某SUV智能扭矩管理器烧蚀问题研究与分析

许磊

摘 要：国内某款SUV四驱车型在上市后陆续有客户反馈，车辆在转弯时出现抖动，同时伴有底盘异响，而直行无此现象，经过问题排查发现为扭矩管理器烧蚀所导致，通过对扭矩管理器工作原理的分析，结合标杆数据进行对比，发现此问题为扭矩管理器限扭值过低导致，通过提高限扭值至标杆水平，对售后样本进行排查，发现此问题得到很好的解决。

关键词：4WD;智能扭矩管理器;烧蚀;限扭值

汽车行驶时为了最大限度的利用地面所提供的牵引力，提高汽车的起步加速和通过性能，采用四轮驱动（4WD）方式。四轮驱动使整车重量均为附着重量，能发挥出较大的驱动力，传统的扭矩分配装置在提高汽车驱动性能，改善汽车形式稳定性与安全性的同时，也表现出其自身的不足，如使汽车油耗增加，不能和其他控制系统协同工作等，因此出现了电控扭矩分配装置（智能扭矩管理器），在采用电控系统的基础上，改善了车辆的牵引性、操纵性、稳定性，提高了在危险工况下的安全性，同时使结构大大减小[1]，这使得传统的横置发动机的两驱车辆也可以通过增加智能扭矩管理器实现四驱功能，智能扭矩管理器通过控制摩擦片的压紧程度以实现扭矩的连续可变传递。

1 扭矩管理器烧蚀现象描述

国内某款SUV四驱车型在上市后陆续有客户反馈，车辆在转弯时出现抖动，同时伴有底盘异响，而直行无此现象。根据故障现象判定此问题为智能扭矩管理器故障，更换后问题消失，对问题扭矩管理器进行拆解分析发现其摩擦片烧蚀，内部油液变质。

2 扭矩管理器工作原理

扭矩管理器安装在后桥壳体上输入轴通过法兰盘或挠性联轴节与后传动轴连接，输出轴外部和后桥输入轴连接，内部通过外花键直接与摩擦从动片连接，摩擦主动片跟摩擦机构外壳连接，摩擦机构外壳跟输入轴连接。此时摩擦主动片和摩擦从动片没有轴向压紧，故此时输出轴无法接收来自输入轴传出的扭矩，车辆只是由前输出半轴带动两个前轮运转行驶。当整车在一些特定工况下，ECU判定需要有扭矩传递时，ECU输出相应电流给机械部分，机械部分接收到ECU发出的电流后，输入给电磁系统的电磁线圈（Magnetic Circuit）。电磁线圈产生的磁通力，拉动衔铁，衔铁推动初级摩擦片开始工作，初级摩擦片的主动摩擦片安装在输入壳体上，从动摩擦片安装在球凸轮板的左侧板上，同时因为球凸轮板的右侧板和输出轴通过花键连接在一起，当输入轴和输出轴之间产生转速差时，通过两个凸轮板之间的钢球和沟槽的作用，使得凸轮板右侧板向右移动，压紧主摩擦片（Clutch System）系统把扭矩从摩擦机构外壳（输入轴）传递给输出轴，然后扭矩传递到后桥输入端，实现后桥扭矩智能分配。

3 扭矩管理器烧蚀原因分析

扭矩管理器位于后主减速器前端，通過摩擦片的压紧程度向后桥输入扭矩，同时起到中央差速器的作用，若前后轴产生速差，则扭矩管理器中的主摩擦片将会产生滑摩，当车辆行驶遇到阻碍，驾驶员将会继续深踩油门，此时前后轴的速差将会增大，摩擦片滑摩所产生的热量将会持续增加，但由于扭矩管理器自密封，结构空间小，内部储油量仅为130ml，热量很难散出，将会使扭矩管理器中的纸基摩擦片因受热产生变质和扭曲现象，扭曲后的摩擦片将填充整个腔体，使内外摩擦片压紧，导致车辆一直处于四驱状态，此时若转向行驶则会出现转向制动现象。

4 烧蚀问题对策制定

对后桥输入扭矩进行理论计算：四轮驱动工况时：

由于横置发动机机舱内空间紧凑，四驱分动器布置空间有限，齿轮相对较小，承载能力有限，需要扭矩管理器提供过载保护，从而需要扭矩管理器在最大扭矩容量的基础上进行扭矩限制。

提高扭矩管理器限扭值，增大后轴输出扭矩与后轴打滑扭矩值的比率，对比同级别标杆数据，标杆车型扭矩比均占后轴打滑扭矩的78%以上，而国内某款车型扭矩比仅为48.7%，远低于标杆车型，不仅四驱表现能力弱，而且在车辆进入泥泞路面或低附坡道时，若前轮因扭矩大而产生打滑，后轮将因为不能克服摩擦力而停止转动，出现持续的速差，从而出现扭矩管理器烧蚀问题。

5 对策效果验证

统计限扭值提升至800Nm后的售后车辆故障率， 统计车辆约24000台，故障数量7台，远低于限扭值为570Nm时的故障台数，整改后效果明显。

6 总结

横置四驱多为城市级车辆，不同于纯越野车辆，多行驶于铺装路面上，其车身机构及通过能力仅可满足轻度越野，后桥无需过大的扭矩输入，但本文通过对扭矩管理器烧蚀问题的解决，详细介绍了智能四驱系统扭矩控制的工作原理并对问题发生原因进行分析，通过对比标杆数据确定其限扭值或扭矩容量应保证后桥输入扭矩占后轴打滑扭矩的78%以上，以防止车辆在遇到障碍后出现较大的轮速差的出现，从根本上避免了扭矩管理器烧蚀问题的发生。

参考文献：

[1]冀彦军.四轮系统解析[J].汽车维修技师，2014（04）：46.

[2]李秀芬.现代新胜达SUV转弯时整车发抖的故障检修[J].汽车工程师，2011（04）：61.

[3]王文杰.智能四驱传动系统[J].机械工程师，2011（05）：160.