某款MPV車型變速箱敲擊噪音分析與改進(jìn)

馬成，汪江，施超，董恒，孟祥偉，王濤，于堯

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

某款MPV車型變速箱敲擊噪音分析與改進(jìn)

馬成，汪江，施超，董恒，孟祥偉，王濤，于堯

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

針對(duì)某款MPV車型變速箱敲擊噪音問題，通過對(duì)整車及變速箱NVH性能進(jìn)行測試，分析哪方面的原因造成變速箱敲擊噪音，同時(shí)通過優(yōu)化車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)，包含離合器剛度、離合器阻尼、變速箱齒輪側(cè)隙以及匹配雙質(zhì)量飛輪等方案。對(duì)變速箱噪音問題進(jìn)行分析改進(jìn)，為同類問題的解決提供參考及思路。

NVH；敲擊噪音；離合器；剛度；阻尼

引言

整車 NVH性能越來越受到重視，消費(fèi)者對(duì)車輛的使用不僅僅局限于普通的代步工具，而是希望所購買的轎車能帶來舒適的感覺，同時(shí) NVH性能也代表著整車廠的設(shè)計(jì)能力及制造能力，提升整車的NVH性能至關(guān)重要[1]。

整車的振動(dòng)來源主要是發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)會(huì)在整車的傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生眾多的 NVH問題，若傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度及阻尼不能有效的抑制來自發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的振動(dòng)，可能就會(huì)導(dǎo)致變速箱內(nèi)部的敲擊噪音，當(dāng)振動(dòng)嚴(yán)重到一定程度時(shí)，駕駛艙就會(huì)聽到明顯的變速箱噪音[2]。

本文主要基于調(diào)整離合器剛度及阻尼等策略，對(duì)變速器敲擊音進(jìn)行分析及改善。

1 變速箱敲擊噪音識(shí)別

1.1 故障現(xiàn)象

在該MPV進(jìn)行NVH測試發(fā)現(xiàn)，在600Hz~800Hz處車內(nèi)噪音有突變，同時(shí)變速箱殼體振動(dòng)同樣在 600Hz~800Hz出現(xiàn)突變，見圖1。

圖1 NVH測試結(jié)果

1.2 主觀評(píng)價(jià)

通過主觀評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，不斷踩松離合踏板，明顯感覺到車內(nèi)的噪聲變化，在踩下離合踏板時(shí)，變速箱內(nèi)部齒輪不再運(yùn)轉(zhuǎn)，車內(nèi)噪音變小，當(dāng)松開離合踏板變速箱內(nèi)部齒輪開始運(yùn)轉(zhuǎn)，噪音變大，在消音室測試發(fā)現(xiàn)，踩踏板松踏板前后噪音變化約2dB，但主觀感覺明顯。

通過測試及主觀評(píng)價(jià)，確認(rèn)該 MPV變速箱存在敲擊噪音，為解決該問題，初步計(jì)劃先優(yōu)化離合器。

2 離合器性能測試

2.1 離合器減振原理

離合器除保證動(dòng)力連接及切斷的功能外，其另一個(gè)功能就是在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間衰減不平穩(wěn)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，不同于電動(dòng)機(jī)和渦輪機(jī)，內(nèi)燃機(jī)是不能輸出恒定不變的轉(zhuǎn)矩的。不斷變化的曲軸角速度引起振動(dòng)，并經(jīng)由離合器和變速器輸入軸將振動(dòng)傳遞到變速器，由此導(dǎo)致了令人討厭的噪聲。離合器是用來使發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間的振動(dòng)最小化的，圖2為離合器減振示意圖。

圖2 離合器減振示意圖

離合器對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)減振的主要參數(shù)為離合器剛度 kD阻尼THD，通過對(duì)剛度kD及阻尼THD的調(diào)整避開傳動(dòng)系統(tǒng)共振，降低變速箱的振動(dòng)輸入，從而達(dá)到降低或消除變速箱敲擊噪音的目的[3]。

2.2 離合器優(yōu)化方案

因前期的噪音測試及主觀評(píng)價(jià)，確認(rèn)目前變速箱現(xiàn)狀態(tài)不能達(dá)到量產(chǎn)水平，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，通過公司專家及離合器廠家人員討論對(duì)接，確認(rèn)首先對(duì)離合器進(jìn)行優(yōu)化，并初步制定優(yōu)化方案擴(kuò)大轉(zhuǎn)角，降低剛度，同時(shí)增加阻尼，具體變動(dòng)見表1。

表1 離合器參數(shù)

2.3 離合器性能測試

圖3 變速箱打孔位置

為了解離合器的減振性能，一般主機(jī)廠都會(huì)對(duì)離合器的性能進(jìn)行測試，現(xiàn)有離合器的主要參數(shù)見表1。測試前準(zhǔn)備，首先在變速箱上進(jìn)行打孔，安裝傳感器，其中一個(gè)孔正對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪啟動(dòng)齒圈，用于測量發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，另一個(gè)孔正對(duì)變速箱上常嚙合齒，用于測量變速箱的振動(dòng)，見圖3。

完成打孔并安裝調(diào)試傳感器后，開始進(jìn)行測試，測試工況分為：怠速無負(fù)載、怠速全負(fù)載（開空調(diào)、大燈及車上用電設(shè)備）以及行駛工況（二檔、三擋、四檔、五檔）。

測試共兩部分，首先對(duì)安裝現(xiàn)離合器車輛進(jìn)行測試，測試完畢后換裝優(yōu)化后的離合器再進(jìn)行一輪測試。

1）怠速無負(fù)載測試對(duì)比，測試結(jié)果見圖4：

圖4 怠速無負(fù)載測試對(duì)比

2）怠速全負(fù)載測試對(duì)比，測試結(jié)果見圖5：

圖5 怠速全負(fù)載測試對(duì)比

通過對(duì)比怠速無負(fù)載工況及怠速全負(fù)載工況，可以看出離合器優(yōu)化后變速箱的轉(zhuǎn)速波動(dòng)有明顯的降低，同時(shí)振動(dòng)加速度，均降低1m/s2左右。

行駛工況測試對(duì)比，測試結(jié)果見圖6及圖7：

圖6 二、三檔測試對(duì)比

圖7 四、五檔測試對(duì)比

通過行駛工況的測試對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)離合器優(yōu)化后變速箱的角加速度有明顯的降低，離合器的傳遞率優(yōu)化效果明顯，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

表2 行駛工況測試對(duì)比表

2.4 離合器性能主觀評(píng)價(jià)

對(duì)優(yōu)化前后的車輛進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果如下，表 3為該車在不同檔位、不同工況的主觀評(píng)價(jià)得分。滿分為 10分，6分即為達(dá)到量產(chǎn)水平為了

表3 行駛工況測試對(duì)比表

主觀評(píng)價(jià)得分也充分體現(xiàn)更換離合器后，變速箱齒輪的敲擊噪音得到明顯改善，達(dá)到可量產(chǎn)水平。

3 結(jié)論

離合器的優(yōu)化后，通過測試及主觀評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)變速箱原來的齒輪敲擊噪音大幅降低，達(dá)到量產(chǎn)水平，可以得出結(jié)論：調(diào)整離合器的剛度及阻尼可以有效的降低發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到變速箱的振動(dòng)，從而降低變速箱的敲齒聲，同時(shí)為進(jìn)一步降低變速箱噪音，還對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪質(zhì)量及變速箱齒輪間隙進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化，本文為解決變速箱敲擊音提供了一個(gè)解決方案。

[1] 田雄,李宏成,呂先鋒,畢金亮,唐禹.基于傳遞路徑試驗(yàn)分析的變速器敲擊噪聲優(yōu)化[J].振動(dòng)工程學(xué)報(bào),2010(6):642-647.

[2] 龔兵,潘甫生,常輝,鄧曉龍.手動(dòng)變速箱rattle噪聲的仿真和試驗(yàn)[J].計(jì)算機(jī)輔助工程,2013（10）:37-42.

[3] 張小虎,王棟,陳明.離合器減振彈簧剛度的優(yōu)化研究[J].上海汽車,2016（3）:21-27.

Analysis and improvement of a MPV vehicle gearbox clicking noise

Ma Cheng, Wang Jiang, Shi Chao, Dong Heng, Meng Xiangwei, Wang Tao, Yu Yao
( Anhui jianghuai automobile group co., LTD., Anhui Hefei 230601 )

According to a MPV vehicle gearbox clicking noise problem, through the test of the NVH performance of the vehicle and the transmission, analysis what reasons cause the gearbox clicking noise, by optimizing the transmission system of the vehicle, including clutch stiffness, damping , gearbox and gear backlash, dual mass flywheel. for analysis and the improvement of noise transmission, provide reference and ideas for solving similar problems.

NVH; clicking noise; clutch; stiffness; damping

U467.1

A

1671-7988 (2017)21-161-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.21.055

CLC NO.: U467.1

A

1671-7988 (2017)21-161-03

馬成，男，學(xué)士，工程師，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心。