摘要：為了提升動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度（NVH）性能，解決某車(chē)型的動(dòng)力傳動(dòng) NVH 問(wèn)題，文章分析了動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) NVH 問(wèn)題分類(lèi)及離合器在減弱動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) NVH問(wèn)題中的作用。探究了離合器的減振參數(shù)對(duì)于不同類(lèi)型的 NVH 問(wèn)題的影響，介紹了動(dòng)力傳動(dòng)NVH 調(diào)校的通用性流程并且運(yùn)用在解決實(shí)際工程問(wèn)題過(guò)程中。通過(guò)調(diào)整離合器的減振參數(shù)，優(yōu)化了某車(chē)型的動(dòng)力傳動(dòng) NVH 問(wèn)題，取得了良好的效果，為同類(lèi)問(wèn)題的研究提供了一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)；噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度（NVH）性能；離合器；調(diào)校；性能優(yōu)化

NVH 性能是指車(chē)輛運(yùn)行中的噪聲（Noise），振動(dòng)（Vibration）與聲振粗糙度（Harshness）[1]。隨著人們對(duì)汽車(chē)舒適性需求的不斷提高，客戶(hù)購(gòu)車(chē)過(guò)程中考慮汽車(chē) NVH 性能的比重越來(lái)越大，提升汽車(chē)的 NVH 性能成為廠(chǎng)家提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。NVH 的來(lái)源主要有三大方面，空氣動(dòng)力學(xué)（如風(fēng)躁）、機(jī)械結(jié)構(gòu)（如發(fā)動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)）、電子電器（如電流聲，電機(jī)噪音）[2]。而作為車(chē)輛主要的振動(dòng)和噪聲來(lái)源的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的 NVH研究就顯得格外重要。

1 動(dòng)力傳動(dòng) NVH

1.1 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) NVH 問(wèn)題分類(lèi)

汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系的彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)不僅具有各自的固有振動(dòng)特性，而且還彼此影響，形成振動(dòng)耦合現(xiàn)象[3]。所以動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的 NVH 問(wèn)題比較復(fù)雜，需要系統(tǒng)性分析。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)相關(guān) NVH 問(wèn)題可以總結(jié)為幾類(lèi)，如起步抖動(dòng)、蠕行異響、加速異響、減速異響、加速傳動(dòng)系共振、減速傳動(dòng)系共振等。

1.2 離合器在動(dòng)力傳動(dòng) NVH 問(wèn)題中的作用

離合器作為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中主要的減振零部件，對(duì)于改善動(dòng)力傳動(dòng) NVH 問(wèn)題有著重要作用。離合器的減振參數(shù)，如剛度、阻尼等的調(diào)整對(duì)于改善動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的 NVH 問(wèn)題有良好的效果。針對(duì)怠速工況的異響，主要通過(guò)調(diào)整離合器預(yù)減振剛度或阻尼來(lái)解決；針對(duì)爬行工況異響，主要通過(guò)調(diào)整離合器一級(jí)減振剛度或阻尼來(lái)解決；加速/滑行/tipin（快踩油門(mén)）/tipout（快松油門(mén)）工況工作范圍為主減振區(qū)間，這些工況異響問(wèn)題需通過(guò)調(diào)整主減振剛度或阻尼來(lái)解決，由于主減振彈簧要保證發(fā)動(dòng)機(jī)最小 1.2 倍發(fā)動(dòng)機(jī)承扭，剛度一般不建議減小，主要通過(guò)調(diào)整主減振阻尼值來(lái)減小扭振峰值。針對(duì)預(yù)減振剛度阻尼，怠速工況下，如由于減振能力不足導(dǎo)致的 rattle（敲擊噪音），需要減小預(yù)減振剛度或阻尼（如熱車(chē)rattle），如由于承扭能力不足使彈簧處于完全壓并狀態(tài)（傳輸扭矩已經(jīng)超過(guò)彈簧最大承扭能力，彈簧被壓死狀態(tài)）導(dǎo)致 rattle，需要增大預(yù)減振剛度或者阻尼；針對(duì) 1/2 擋滑行工況，如由于一級(jí)減振承扭能力不足導(dǎo)致 rattle，需要增大剛度或者阻尼；針對(duì)行駛/滑行/ tipin/tipout 工況由于共振引起的rattle，需要增大阻尼來(lái)減小共振峰值，如非共振引起的 rattle，一般由于阻尼過(guò)大未啟動(dòng)減振效果，通過(guò)減小阻尼來(lái)優(yōu)化。

2 動(dòng)力傳動(dòng) NVH 調(diào)校流程

在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，可以通過(guò)調(diào)校離合器減振參數(shù)來(lái)優(yōu)化動(dòng)力傳動(dòng) NVH 問(wèn)題，圖 1 是離合器調(diào)校的參考流程。

調(diào)校需求階段處于項(xiàng)目立項(xiàng)階段，根據(jù)項(xiàng)目定義及變更情況，初步判斷是否需要進(jìn)行 NVH 調(diào)校工作，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，涉及到動(dòng)力總成，整車(chē)最大總質(zhì)量（Gross Vehicle Mass, GVM），底盤(pán)等變更均需進(jìn)行調(diào)校。此階段需要將調(diào)校需求傳遞給項(xiàng)目組，申請(qǐng)樣車(chē)資源，供應(yīng)商測(cè)試資源，組建由駕駛性主觀評(píng)估工程師，NVH 工程師及零部件工程師組成的工作小組，并將調(diào)校計(jì)劃放入項(xiàng)目主計(jì)劃中。

主觀評(píng)價(jià)對(duì)駕駛性的對(duì)標(biāo)和指導(dǎo)駕駛性改善十分重要[4]。當(dāng)項(xiàng)目首批驗(yàn)證下車(chē)體的樣車(chē)裝車(chē)完成后，組織小組進(jìn)行針對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) NVH 的專(zhuān)項(xiàng)駕評(píng)，如果存在相關(guān)的 NVH 問(wèn)題，則確認(rèn)需要進(jìn)行 NVH 調(diào)校；如果狀態(tài)良好，則跳過(guò) NVH 調(diào)校過(guò)程，直接驗(yàn)證極限參數(shù)件。參數(shù)調(diào)校的過(guò)程需在實(shí)車(chē)測(cè)試飛輪及一軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)，以及駕駛室內(nèi)的噪聲值，根據(jù)測(cè)試的客觀數(shù)據(jù)來(lái)分析主觀駕評(píng)的問(wèn)題，并根據(jù)不同的問(wèn)題特點(diǎn)調(diào)整特定的參數(shù)。設(shè)置了新的參數(shù)后，制作樣件進(jìn)行驗(yàn)證，主客觀評(píng)估問(wèn)題已優(yōu)化至可接受范圍后，小組進(jìn)行駕評(píng)確認(rèn)，確認(rèn)當(dāng)前樣件狀態(tài)。如果小組意見(jiàn)仍然不可接受，則繼續(xù)優(yōu)化直至接受。由于制造公差的存在，離合器的減振參數(shù)是一個(gè)范圍，由于無(wú)法消除制造公差，需根據(jù)供應(yīng)商的制造能力確認(rèn)減振參數(shù)的公差，并驗(yàn)證公差內(nèi)上下極限的樣件是否滿(mǎn)足要求，極限件均滿(mǎn)足要求后即可凍結(jié)設(shè)計(jì)狀態(tài)。3 工程應(yīng)用3.1 問(wèn)題背景公司開(kāi)發(fā)某輕卡車(chē)型，在現(xiàn)有平臺(tái)匹配全新發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱。該改動(dòng)相當(dāng)于全新的動(dòng)力總成系統(tǒng)，較易出現(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的 NVH 問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行動(dòng)力傳動(dòng) NVH 的調(diào)校開(kāi)發(fā)。車(chē)輛具體參數(shù)如表1 所示。

車(chē)輛 NVH 專(zhuān)項(xiàng)駕評(píng)中發(fā)現(xiàn)，存在滿(mǎn)載節(jié)氣門(mén)全開(kāi)（Wide Open Throttle, WOT）工 況 4 擋1 500 r/min，5 擋 1 400 r/min 左右傳動(dòng)系統(tǒng)共振，造成駕駛室轟鳴嚴(yán)重，小組一致意見(jiàn)表示不可接受，需進(jìn)行調(diào)校優(yōu)化。3.2 問(wèn)題客觀測(cè)試準(zhǔn)備為了將問(wèn)題客觀化以及有數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析優(yōu)化效果，需客觀測(cè)試各工況下動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的各部件的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、傳動(dòng)軸，并測(cè)試駕駛室內(nèi)的噪聲情況。對(duì)車(chē)輛布置飛輪轉(zhuǎn)速傳感器，一軸轉(zhuǎn)速傳感器，輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器，并在座椅滑軌上布置振動(dòng)傳感器。如圖 2、圖 3所示。

基本測(cè)試工況如表 2 所示，區(qū)分空載和滿(mǎn)載工況進(jìn)行測(cè)試，結(jié)合主觀駕評(píng)結(jié)果，僅分析主觀駕評(píng)存在問(wèn)題的工況。

3.3 客觀測(cè)試結(jié)論主觀駕評(píng)中，工況 9、10 存在問(wèn)題，工況 9、10的測(cè)試數(shù)據(jù)如圖 4、圖 5 所示。圖 4 是發(fā)動(dòng)機(jī)和一軸的角加速度表，可以清楚地看到一軸在 1 500 r/min有一個(gè)明顯的角加速度峰值，達(dá)到 2 058 rad/s2，與主觀駕評(píng)結(jié)果吻合。從圖 5 可以看到一軸角加速度峰值在 1 400 r/min，達(dá)到 3 237 rad/s2，與主觀駕評(píng)結(jié)果吻合。

3.4 參數(shù)優(yōu)化調(diào)校由于該問(wèn)題存在于加速工況，屬于主減振區(qū)間，可調(diào)整主減振剛度來(lái)轉(zhuǎn)移共振區(qū)間，或者調(diào)整主減振阻尼來(lái)消除共振峰值。前文講過(guò)主減振剛度與發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩相關(guān)，一般不做減小。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及調(diào)整難度，選擇增大主減振阻尼來(lái)優(yōu)化該問(wèn)題。表 3 是原件及優(yōu)化件的減振參數(shù)對(duì)比。

3.5 優(yōu)化效果分析優(yōu)化后樣件測(cè)試結(jié)果如圖 6、圖 7 所示，從圖中可以看到，4 擋一軸角加速度的峰值從 4 擋2 058 rad/s2降低到 1 237 rad/s2，5 擋一軸角加速度的峰值 3 237 rad/s2降低到了 1 436 rad/s2，優(yōu)化效果十分明顯。對(duì)于優(yōu)化件的駕評(píng)小組的打分也達(dá)到了 6 分以上，具體信息如表 4 所示。

在確定了合格的樣件后還需進(jìn)行極限件測(cè)試，根據(jù)供應(yīng)商公差控制能力及成本等因素綜合考量，設(shè)置二級(jí)阻尼值為 75 Nm～135 Nm，并制作極限樣件駕評(píng)，駕評(píng)結(jié)果均為可接受。以此鎖定離合器設(shè)計(jì)狀態(tài)，批量生產(chǎn) 10 臺(tái)離合器并裝車(chē)駕評(píng)，駕評(píng)無(wú)問(wèn)題，整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng) NVH 調(diào)校完成。

4 總結(jié)

通過(guò)分析離合器各減振參數(shù)對(duì)動(dòng)力傳動(dòng) NVH的不同問(wèn)題的影響，建立了通用化的動(dòng)力傳動(dòng)NVH 調(diào)校流程，并通過(guò)運(yùn)用該流程對(duì)某車(chē)型的動(dòng)力傳動(dòng) NVH 問(wèn)題進(jìn)行調(diào)校，客觀測(cè)試和主觀駕評(píng)均取得了良好的效果。對(duì)同類(lèi)型的車(chē)輛動(dòng)力傳動(dòng)NVH 性能開(kāi)發(fā)具有一定的參考借鑒意義。

作者：劉 勇作者單位：（江鈴汽車(chē)股份有限公司，江西 南昌 330000）