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Galerie: Bericht Mercedes 4MATIC

Bericht: Mercedes 4MATIC

Auf allen Vieren

19.12.2008

Es war im Jahr 1903, als Paul Daimler, Sohn des Firmengründers Gottlieb Daimler, damit begann, einen Allradantrieb für Mercedes-Benz-Fahrzeuge zu entwickeln. 80 Jahre lang musste der Fahrer selbst entscheiden, wann er die Kraft an beiden Achsen benötigt. Seit der Einführung der ersten 4MATIC 1987 im W124 – also der E-Klasse - nimmt die Technik dem Fahrer auch dieses ab. Doch wie funktioniert der Allradantrieb eigentlich?

In neun Baureihen bietet Mercedes den Allradantrieb an, insgesamt können 50 PKW-Modelle mit der 4MATIC ausgestattet werden. Und wenn Anfang 2009 der GLK 220 CDI BlueEfficiency an den Start geht, kommt der 51. Allrad-Vertreter hinzu. Auf der tiefverschneiten Timmelsjoch-Passstraße konnten wir uns jetzt unter Extrembedingungen von der Technik Überzeugen.

Prinzipiell lässt sich die Allradtechnik bei Mercedes in drei Gruppen einteilen. Da sind zum einen die SUVs M-, GL- und R-Klasse, die mit der 4MATIC ausgerüstet sind. Technisch nah verwandt ist das System in den Pkw-Baureihen C-, GLK-, CL,- und S-Klasse, dass außerdem bald auch in der neuen E-Klasse Einzug halten wird. Und schließlich gibt’s noch den Urvater aller Geländewagen, die G-Klasse, bei der Mercedes auf den Zusatz 4MATIC verzichtet, da der Fahrer hier noch per Hand die Differenziale bedienen muss.

Gute Verbindung

Galerie: Bericht Mercedes 4MATICHerzstück  der 4MATIC ist das bei allen Modellen in die obligatorische Siebengang-Automatik integrierte Verteilergetriebe. Dort arbeitet eine Zweischeiben-Lamellenkupplung, die eine Grundspannung von etwa 50 Newtonmetern zwischen Vorder- und Hinterachse erzeugt und für eine Grundverteilung des Antriebsmoments von 45 (vorne) zu 55 Prozent (hinten) zwischen den Achsen sorgt. Beim Beschleunigen kann so die auftretende Achlastverschiebung Richtung Hinterachse besser genutzt werden, um dort mehr Antriebsmoment abzusetzen.

Drehen an einer der beiden Achsen die Räder durch, wird durch Relativbewegung der Lamellen ein Reibmoment zur langsamer drehenden Achse übertragen. Sprich: Es geht mehr Kraft an die Räder mit Traktion. Maximal können bis zu 70 Prozent der Kraft nach vorne beziehungsweise hinten geschickt werden. Zum Vergleich: Andere Allradsystem wie quattro von Audi können mit Torsen-Differenzialen bis zu 100 Prozent an eine Achse schicken. Für einen Momentausgleich zwischen den einzelnen Rädern sorgt bei Mercedes das Regelsystem 4ETS, und zwar nicht über Kupplungen sonder per Bremseingriff an jedem Rad einzelnn.

Gezieltes Bremsen

Galerie: Bericht Mercedes 4MATICDas 1997 in der ersten Generation der M-Klasse vorgestellte System erkennt Drehzahlunterschiede zwischen den linken und rechten Rädern, die auftreten, wenn der Untergrund unterschiedlich glatt ist - das sogenannte µ-Split. Bei allen Fahrzeugen mit offenem Achsdifferenzial limitiert das Rad mit dem kleineren Reibwert – also mit weniger Traktion – die maximal übertragbare Antriebskraft.

Solche Situationen erkennt das 4ETS und verhindert das Durchdrehen der jeweiligen Räder durch gezieltes Aufbauen von Bremsdruck. Das Rad mit dem höheren Reibwert (auf der anderen Seite) kann sich dann quasi an der Bremskraft des anderen Rades abstützen und das Fahrzeug so in Gang setzen. Anders gesagt: Der Bremseingriff simuliert auf der Seite mit Eis und Schnee einen höheren Reibwert, der im Idealfall dem auf der griffigen Seite entspricht.

Von Split zu Sprung

Galerie: Bericht Mercedes 4MATICAuch beim sogenannten µ-Sprung, wenn eine Achse komplett auf Eis oder Schnee, also einen Untergrund mit geringem Reibwert steht, greift das 4ETS ein. Auch hier bestimmt die Achse mit dem geringeren Reibwert die absetzbare Antriebskraft. Die Lamellensperre wirkt mit ihrer Grundspannung von 50 Newtonmeter zwar ausgleichend, kann aber im Extremfall den großen Reibwertunterscheid nicht ausgleichen. Das System bremst in dieser Situation beide Räder einer Achse ab, so dass sich die Achse mit höherem Reibwert wiederum an der gebremsten Achse abstützen kann. Im Zweifelsfall bremst das System also bis zu drei Räder individuell ab.

Ist das Fahrzeug erst einmal in Fahrt, besteht auf kurvigen Schnee- und Eisfahrbahnen ein höheres Risiko, dass der Wagen ausbricht. Die Stabilität wird hierbei vor allem durch die Motormomentregelung der Antriebsschlupf-Regelung ASR sichergestellt. Ein Reifen kann nur ein bestimmte Kraft übertragen, sei es in Längs- oder Querrichtung. Wird nun in Kurven mehr Seitenführungkraft benötigt, kann entsprechend weniger Antriebskraft in Fahrtrichtung umgesetzt werden (Kammscher Kreis).

Reduzierung des Vortriebs

Um ein Ausbrechen zu verhindern, wird der Vortrieb also entsprechend eingeregelt, um auf eine ausreichende Querkraftreserve zurückgreifen zu können. Dies erledigt das ASR in dem es den Motor drosselt. Unterstütz wird es durch das ESP, das mit Bremseingriffen genauso zu einer Reduzierung der Vorwärtskraft beiträgt.

  • Alle 4MATIC-Modelle

C-Klasse (L=Limousine, T=Kombi):

C 280 CDI (L), C 350 (L), C 320 CDI (L, T)

E-Klasse (L=Limousine, T=Kombi):

E 280 (L,T), E 350 (L,T), E500 (L,T), E 280 CDI (L,T), E 320 CDI (L,T)

S-Klasse (kurzer und langer Radstand):

S 350, S 450, S 500, S 320 CDI

CL-Klasse:

CL 500

R-Klasse (kurzer und langer Radstand):

R 350, R 500, R 280 CDI, R 320 CDI

GLK-Klasse:

GLK 280, GLK 350, GLK 220 CDI, GLK 320 CDI

ML-Klasse:

ML 350, ML 500, ML 280 CDI, ML 320 CDI, ML 420 CDI, ML 63 AMG

GL-Klasse:

GL 450, GL 500, GL 420 CDI, GL 320 CDI

G-Klasse (jeweils kurzer und langer Radstand und Cabrio):

G 500, G 320 CDI; G 55 AMG

Unabhängig von der Arbeitsweise liegt der Vorteil des Allradantriebs bei Kurvenfahrten darin, dass die nötige Längsbeschleunigung auf vier angetriebene Räder verteilt werden kann. Das heißt, bei gleicher Vorwärtskraft steht an jedem Rad mehr Potential für die Seitenführung zur Verfügung, während ein Fronttriebler etwa die gesamte Kraft über die Vorderachse abgibt und dort entsprechend weniger Querkräfte aufbauen kann. Entsprechend andersrum verhält es sich beim Hecktriebler, was dazu führt, das auf Eis und Schnee das Heck leicht ausbricht.

Leichtbau

Und worin liegt nun der Vorteil der 4MATIC gegenüber anderen Allradsystemen? Egal ob Audis quattro, BMWs xDrive oder 4Motion von VW – in Sachen Traktion liefern alle System sehr gute Ergebnisse. Unterschiede gibt es allerdings beim Gewicht. Mercedes spricht bei der 4MATIC dank der kompakten, leichten Bauweise von einem Mehrgewicht von 50 bis 70 Kilogramm. Die Konkurrenz veranschlagt für ihre Systeme oft rund 100 Kilogramm, was sich entsprechend negativer auf den Spritverbrauch auswirkt.

Während bei vielen Herstellern von einem Mehrverbrauch von einem halben bis weit über einem Liter gegenüber den nicht allradgetriebenen Varianten die Rede ist, verspricht Mercedes einen nur um 0,2 bis 0,4 Liter höheren Konsum. Kleines Beispiel: Der C280 4MATIC gönnt sich mit 9,6 Litern exakt 0,2 Liter mehr als der Hecktriebler. Beim Audi A4 2.0 TFSI quattro schluckt die Version mit Allrad 0,8 Liter mehr als ohne und der BMW 320d weist immerhin einen zusätzlichen Konsum von 0,6 Litern auf.

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