四、电子控制适时四驱系统(配置车型为现代途胜、第二代胜达、维拉克斯和ix35,起亚汽车的狮跑、第二代索兰托)
这是一种现代/起亚车系应用非常广泛的四驱系统,这套系统是基于前驱SUV车型的基础上进行开发的,在现代/起亚车系当中,根据车型和生产年份的不同,选用了三家知名厂家生产的这类系统,分别是博格华纳,爱信和JTEKT。虽然不同的厂家在名称上有所不同,但是这类四驱系统的基本结构原理还是大同小异的。
本文就以现代新胜达和途胜的四驱系统为例对该系统进行讲解。该系统的机械部分主要由分动器和4WD耦合器组成,分动器安装于变速器的差速器侧,该分动器的作用只是将驱动力传递到后轮,内部只是简单的齿轮机构,但是根据配置发动机排量和功率的不同,分动器分为两轴式分动器和一轴式分动器,通常2.4L以下排量的汽油发动机所配置的为一轴式分动器(如图7所示),而2.4L排量以上的汽油发动机以及2.2L排量的柴油发动机配置的是两轴式分动器(如图8所示)。
4WD耦合器安装于后差速器前端,通过中央传动轴与分动器连接。该总成的主要功能有两个:一是实现四轮驱动和前后轮的扭矩分配;二是起到桥间差速器的作用。所以这类四驱系统一般都不会单独再配置中央差速器。4WD耦合器主要由机壳、轴承、电磁线圈、第一离合器、主动凹槽盘、从动凹槽盘、钢球和第二离合器等部件组成(如图9、图10所示)。第一离合器通过从动凹槽盘在第二离合器上生成压力。输入轴连接离合器壳,当电磁线圈通电以后,电磁离合器的引铁压迫第一离合器,输入轴与第一离合器连接,此刻位于第一离合器与第二离合器之间的主动凹槽盘和从动凹槽盘之间产生转速差,从而使钢球在主动凹槽盘和从动凹槽盘之间沿钢球滑道向上移动,从动凹槽盘被推向第二离合器,第二离合器与输出轴连接。第二离合器受到的压迫力取决于通过钢球给予从动凹槽盘的压力,而钢球的压力则是取决于钢球在滑道内的移动量,但是钢球的移动量最终取决于电磁离合器的磁场强度。4WD控制模块通过控制电磁离合器的电流改变电磁离合器的磁场强度,从而控制到达后桥的扭矩,根据车辆的行驶状态,前后桥的扭矩分配是50:50~100:0的范围。
驱动模式
自动模式:车辆在起步或30km/h以下的时速行驶时,系统为四驱模式,前后轮的扭矩分配为50:50,当车速超过30km/h以上时,前轮的扭矩分配逐渐的增加,当车速超过40km/h以上时,系统完全为前轮驱动的2WD状态,前后轮的扭矩分配为100:0。
四驱锁止模式:驾驶员通过四驱锁止开关锁止四轮驱动,系统将扭矩传递固定在前轮50%和后轮50,锁止功能启动以后最大车速为35km/h 、如果需要,系统会随时准备回到自动的控制模式。锁止开关在开启的状态,如果车速低于35km/h时,系统将继续恢复到锁止的状态。这一模式只为雨雪或泥泞的路面设计,在干燥平坦的路面上应用此模式会导致轮胎磨损和转向困难。
输入部分
4WD锁止开关:通常位于仪表台的左侧,用来向4WD控制模块发送四驱锁止的开关信号。
CAN通信:4WD控制模块通过动力CAN通信网络接收轮速传感器,转向角度传感器、节气门位置传感器/加速踏板位置传感器以及ABS/ESP/TCS的信息(如图11所示)。4WD控制模块根据轮速传感器的信号检测前后轮的轮速差,以此检测车轮滑动情况并控制前后轮的扭矩分配。在转向期间,4W7)控制模块根据转向角度传感器的信息控制耦合器,防止车辆出现转向制动的情况(现代维拉克斯、ix35和起亚的索兰托车型配置的该四驱系统是利用四轮的轮速信号检测的车辆转弯情况)。4WD控制模块根据节气门位置传感器/加速踏板位置传感器的信号了解发动机的负荷和驾驶员的意图,用来确定扭矩的分配量。当4WD控制模块接收到ABS/ESP/TCS的启动信息后,会禁止4WD控制。
输出部分
电磁离合器:维修资料和原厂诊断仪均将其称为EMC。由4WD控制模块改变EMC的控制电流,从而完成适当的扭矩分配给后轮。
4WD指示灯:四驱图形式的指示灯,当系统检测出故障时,4WD控制模块将故障码存储在存储器中,该指示灯以2Hz的速度闪烁。
4WD锁止警告灯:显示为4WDLOCK,黄色的警告灯,当驾驶员按下四驱锁止开关锁止四驱时,仪表上这个警告灯点亮,以提示驾驶员系统当前处于四驱锁止状态。
自诊断:当4WD控制模块的存储器存储有故障码信息时,维修人员可以利用检测仪读取到该信息。
注意事项:
(1)配置此类四驱系统的车辆只能使用平板式拖车拖运,严禁使用其他方式牵引,否则会导致耦合器的烧毁。
(2)配置此类四驱系统的车辆,四轮的轮胎型号花纹磨损情况必须一致,更换轮胎时建议全部更换。否则也会导致耦合器的烧毁。
故障案例:一辆行驶了两万多千米的2010款现代新胜达SUV车型,车主到店反映该车行驶中车身后部有严重的噪音,而且车速也跑不起。接车后维修人员驾车进行了路试,发现车辆在直线行驶时车身底盘后部偶尔会发出类似于金属的撞击声。而当车辆转向行驶时,底盘后部更会发出强烈的类似于金属撞击的声音,而且还感觉后轮有一种制动拖滞的现象。将该车开回维修车间并举升起来,这时向同一个方向同时旋转两个后轮,发现两个后轮都转不动,该现象说明4WD耦合器处于抱死的状态,拆解耦合器发现内部已经烧损(如图12所示),更换一个新的耦合器后故障排除。这类故障现象在现代新胜达和现代维拉克斯这两款车型上比较常见,故障比较严重的时候还可能会损坏分动器。而这类故障基本上都是由于曾经被其他车辆牵引过一段距离以后造成的。