汽車變速箱噪聲源識別及噪聲控制分析

劉強 李靜敏 石延峰

摘 要：本文主要針對現代汽車變速箱中的噪聲來源進行詳細的探究，并結合實際需求，提出一系列行之有效的識別方法和控制措施，以便為進一步提高汽車性能，降低噪音污染提供準確的參考依據。

關鍵詞：汽車變速箱；噪聲源；識別控制；研究分析

現如今，汽車已成為人們日常出行的主要交通工具，在為人們提供便利的同時，也產生了很大的噪音污染問題，究其原因，主要是因為汽車變速箱出現噪音故障所致。因此，當務之急就是要采取有效措施對汽車變速箱噪聲源進行有效的識別和全面的控制，這樣才能減少噪音污染，改善城市環境。

1 汽車變速箱噪聲來源分析

1.1 荷載與轉速

一般情況下，當汽車齒輪荷載與轉速越來越快時，其所引發的變速箱噪音音量也是越來越明顯。因為齒輪荷載達到極限后，齒輪之間的擠壓力也會逐步增強，這種情況下，就會使得齒輪間的產生一定的沖擊力，進而導致汽車變速箱震動，發出相應的噪音。

1.2 重合度

當汽車齒輪在嚙合時，其齒數對數就會發生一定的變化，這種變化對數就是重合度。而齒輪重合度變化與嚙合時齒輪齒數有著很大的關系，齒數越多，重合度變化越大，達到上限后就會產生一定的荷載，這種荷載會使得齒輪間的擠壓力逐漸增強，從而引發變速箱震動發出噪音。

1.3 壓力角

由于汽車齒輪在長期運轉過程中會進行嚙合動作，所以當齒輪間的荷載發生變化時，嚙合動作也產生相應的改變，基于此，這在某處程度上就會給齒輪自身誤差和壓力角造成一定的影響，若是壓力角超過定額基準，勢必會放大齒輪自身誤差，導致變速箱發出刺耳的噪音。

1.4 齒輪模數

齒輪模數對于齒輪壽命以及結構功能、尺寸規格等都有著很大的影響，同時，其也是控制變速箱噪聲大小的關鍵因素。通常，齒輪模數越大，越證明齒輪彎曲強度和齒輪運行狀態越強。但是由于齒輪在工作時會產生一定的基本誤差，所以很容易會使得齒輪之間出現相應的沖擊力，同樣，也會給變速箱帶來較大的震動反應，進而使其發出強烈的噪音。

1.5 潤滑油

眾所周知，要想增強齒輪間的光滑度，減少其嚙合時產生的震動反應，可以采用適當的潤滑油對齒輪進行潤滑。但是潤滑油的注入數量一定要進行合理的控制，因為若是潤滑油注入過多，則很容易會發生困油現象，即油液流入到齒輪之間，難以清除出去。這種情況下就會給齒輪間的擠壓力造成影響，使其出現較大的沖擊現象，從而導致變速箱震動，發出較大的噪音。此外，若是潤滑油注入過多，一旦汽車運轉速度過快，還會產生噴濺現象，碰撞到變速箱箱壁后，也會使其上發出噪音。

2 變速箱噪聲識別方法分析

2.1 鉛覆蓋識別方法

該識別方法是一種傳統式變速箱噪聲識別技術，一般要在專門的消聲環境中來進行，在實際運行時，要將汽車表面全部覆蓋上鉛，然后才能進行噪聲源識別。由于鉛覆蓋識別法很容易受周圍環境所影響，所以其識別的準確性就無法做到全面保證。因此，不建議現代汽車維修企業采用。

2.2 表面聲強測量識別方法

該識別法是一種新型的汽車變速箱噪聲識別技術，在實際運行時，主要是利用聲強互譜關系式來對空氣質點的震動速度進行測量來判斷噪聲源。表面聲強測量識別法的測量精度十分之高，且不會受周圍環境所影響，對于測試環境的要求也是十分之低，所以，在一些大型的汽車維修廠中都會有著顯著的應用效果。但由于表面聲強測量設備價格較為昂貴，測量成本十分明顯，因此，在使用該方法時，應結合實際情況來進行。

2.3 表面振動測量識別方法

該方法也是近年來興起的一種新型汽車變速箱噪音識別技術，其一般是利用計算機對汽車動力總成表面震動數據的精確計算，根據計算結果來預估變速箱總成動力震動噪音的大小，進而判斷出具體噪音來源。表面振動測量識別方法可以隨時通過大量數據進行估算，且精確度也是十分明顯，再加上識別成本較低，對于識別環境條件要求簡單，所以深受廣大汽車維修企業所認可。

3 汽車變速箱噪聲控制措施分析

3.1 變速箱噪聲控制

首先，要對汽車齒輪制造質量和加工精度進行嚴格的控制，因為齒輪構件是影響變速箱震動產生噪音的主要因素，所以其尺寸規格、結構設計以及生產質量等都必須達到國家相應的規范標準，這樣才能提高自身的應用性能和使用壽命，減少嚙合時各種影響變速箱噪音的因素產生，從而最大化保證變速箱的正常運行。

其次，要對齒輪表面缺陷進行全面的控制，不僅要采用專用打磨工具對其構件表面進行打磨平整，而且還要在齒輪上涂上適量的潤滑油，進以增強齒輪間的光滑度，減少嚙合摩擦阻力，降低變速箱噪音的發生幾率。另外，還可在齒輪軸承端部設置高性能的減震器，這樣也能防止變速器內部構件震動，規避較大噪音的出現。

最后，要科學設置齒輪模數，確保齒輪齒數、形狀等不會對變速箱帶來任何影響。同時，還要控制好齒輪壓力角和重合度，削弱齒輪間的擠壓力和沖擊力，確保齒輪分布的合理性，這樣才能從根本上減少齒輪嚙合時的碰撞次數，避免變速箱震動發出刺耳的噪音。

3.2 汽車噪聲控制

汽車在長期運行過程中，除了會產生變速箱噪音，汽車自身也會發出相應的噪聲，這種噪聲源一般是由發動機和動力總成所發出。因此，在控制汽車噪聲時，也要從這兩方面去考慮問題。但由于發動機和動力總成都是在汽車出廠后就已成型，所以為了最大化減少噪音，應盡量從汽車出廠制造的源頭抓起，不僅要保證汽車制造加工過程的規范性、標準性、科學性，而且還要采用具有一定吸聲功能的制造材料，尤其是汽車底板等相關構件，這樣才能保證汽車的運行性能，減少其噪聲產生頻率。

4 結語

綜上所述，汽車變速箱噪音來源大多集中在齒輪嚙合過程中，所以只有采取現代化的噪音識別方法和控制策略，才能有效的控制變速箱噪音和汽車噪音，確保汽車全壽命周期的安全運行。

參考文獻：

[1]張玲.振動噪聲信號在發動機轉速提取中的運用[J].汽車工程師，2017，10：25-26.

[2]湛剛.汽車噪聲振動理論及控制措施[J].北京理工大學出版社，2017，09：66-67.