汽车NVH(即Noise一噪声、Vibration一振动和Harshness一声振粗糙度,也可以通俗地理解为不平顺性)性能是评价整车质量指标的重要参考依据,同时它也直接影响着乘客的乘座舒适性和车辆的安全性。随着中国经济的周期性换挡调节以及汽车市场的渐趋饱和,各大厂商都对整车的NVH性能提出更高、更严的要求。动力传动系是整车最为主要的组成部分,变速器作为动力传动系中主要传动部件之一,其振动噪声尤其异常响声对传动系的NVH性能有着极其重要的影响;如果早期的下线检测中能够发现异响,就可以将异响问题限制在变速器生产制造环节。本文通过理论分析并结合台架试验,对某8速机械式变速器的敲击异响进行了分析,通过频域分析的方法找到了异响来源,拆解检验后将不符合图纸要求的零件更换以后,异响消失。
一、变速器敲击异响的机理
变速器是由齿轮和轴等零件组成的变速变扭系统,其引起噪声的主要激励源有:
1.变速器内齿轮副啮合时产生的动态激励力,与齿轮副啮合过程中的时变刚度有关;
2.原动机(发动机、电动机等)输入转速的不平稳而引起的激振力。
变速器的敲击噪声与上述2种因素都有关,通常发生在空载或者轻载的齿轮副间,是由于被动齿轮的惯性力矩幅值大于其阻滞力矩的幅值而引起的。敲击噪声多属于瞬态激振力,在频域中表现为宽频激振力,难以通过频域分析的方法找到激振力的源头;但也有敲击噪声在时域上存在明显的周期规律,能够通过频域分析找到敲击声的源头,文中的敲击噪声属于后者。
二、变速器噪声测试结果
为排除整车发动机输入转速的不稳定引起变速器的敲击声响,8速机械式变速器在半消声室台架上进行噪声测试。图1是变速器在测试间的图片,变速器1轴输入由电机驱动,在变速器上方距后端壳体外端30cm处布置1个麦克风;试验测试中,变速器挂7挡,1轴输入转速600r/min,噪声测试结果见图2(上图是下图的局部放大图)。
从图2中可以看出,噪声的峰值在频域上呈现等间隔的分布,间隔频率为95.6Hz,这与在试验间人耳现场试听到的敲击噪声存在周期性的现象相吻合。