摘要：針對(duì)某自主純電動(dòng)車制動(dòng)減速時(shí)車內(nèi)產(chǎn)生的嘯叫問題，經(jīng)主觀駕評(píng)及客觀測試分析后，排查出整車制動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為4300rpm～3700rpm時(shí)車內(nèi)出現(xiàn)嘯叫噪聲；通過齒輪嚙合原理分析闡述了減速器制動(dòng)減速噪聲的產(chǎn)生機(jī)制，并進(jìn)行整車測試、階次分析等研究分析方法排查出整車制動(dòng)減速過程中嘯叫激勵(lì)源頭來自減速器一級(jí)主動(dòng)齒輪階次。結(jié)合該車型設(shè)計(jì)開發(fā)進(jìn)度，提出對(duì)整車調(diào)整制動(dòng)能量回收扭矩策略方案，對(duì)實(shí)施方案優(yōu)化后的車輛進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)和客觀測試，結(jié)果表明一級(jí)主動(dòng)齒輪階次突變大幅削弱，制動(dòng)減速工況車內(nèi)相關(guān)階次聲壓級(jí)峰值降低了5．1dB，解決了駕駛室內(nèi)嘯叫問題，提高了乘坐舒適性。

關(guān)鍵詞：純電動(dòng)車；制動(dòng)減速；嘯叫噪聲；能量回收隨著國家對(duì)電動(dòng)車推廣政策的穩(wěn)步實(shí)施和國民對(duì)電動(dòng)車認(rèn)可度的逐漸提升，電動(dòng)車越來越普及。但是隨之而來的就是消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)車的乘坐舒適性提出了越來越高的要求。

1 引言

汽油車有發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲屏蔽，使得變速箱的嘯叫噪聲被部分掩蓋即嘯叫不明顯。但是電動(dòng)車沒有發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲屏蔽，使得減速器的嘯叫變得明顯，而且電動(dòng)車比汽油車工作在大扭矩和高轉(zhuǎn)速工況的概率大得多，這也加重了減速器齒輪嘯叫問題，所以電動(dòng)車減速器的齒輪嘯叫是影響整車行駛品質(zhì)的一個(gè)重要因素。對(duì)待齒輪嘯叫，工程師大多關(guān)注驅(qū)動(dòng)工況噪聲優(yōu)化，但是當(dāng)今電動(dòng)車為了獲得更高的續(xù)航里程，在整車制動(dòng)減速時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)變成了發(fā)電機(jī)，整車策略也偏好設(shè)置更大的電機(jī)能量回收扭矩，這使得減速器同樣會(huì)傳遞較大扭矩，此時(shí)的大扭矩同樣會(huì)使減速器產(chǎn)生齒輪嘯叫[1]。針對(duì)能量回收時(shí)的齒輪嘯叫趙要珍口1經(jīng)過分析和測試確認(rèn)齒輪嘯叫為經(jīng)過變速器懸置支架被放大，通過懸置支架上增加動(dòng)力吸振器改變懸置支架的固有模態(tài)，從而降低了路徑傳遞放大的齒輪嘯叫。對(duì)于電動(dòng)車而言減速器為其主要的幾個(gè)噪聲源之一，因此對(duì)其分析和優(yōu)化對(duì)提升電動(dòng)車乘坐舒適性具有重要意義。由于人耳對(duì)1000～2000Hz高頻噪聲十分敏感，電動(dòng)車噪聲聲壓級(jí)雖然不高，但很容易產(chǎn)生讓人抱怨的尖銳噪聲。當(dāng)前電動(dòng)車多采用單級(jí)減速器，檔位階次和主減階次一般分別為20以上和7以上，在時(shí)速60km／h以內(nèi)的城市通勤工況，檔位階次較明顯。在時(shí)速80km／h左右中高速行駛時(shí)，檔位和主減階次較明顯。所以電動(dòng)車減速器嘯叫問題的改善將很大程度改善整車乘坐舒適性。武俊杰p1通過對(duì)減速器嘯叫進(jìn)行主觀和客觀數(shù)據(jù)分析，確定問題來源，運(yùn)用仿真進(jìn)行齒輪微觀修形以降低傳遞誤差，從而優(yōu)化齒輪嘯叫。減速器噪聲主要有兩種：敲擊和嘯叫。敲擊噪聲多見于齒輪空套在軸上的手動(dòng)及自動(dòng)變速箱，而減速器多為檔位和主減嘯叫噪聲，多表現(xiàn)為某個(gè)車速區(qū)間突然出現(xiàn)口哨音。減速器嘯叫主要由齒輪嚙合剛度變化和傳遞誤差波動(dòng)使齒輪副在運(yùn)行中產(chǎn)生不平穩(wěn)激振力振動(dòng)，該振動(dòng)通過結(jié)構(gòu)路徑和空氣輻射傳遞到車內(nèi)，從而引起一種特定階次的中高頻噪聲，即齒輪嘯叫噪聲。本文以某自主品牌電動(dòng)車為研究對(duì)象，在中高速制動(dòng)減速至1]4300qom～3700rpm過程中，車內(nèi)產(chǎn)生刺耳的減速器嘯叫聲，通過適當(dāng)降低整車制動(dòng)時(shí)電機(jī)能量回收扭矩，以降低減速器齒輪受力從而降低齒輪傳遞誤差，達(dá)到改善減速器齒輪嘯叫的目的。

2 車內(nèi)嘯叫噪聲主觀評(píng)價(jià)與分析

2．1 車內(nèi)噪聲主觀評(píng)價(jià)以某自主品牌開發(fā)過程中的電動(dòng)車為研究對(duì)象，通過主觀評(píng)價(jià)工程師對(duì)整車進(jìn)行駕評(píng)，整車在中高車速時(shí)松開油門踏板使整車自由滑行減速，整車無嘯叫噪聲；但是整車在中高車速時(shí)松開油門踏板并踩踏制動(dòng)踏板使整車在中高車速制動(dòng)減速，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為4300rpm～3700rpm時(shí)，車內(nèi)出現(xiàn)明顯嘯叫噪聲，乘坐舒適性較差。以上測試均為同一駕駛員在同一路段進(jìn)行，整車狀態(tài)僅為有無踩踏制動(dòng)踏板的差異。

2．2車內(nèi)噪聲試驗(yàn)診斷根據(jù)主觀駕評(píng)結(jié)果，對(duì)整車進(jìn)行NVHN試和數(shù)據(jù)分析。先將整車加速到100km／h后松開油門踏板使整車自由滑行減速，得到車內(nèi)噪聲測試結(jié)果如圖1所示：

后再次將整車加速到100km／h后松開油門踏板并踩下制動(dòng)踏板使整車制動(dòng)減速，得到車內(nèi)噪聲測試結(jié)果如圖2所示：Hz圖2制動(dòng)減速車內(nèi)噪聲瀑布圖通過數(shù)據(jù)分析得出，自由滑行減速時(shí)車內(nèi)噪聲瀑布圖始終無階次出現(xiàn)，制動(dòng)減速到電機(jī)轉(zhuǎn)速在4300rpm～3700rpmH寸，駕駛室主要出現(xiàn)21階和48階階次噪聲。

2．3 整車制動(dòng)減速嘯叫原因分析通過軟件聲音回放功能分別屏蔽制動(dòng)減速時(shí)產(chǎn)生的21階次和48階次噪聲，確定21階次是造成整車制動(dòng)減速嘯叫的主要原因。該電動(dòng)車自由滑行減速和制動(dòng)減速時(shí)最大反拖扭矩分別為50Nm和100Nm，且不論制動(dòng)踏板踩踏深淺，電機(jī)的反拖扭矩大小及變化一致。整車制動(dòng)減速到4300rpm～3700rpm區(qū)間，電機(jī)反拖扭矩為最大的100Nm。測試車輛驅(qū)動(dòng)電機(jī)及減速器總成參數(shù)如表1所示，由動(dòng)力總成參數(shù)可知出現(xiàn)的階次為減速器一級(jí)主動(dòng)齒輪階次，因此需對(duì)減速器一級(jí)主動(dòng)齒輪嘯叫問題進(jìn)行排查。

減速器齒輪嘯叫主要是由齒輪副傳遞誤差的波動(dòng)產(chǎn)生的不平穩(wěn)激振力導(dǎo)致的具有齒數(shù)特征的噪聲，降低傳遞誤差一般可以有效降低齒輪嘯叫。在其他條件不變的情況下傳遞誤差與齒輪副所受的載荷有關(guān)。通過對(duì)該減速器溯源，減速器各零部件檢測結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求，再對(duì)該減速器一級(jí)減速齒輪副仿真分析得出在反拖扭矩100NmH寸，一級(jí)主動(dòng)齒輪反驅(qū)面?zhèn)鬟f誤差峰峰值超過了0．89m未達(dá)到要求的0．69m以內(nèi)，不滿足設(shè)計(jì)要求。因此判定100Nm反拖扭矩下的一級(jí)主動(dòng)齒輪反驅(qū)面的傳遞誤差過大為齒輪嘯叫的主要原因。

3 減速器齒輪嘯叫優(yōu)化與試驗(yàn)驗(yàn)證

3．1 減速器齒輪嘯叫問題優(yōu)化

齒輪傳遞誤差大部分通過齒輪修形調(diào)整，但是出于整車開發(fā)節(jié)點(diǎn)臨近，該處選擇在合理范圍內(nèi)調(diào)整制動(dòng)減速時(shí)整車能量回收扭矩來降低減速器受力從而降低齒輪傳遞誤差達(dá)到降低齒輪嘯叫噪聲的目的。通過仿真分析在不變更齒輪參數(shù)情況下，一級(jí)主動(dòng)齒輪傳遞誤差隨扭矩變化情況如圖3所示。由圖可知反拖扭矩從110Nm變化glJ60Nm的過程中傳遞誤差呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，結(jié)合整車?yán)m(xù)航允許的能量回收強(qiáng)度，選取電機(jī)反拖扭矩由100Nm降低至1]90Nm和80Nm分別進(jìn)行驗(yàn)證。

3．2試驗(yàn)驗(yàn)證 

通過調(diào)整整車制動(dòng)下電機(jī)的反拖扭矩分別為90Nm和80Nm，測量車內(nèi)前排21階切片如圖4所示。由測試數(shù)據(jù)可知，減速器21階次在4300rpm～3700rpm轉(zhuǎn)速區(qū)間階次尖峰隨反拖扭矩降低而大幅減弱。

再分別對(duì)反拖扭矩為原狀態(tài)、90Nm和80Nm的整車進(jìn)行試駕，原狀態(tài)不可接受，90Nm反拖扭矩下整車仍然有可察覺到的嘯叫，整車21階噪聲聲壓級(jí)降低3．2dB；80Nm反拖扭矩時(shí)整車無可察覺到的嘯叫，整車21階次噪聲聲壓級(jí)降低5．1dB，且21階次變化趨勢趨向平緩，無明顯尖峰出現(xiàn)。故最終選定制動(dòng)時(shí)電機(jī)最大反拖扭矩由100Nm降低至80Nm，使得制動(dòng)時(shí)整車嘯叫問題得到消除。

4 結(jié)論

本文基于整車制動(dòng)過程中嘯叫產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，通過主觀評(píng)價(jià)與整車測試相結(jié)合的方法，確定為減速器一級(jí)主動(dòng)齒輪傳遞誤差過大導(dǎo)致整車嘯叫。經(jīng)過理論分析、主觀評(píng)價(jià)和客觀測試選定降低制動(dòng)能量回收時(shí)電機(jī)的反拖扭矩來降低齒輪所受扭矩從而降低齒輪的傳遞誤差，解決制動(dòng)時(shí)嘯叫問題，極大提高乘坐舒適性。

作者：王金龍，王梅仙，朱華，吳蘇明，王鎖作者單位：(奇瑞新能源汽車股份有限公司，蕪湖241000)

來源：汽車科技