某SUV智能扭矩管理器燒蝕問題研究與分析

許磊

摘 要：國內某款SUV四驅車型在上市后陸續有客戶反饋，車輛在轉彎時出現抖動，同時伴有底盤異響，而直行無此現象，經過問題排查發現為扭矩管理器燒蝕所導致，通過對扭矩管理器工作原理的分析，結合標桿數據進行對比，發現此問題為扭矩管理器限扭值過低導致，通過提高限扭值至標桿水平，對售后樣本進行排查，發現此問題得到很好的解決。

關鍵詞：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，采用四輪驅動（4WD）方式。四輪驅動使整車重量均為附著重量，能發揮出較大的驅動力，傳統的扭矩分配裝置在提高汽車驅動性能，改善汽車形式穩定性與安全性的同時，也表現出其自身的不足，如使汽車油耗增加，不能和其他控制系統協同工作等，因此出現了電控扭矩分配裝置（智能扭矩管理器），在采用電控系統的基礎上，改善了車輛的牽引性、操縱性、穩定性，提高了在危險工況下的安全性，同時使結構大大減小[1]，這使得傳統的橫置發動機的兩驅車輛也可以通過增加智能扭矩管理器實現四驅功能，智能扭矩管理器通過控制摩擦片的壓緊程度以實現扭矩的連續可變傳遞。

1 扭矩管理器燒蝕現象描述

國內某款SUV四驅車型在上市后陸續有客戶反饋，車輛在轉彎時出現抖動，同時伴有底盤異響，而直行無此現象。根據故障現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行拆解分析發現其摩擦片燒蝕，內部油液變質。

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軸節與后傳動軸連接，輸出軸外部和后橋輸入軸連接，內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構外殼連接，摩擦機構外殼跟輸入軸連接。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轉行駛。當整車在一些特定工況下，ECU判定需要有扭矩傳遞時，ECU輸出相應電流給機械部分，機械部分接收到ECU發出的電流后，輸入給電磁系統的電磁線圈（Magnetic Circuit）。電磁線圈產生的磁通力，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板上，同時因為球凸輪板的右側板和輸出軸通過花鍵連接在一起，當輸入軸和輸出軸之間產生轉速差時，通過兩個凸輪板之間的鋼球和溝槽的作用，使得凸輪板右側板向右移動，壓緊主摩擦片（Clutch System）系統把扭矩從摩擦機構外殼（輸入軸）傳遞給輸出軸，然后扭矩傳遞到后橋輸入端，實現后橋扭矩智能分配。

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，若前后軸產生速差，則扭矩管理器中的主摩擦片將會產生滑摩，當車輛行駛遇到阻礙，駕駛員將會繼續深踩油門，此時前后軸的速差將會增大，摩擦片滑摩所產生的熱量將會持續增加，但由于扭矩管理器自密封，結構空間小，內部儲油量僅為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生變質和扭曲現象，扭曲后的摩擦片將填充整個腔體，使內外摩擦片壓緊，導致車輛一直處于四驅狀態，此時若轉向行駛則會出現轉向制動現象。

4 燒蝕問題對策制定

對后橋輸入扭矩進行理論計算：四輪驅動工況時：

由于橫置發動機機艙內空間緊湊，四驅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，從而需要扭矩管理器在最大扭矩容量的基礎上進行扭矩限制。

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，對比同級別標桿數據，標桿車型扭矩比均占后軸打滑扭矩的78%以上，而國內某款車型扭矩比僅為48.7%，遠低于標桿車型，不僅四驅表現能力弱，而且在車輛進入泥濘路面或低附坡道時，若前輪因扭矩大而產生打滑，后輪將因為不能克服摩擦力而停止轉動，出現持續的速差，從而出現扭矩管理器燒蝕問題。

5 對策效果驗證

統計限扭值提升至800Nm后的售后車輛故障率， 統計車輛約24000臺，故障數量7臺，遠低于限扭值為570Nm時的故障臺數，整改后效果明顯。

6 總結

橫置四驅多為城市級車輛，不同于純越野車輛，多行駛于鋪裝路面上，其車身機構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，詳細介紹了智能四驅系統扭矩控制的工作原理并對問題發生原因進行分析，通過對比標桿數據確定其限扭值或扭矩容量應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較大的輪速差的出現，從根本上避免了扭矩管理器燒蝕問題的發生。

參考文獻：

[1]冀彥軍.四輪系統解析[J].汽車維修技師，2014（04）：46.

[2]李秀芬.現代新勝達SUV轉彎時整車發抖的故障檢修[J].汽車工程師，2011（04）：61.

[3]王文杰.智能四驅傳動系統[J].機械工程師，2011（05）：160.