某SUV智能扭矩管理器燒蝕問題研究與分析

許磊

摘 要：國內(nèi)某款SUV四驅(qū)車型在上市后陸續(xù)有客戶反饋，車輛在轉(zhuǎn)彎時出現(xiàn)抖動，同時伴有底盤異響，而直行無此現(xiàn)象，經(jīng)過問題排查發(fā)現(xiàn)為扭矩管理器燒蝕所導(dǎo)致，通過對扭矩管理器工作原理的分析，結(jié)合標(biāo)桿數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)此問題為扭矩管理器限扭值過低導(dǎo)致，通過提高限扭值至標(biāo)桿水平，對售后樣本進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)此問題得到很好的解決。

關(guān)鍵詞：4WD;智能扭矩管理器;燒蝕;限扭值

汽車行駛時為了最大限度的利用地面所提供的牽引力，提高汽車的起步加速和通過性能，采用四輪驅(qū)動（4WD）方式。四輪驅(qū)動使整車重量均為附著重量，能發(fā)揮出較大的驅(qū)動力，傳統(tǒng)的扭矩分配裝置在提高汽車驅(qū)動性能，改善汽車形式穩(wěn)定性與安全性的同時，也表現(xiàn)出其自身的不足，如使汽車油耗增加，不能和其他控制系統(tǒng)協(xié)同工作等，因此出現(xiàn)了電控扭矩分配裝置（智能扭矩管理器），在采用電控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，改善了車輛的牽引性、操縱性、穩(wěn)定性，提高了在危險(xiǎn)工況下的安全性，同時使結(jié)構(gòu)大大減小[1]，這使得傳統(tǒng)的橫置發(fā)動機(jī)的兩驅(qū)車輛也可以通過增加智能扭矩管理器實(shí)現(xiàn)四驅(qū)功能，智能扭矩管理器通過控制摩擦片的壓緊程度以實(shí)現(xiàn)扭矩的連續(xù)可變傳遞。

1 扭矩管理器燒蝕現(xiàn)象描述

國內(nèi)某款SUV四驅(qū)車型在上市后陸續(xù)有客戶反饋，車輛在轉(zhuǎn)彎時出現(xiàn)抖動，同時伴有底盤異響，而直行無此現(xiàn)象。根據(jù)故障現(xiàn)象判定此問題為智能扭矩管理器故障，更換后問題消失，對問題扭矩管理器進(jìn)行拆解分析發(fā)現(xiàn)其摩擦片燒蝕，內(nèi)部油液變質(zhì)。

2 扭矩管理器工作原理

扭矩管理器安裝在后橋殼體上輸入軸通過法蘭盤或撓性聯(lián)軸節(jié)與后傳動軸連接，輸出軸外部和后橋輸入軸連接，內(nèi)部通過外花鍵直接與摩擦從動片連接，摩擦主動片跟摩擦機(jī)構(gòu)外殼連接，摩擦機(jī)構(gòu)外殼跟輸入軸連接。此時摩擦主動片和摩擦從動片沒有軸向壓緊，故此時輸出軸無法接收來自輸入軸傳出的扭矩，車輛只是由前輸出半軸帶動兩個前輪運(yùn)轉(zhuǎn)行駛。當(dāng)整車在一些特定工況下，ECU判定需要有扭矩傳遞時，ECU輸出相應(yīng)電流給機(jī)械部分，機(jī)械部分接收到ECU發(fā)出的電流后，輸入給電磁系統(tǒng)的電磁線圈（Magnetic Circuit）。電磁線圈產(chǎn)生的磁通力，拉動銜鐵，銜鐵推動初級摩擦片開始工作，初級摩擦片的主動摩擦片安裝在輸入殼體上，從動摩擦片安裝在球凸輪板的左側(cè)板上，同時因?yàn)榍蛲馆啺宓挠覀?cè)板和輸出軸通過花鍵連接在一起，當(dāng)輸入軸和輸出軸之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差時，通過兩個凸輪板之間的鋼球和溝槽的作用，使得凸輪板右側(cè)板向右移動，壓緊主摩擦片（Clutch System）系統(tǒng)把扭矩從摩擦機(jī)構(gòu)外殼（輸入軸）傳遞給輸出軸，然后扭矩傳遞到后橋輸入端，實(shí)現(xiàn)后橋扭矩智能分配。

3 扭矩管理器燒蝕原因分析

扭矩管理器位于后主減速器前端，通過摩擦片的壓緊程度向后橋輸入扭矩，同時起到中央差速器的作用，若前后軸產(chǎn)生速差，則扭矩管理器中的主摩擦片將會產(chǎn)生滑摩，當(dāng)車輛行駛遇到阻礙，駕駛員將會繼續(xù)深踩油門，此時前后軸的速差將會增大，摩擦片滑摩所產(chǎn)生的熱量將會持續(xù)增加，但由于扭矩管理器自密封，結(jié)構(gòu)空間小，內(nèi)部儲油量僅為130ml，熱量很難散出，將會使扭矩管理器中的紙基摩擦片因受熱產(chǎn)生變質(zhì)和扭曲現(xiàn)象，扭曲后的摩擦片將填充整個腔體，使內(nèi)外摩擦片壓緊，導(dǎo)致車輛一直處于四驅(qū)狀態(tài)，此時若轉(zhuǎn)向行駛則會出現(xiàn)轉(zhuǎn)向制動現(xiàn)象。

4 燒蝕問題對策制定

對后橋輸入扭矩進(jìn)行理論計(jì)算：四輪驅(qū)動工況時：

由于橫置發(fā)動機(jī)機(jī)艙內(nèi)空間緊湊，四驅(qū)分動器布置空間有限，齒輪相對較小，承載能力有限，需要扭矩管理器提供過載保護(hù)，從而需要扭矩管理器在最大扭矩容量的基礎(chǔ)上進(jìn)行扭矩限制。

提高扭矩管理器限扭值，增大后軸輸出扭矩與后軸打滑扭矩值的比率，對比同級別標(biāo)桿數(shù)據(jù)，標(biāo)桿車型扭矩比均占后軸打滑扭矩的78%以上，而國內(nèi)某款車型扭矩比僅為48.7%，遠(yuǎn)低于標(biāo)桿車型，不僅四驅(qū)表現(xiàn)能力弱，而且在車輛進(jìn)入泥濘路面或低附坡道時，若前輪因扭矩大而產(chǎn)生打滑，后輪將因?yàn)椴荒芸朔Σ亮ΧＶ罐D(zhuǎn)動，出現(xiàn)持續(xù)的速差，從而出現(xiàn)扭矩管理器燒蝕問題。

5 對策效果驗(yàn)證

統(tǒng)計(jì)限扭值提升至800Nm后的售后車輛故障率， 統(tǒng)計(jì)車輛約24000臺，故障數(shù)量7臺，遠(yuǎn)低于限扭值為570Nm時的故障臺數(shù)，整改后效果明顯。

6 總結(jié)

橫置四驅(qū)多為城市級車輛，不同于純越野車輛，多行駛于鋪裝路面上，其車身機(jī)構(gòu)及通過能力僅可滿足輕度越野，后橋無需過大的扭矩輸入，但本文通過對扭矩管理器燒蝕問題的解決，詳細(xì)介紹了智能四驅(qū)系統(tǒng)扭矩控制的工作原理并對問題發(fā)生原因進(jìn)行分析，通過對比標(biāo)桿數(shù)據(jù)確定其限扭值或扭矩容量應(yīng)保證后橋輸入扭矩占后軸打滑扭矩的78%以上，以防止車輛在遇到障礙后出現(xiàn)較大的輪速差的出現(xiàn)，從根本上避免了扭矩管理器燒蝕問題的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

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