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某車型主減速器嘯叫的分析與優(yōu)化
1.引言
隨著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們的生活水平也越來越高，對汽車的性能追求也越來越高。過去追求的更多是耐久性，而現(xiàn)在追求更高的舒適性、NVH性能等等。尤其是最近幾年，客戶及主機(jī)廠對車輛的NVH性能要求越來越高。
動力傳動系統(tǒng)的NVH是整車中非常重要的部分。針對前置后驅(qū)的車來說，存在的NVH有很多，如低速轟鳴聲、變速箱的嘯叫和齒輪敲擊聲、主減速器的嘯叫聲等等。而目前國內(nèi)對主減速器的嘯叫改進(jìn)尤為困難。而且主減速器的嘯叫通常出現(xiàn)在很常用的車速段，讓人難以接受。解決主減速器的嘯叫問題也是各整車廠及供應(yīng)商可以提高競爭力的關(guān)鍵點。
目前國內(nèi)對主減嘯叫所采取的措施主要有如下：①調(diào)整軸承的預(yù)緊力，即通過軸承的啟動力矩來體現(xiàn)，提高主被齒的支撐剛性；②控制齒輪精度；③調(diào)整齒輪印痕尺寸大小和位置；④控制裝配形位公差，如被齒端面跳動、選墊尺寸等；⑤齒側(cè)間隙；⑥調(diào)整齒輪硬度等等。這些措施各個主機(jī)廠很早都在做，確實有一定改善，但是改善量很小。
本文從主減嘯叫的根本原因進(jìn)行分析，針對某一車型主減速器進(jìn)行分析與優(yōu)化，試制樣件并進(jìn)行試驗測試，得到了比較理想的結(jié)果。下面對其分析與優(yōu)化的主要過程進(jìn)行闡述。
2.主減嘯叫產(chǎn)生的原理
主減嘯叫聲比較接近純音，主要有齒輪的傳遞誤差引起的。發(fā)生的情況隨車輛參數(shù)的不同而變化，大多數(shù)車輛在特定的車速下出現(xiàn)嘯叫峰值。下面將主減嘯叫產(chǎn)生的原理進(jìn)行詳細(xì)分解。
(1) 激勵源
主減嘯叫的主要激勵源為主被齒輪的傳遞誤差。在主被齒輪工作嚙合時，齒輪的傳遞誤差則會產(chǎn)生激振力。傳遞誤差是用來描述齒輪傳動不平穩(wěn)性的參數(shù)。
傳遞誤差主要由齒輪參數(shù)決定，傳遞誤差大?。碩E值）通常隨著加載大小變化而變化。傳遞誤差還與齒輪的錯位量有一定關(guān)系。齒輪錯位量主要由齒輪裝配誤差、齒輪支撐剛性等影響。裝配誤差直接影響齒輪錯位量，導(dǎo)致齒輪不能正確嚙合。由于齒輪自身的剛性、軸承的剛性、主減殼體的剛性等，齒輪的錯位量會隨著加載的增大而增大，從而導(dǎo)致齒輪的嚙合情況發(fā)生變化。
因此，要減小傳遞誤差，主要可以通過齒輪修形、保證裝配的準(zhǔn)確性和改善支撐剛性來實現(xiàn)。齒輪傳遞誤差又有加速面?zhèn)鬟f誤差和滑行面?zhèn)鬟f誤差。然而，減小傳遞誤差需要分別對齒輪的加速面和滑行面進(jìn)行優(yōu)化。
(2) 響應(yīng)及傳遞路徑
齒輪的嘯叫響應(yīng)主要為齒輪的傳遞誤差產(chǎn)生的激振力引起傳動軸的彎曲和扭轉(zhuǎn)振動。響應(yīng)再通過傳遞路徑而讓乘員聽到，即這個傳動軸的彎曲和扭轉(zhuǎn)振動經(jīng)過懸架和中間支撐傳遞到車身而產(chǎn)生脈沖振動，并被乘員感知。其傳遞路徑如圖1所示。通過研究，傳動軸的彎曲和扭轉(zhuǎn)振動與主減齒輪嘯叫有一定相關(guān)性。因此，通過傳動軸的優(yōu)化可以有一定的減小主減嘯叫噪聲。
圖1 主減齒輪嘯叫的傳遞路徑
3.仿真分析與實車測試
(1) 模型建立與仿真分析
本次研究通過基于Masta建模仿真分析。考慮傳遞路徑的分析，則將傳動系統(tǒng)與后懸架系統(tǒng)一并建模與仿真分析。仿真模型如下圖2所示。
圖2 基于Masta建模仿真分析模型圖
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