一辆行驶里程约7万km、配备型号为N55的3.0T发动机的2011年宝马X5运动型多功能车。用户反映:该车低速行驶条件下转向时,底盘会出现“咯咯咯”的异响,就像在不平的搓板路上行驶一样。
检查分析:维修人员试车,发现无论是向左还是向右转向,都存在客户所说的异响。举升车辆检查,发现4条轮胎均为2011年制造,已经使用了7年,并且2条前轮胎的磨损十分严重(图1)。
该车采用了宝马xDrive全时四驱系统,从故障现象结合前轮的磨损情况来判断,应该是分动器发出的异响。在此也简单介绍一下宝马X5车型的xDrive系统。在正常直线行驶时,xDrive系统会按照4:6的比例分配前、后桥的动力;而在转向时,分动器会通过电控多片式离合器将80%的动力传递至后桥,这样前桥就不会获得过多的驱动力矩,从而以最佳的方式执行转向任务,可以提高车辆机动性,有效防止转向不足。
分动器控制单元(VTG)安装在多片式离合器伺服电机下方,可以控制伺服电机将驱动力矩无级分配至前轴(图2)。而后桥则是始终驱动的,当断开多片式离合器时,所有的驱动力矩都会传递至后桥上。VTG控制单元会根据以下因素调节分动器内多片式离合器的锁定力矩:来自DSC的锁定力矩请求、齿轮油的状态、多片式离合器的磨损情况、伺服电机的负荷、变速器油温。在伺服电机中有一个电机位置传感器,可以识别伺服电机位置,并将位置信息发送给VTG。此外还有一个温度传感器,用以监控伺服电机的温度,避免伺服电机热过载。
分析完分动器的基本结构和原理后,为了进一步验证是不是分动器故障引起了异响,维修人员用举升机升起本车,然后断开分动器控制单元(VTG)的插接器,此时分动器的伺服电机停止工作,分动器内的多片式离合器也就起不到调节前桥驱动力矩的作用。或者也可以根据电路图,打开行李舱熔丝盒,拔下VTG的供电熔丝,也可以起到同样的效果。然后将车辆放下并试车,在低速下反复左右转弯,底盘不再出现异响。
回到车间后进一步分析,可能影响分动器调节因素有以下几点。首先是分动器油的状态,该车已经行驶7万km,有可能油品变质造成多片式离合器结合力不足,离合器片轻微打滑,影响了前后桥驱动力分配,转弯时出现异响。第二是多片式离合器内的摩擦片严重磨损,间隙变大,也会造成同样的结果,但是这需要拆解检修分动器,才能恢复原来的技术参数。此外,也有可能是伺服电机故障,但是此类电器故障,一般者险出现故障码,并且点亮故障灯。
综上所述,为了降低维修成本,建议用户先更换分动器油试一试,如果无效则只能更换分动器总成或者解体维修,那样费用就会增加。征得用户同意后更换了分动器油,路试时最初还有异响存在,行驶一段时间后异响就逐渐消失了,分析应该是最初新的液压油在分动器内分布不均所致。由此也说明本车故障就是分动器油变质所造成的。
故障排除:更换分动器油,故障排除。
回顾总结:在该故障的诊断过程中,关键点就是分清分时四驱、适时四驱及全时四驱,熟悉每种驱动形式的结构原理。在判断故障点时也有一些小技巧,不要盲目更换总成试验,可以先通过断开插接器或者拔下熔丝的方法使分动器暂停工作,以此就能判断故障点。
该车前轮磨损严重,其实此前保养时也已经建议车主更换,但车主并未采纳。对于全时四驱车型来说,四驱系统会采集4个车轮的轮速信号,并据此调整四驱系统。如果轮胎严重磨损,也容易加速多片式离合器的磨损。因此,如果遇到四驱车型轮胎磨损严重,一定要告知用户可能造成的后果,并建议他们及时更换。