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變速器操作機(jī)構(gòu)換擋導(dǎo)致的NVH問(wèn)題研究與案例

2019-08-02 20:54:01·  來(lái)源：汽車NVH云講堂  作者：呂兆平  
　
變速器換擋操縱機(jī)構(gòu)的作用時(shí)保證駕駛員能準(zhǔn)確可靠的使變速器掛入所需要的任意檔位工作，并可隨時(shí)退至空擋，即把駕駛員的換擋意圖通過(guò)變速器操作系統(tǒng)以位移和力的
變速器換擋操縱機(jī)構(gòu)的作用時(shí)保證駕駛員能準(zhǔn)確可靠的使變速器掛入所需要的任意檔位工作，并可隨時(shí)退至空擋，即把駕駛員的換擋意圖通過(guò)變速器操作系統(tǒng)以位移和力的形式傳遞到變速器，完成換擋動(dòng)作。這一機(jī)構(gòu)一般由換擋搖臂，換擋球頭，拉索支架以及換擋拉索組成，換擋操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)整車NVH有較大影響。

換擋拉索

對(duì)于由動(dòng)力總成點(diǎn)火階次引起的振動(dòng)，經(jīng)由換擋拉索傳進(jìn)車內(nèi)引起的抖動(dòng)問(wèn)題，增加換擋拉索長(zhǎng)度及在拉索上增減配重等都對(duì)抖動(dòng)問(wèn)題有改善。請(qǐng)看以下案例。

某車型，動(dòng)力總成縱置后驅(qū)，三點(diǎn)懸置布置。初始狀態(tài)車內(nèi)方向盤座椅振動(dòng)較大，反復(fù)調(diào)試懸置系統(tǒng)均不見效。后發(fā)現(xiàn)選換檔振動(dòng)較大，因此將注意力集中在拉索問(wèn)題上，由于拉索直接連接變速箱與車身，如果設(shè)計(jì)不好，可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的NVH問(wèn)題。將車內(nèi)固定選換檔的螺栓松開后，車內(nèi)振動(dòng)（方向盤、座椅）急劇下降，已能滿足要求。如圖1，虛線為原狀態(tài)，實(shí)線為松開選換檔安裝螺栓狀態(tài)。

圖1 固定選換檔的螺栓松開前后座椅導(dǎo)軌和方向盤振動(dòng)對(duì)比

這一NVH問(wèn)題說(shuō)明以下幾個(gè)方面：

1）NVH調(diào)試首先需解決掉最重要的問(wèn)題，然后再去解決次要的問(wèn)題，否則有時(shí)問(wèn)題感覺比較混亂，難以理清頭緒；

2）要經(jīng)常注意發(fā)動(dòng)機(jī)與車身相連的各種管路，很多可能存在比較嚴(yán)重的問(wèn)題；或許懸置系統(tǒng)本身已能滿足要求，當(dāng)然，最好的驗(yàn)證辦法是同時(shí)去除幾個(gè)懸置的安裝螺栓，看是否車內(nèi)振動(dòng)仍然很大。

對(duì)于這一現(xiàn)象，我們有詳細(xì)的案例：一縱置后驅(qū)微面，在反復(fù)更改了懸置方案之后，車內(nèi)感覺改善不大，一般來(lái)說(shuō)，如果懸置系統(tǒng)不是做的很差，微面車內(nèi)的NVH性能與懸置系統(tǒng)的關(guān)系不如前橫置方式敏感。我們對(duì)這一款微面做了如下對(duì)比：1）保持懸置安裝狀態(tài)；2）完全去除三個(gè)懸置，用舉升機(jī)托舉動(dòng)力總成到自重狀態(tài)。兩者方向盤、座椅的振動(dòng)測(cè)試結(jié)果如圖2：

圖2 松開懸置前后方向盤及座椅振動(dòng)對(duì)比

由上圖可知 松開懸置前后，車內(nèi)方向盤、座椅振動(dòng)基本相當(dāng)，表明懸置系統(tǒng)并不是主要的振動(dòng)傳遞路徑，其他管路直接與車身相連的部位可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的問(wèn)題。

換擋拉索對(duì)變速器Rattle的影響

換擋拉索長(zhǎng)度及拉索軟應(yīng)對(duì)變速器敲擊影響較大，方案一在原拉索長(zhǎng)度基礎(chǔ)上加10毫米，方案二為加長(zhǎng)10毫米的基礎(chǔ)上把拉索變軟。對(duì)比原狀態(tài)，變速器Rattle改善明顯，車內(nèi)聲品質(zhì)也有提升，見圖3。

圖3 換擋拉索對(duì)駕駛員耳旁噪聲的影響

換擋球頭

換擋球頭（圖4）作為直接響應(yīng)，增加球頭重量及換擋桿長(zhǎng)度，對(duì)降低響應(yīng)處振動(dòng)均有幫助。

圖 4換擋球頭示例

換擋搖臂

搖臂配重與換擋拉索的位置關(guān)系，在不同的檔位下有不同的位置偏差，由于動(dòng)力總成的振動(dòng)左作用在搖臂配重這樣一個(gè)懸臂梁結(jié)構(gòu)上可能會(huì)放大，也可能會(huì)作用到換擋接頭，進(jìn)而傳遞到車內(nèi)換擋手柄。請(qǐng)看以下案例：

某手動(dòng)變速箱車型，車輛評(píng)估時(shí)發(fā)現(xiàn)，各檔位，車輛滑行，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降至2000RPM左右時(shí)，奇數(shù)檔位下，換擋桿都會(huì)出現(xiàn)不同程度抖動(dòng)現(xiàn)象，3擋較明顯，初步判斷振動(dòng)由動(dòng)力總成通過(guò)換擋拉索傳至檔桿（見圖5）。

圖5 3檔加速滑行換擋桿振動(dòng)加速度對(duì)比

原因分析：

此問(wèn)題有以下特征：

1、車輛在運(yùn)動(dòng)及靜止?fàn)顟B(tài)下（踩下離合空踩油門）均無(wú)此現(xiàn)象

2、換擋搖臂處此振動(dòng)特征明顯，但換擋拉索支架處并無(wú)此振動(dòng)特征

3、此振動(dòng)與發(fā)動(dòng)機(jī)二階有關(guān)，并且共振特征明顯

4、換擋搖臂處一階模態(tài)與換擋桿抖動(dòng)頻率一致，初步懷疑換擋桿搖臂模態(tài)不足，導(dǎo)致共振。

圖6 故障分析導(dǎo)圖

解決措施：

在搖臂處加筋（見圖7），把模態(tài)提升到150HZ附近（見圖8），主觀評(píng)估異響消失。

圖7 加強(qiáng)方案

圖8 模態(tài)分析圖

拉索接頭及拉索支架

拉索頭與換擋搖臂接頭處，可采用軟接頭，可以有效的降低從動(dòng)力總成處傳遞過(guò)來(lái)的振動(dòng)能量。

拉索支架處也可以采用軟支架的方式降低能力傳遞。對(duì)變速器敲擊有明顯改善。

拉索支架模態(tài)提升也對(duì)車內(nèi)加速聲品質(zhì)有影響（見圖8）。

圖8 拉索支架模態(tài)提升也對(duì)車內(nèi)加速聲品質(zhì)的影響。
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