio motore. Il semiasse destro è collegato direttamente al differenziale anteriore per mezzo di una dentatura ad innesto.
La configurazione monostadio del ripartitore di coppia ha consentito di posizionare la corona conica del differenziale anteriore lateralmente al motore. A seguito di questa nuova disposizione degli elementi della trasmissione si è ottenuto uno spazio sufficiente per alloggiare i supporti anteriori del motore direttamente sopra i semiassi, invece che davanti alle relative articolazioni, come sul modello precedente. Di conseguenza i supporti del motore di nuova concezione, creati specificatamente per la trazione integrale, hanno una struttura estremamente compatta e rigida, che tra l’altro si riflette positivamente su rumorosità e vibrazioni.

Mercedes-Benz 4Matic | TRAZIONE ELETTRONICA – Al posto dei tradizionali bloccaggi del differenziale, il 4Matic utilizza il sistema di controllo elettronico della trazione 4ETS, un componente aggiuntivo dell’Electronic Stability Program (ESP), anch’esso perfezionato ed in grado di ottenere una capacità di trazione ancora migliore, a fronte di un maggiore comfort. Il sistema 4ETS interviene automaticamente quando una o più ruote perdono aderenza al fondo stradale. In questo caso, il 4ETS frena automaticamente ogni singola ruota, aumentando contemporaneamente la coppia alle ruote con una trazione sufficiente. Grazie a questi impulsi frenanti inviati in pochi millesimi di secondo si ottiene lo stesso effetto di tre bloccaggi del differenziale.
Asse posteriore: in caso di slittamento, il sistema invia un impulso frenante dosato alla ruota interessata e trasmette una coppia motrice di misura corrispondente all’altra ruota posteriore. Questo corrisponde alla funzione svolta da un bloccaggio del differenziale posteriore.
Asse anteriore: lo stesso principio dell’asse posteriore vale anche per le ruote anteriori, quindi il 4ETS sostituisce anche il bloccaggio anteriore.
Bloccaggio centrale: in caso di slittamento di entrambe le ruote sull’asse posteriore, il sistema provvede a frenarle contemporaneamente, mentre il ripartitore di coppia del sistema 4Matic compensa la differenza nel numero di giri tra avantreno e retrotreno. In questo modo, il 4ETS svolge la funzione di un differenziale autobloccante centrale.
Inoltre, gli impulsi frenanti automatici del sistema 4ETS variano in base alla velocità di marcia della vettura: a bassa velocità è possibile un intervento frenante su tutte le ruote. In questo modo il 4ETS ottiene l’effetto di tre bloccaggi del differenziale e assicura la massima trazione; a media velocità la pressione frenante sulla ruota non soggetta a slittamento è limitata, per non compromettere la stabilità di marcia. Se entrambe le ruote posteriori non presentano più alcuna aderenza al fondo stradale, la frenata avviene in sincronia: in questo ambito quindi la stabilità di marcia è prioritaria rispetto alla trazione; ad alta velocità il 4ETS dosa la pressione frenante su entrambe le ruote posteriori in modo sincronizzato, anche se è soltanto una delle due a slittare. Contemporaneamente, il sistema rinuncia ad inviare impulsi frenanti all’asse anteriore, per ottenere la massima stabilità di marcia possibile.Attraverso un costante perfezionamento dei sistemi di controllo della trazione e antislittamento (ASR), gli ingegneri Mercedes-Benz hanno migliorato il processo di regolazione in modo tale da consentire un rilevamento più accurato di determinate situazioni come, ad esempio, quella in cui le ruote slittano unilateralmente nella fase di spunto. L’obiettivo è incrementare ulteriormente la capacità di accelerazione in presenza di un minimo slittamento delle ruote. La regolazione antislittamento si adatta costantemente alla situazione di marcia attuale e riduce, ad esempio in curva su un fondo stradale scivoloso, le soglie per la regolazione della coppia del motore, al fine di garantire la stabilità della vettura. Il sistema è anche in grado di abbassare le soglie di regolazione per gli impulsi frenanti in curva su fondo asciutto. In questo modo si ottiene un perfetto equilibrio tra migliore trazione possibile ed elevata stabilità di marcia in qualsiasi situazione.
Come per tutti i sistemi di sicurezza attiva Mercedes-Benz, anche con il 4Matic il guidatore percepisce immediatamente l’approssimarsi di una situazione limite. In questo caso, sul quadro strumenti si accende una spia gialla, un segnale inequivocabile che suggerisce di adeguare lo stile di guida alle condizioni stradali.