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變速器操作機構(gòu)換擋導(dǎo)致的NVH問題研究與案例
2019-08-02 20:54:01· 來源：汽車NVH云講堂 作者：呂兆平
變速器換擋操縱機構(gòu)的作用時保證駕駛員能準確可靠的使變速器掛入所需要的任意檔位工作，并可隨時退至空擋，即把駕駛員的換擋意圖通過變速器操作系統(tǒng)以位移和力的
變速器換擋操縱機構(gòu)的作用時保證駕駛員能準確可靠的使變速器掛入所需要的任意檔位工作，并可隨時退至空擋，即把駕駛員的換擋意圖通過變速器操作系統(tǒng)以位移和力的形式傳遞到變速器，完成換擋動作。這一機構(gòu)一般由換擋搖臂，換擋球頭，拉索支架以及換擋拉索組成，換擋操縱機構(gòu)的設(shè)計對整車NVH有較大影響。
換擋拉索
對于由動力總成點火階次引起的振動，經(jīng)由換擋拉索傳進車內(nèi)引起的抖動問題，增加換擋拉索長度及在拉索上增減配重等都對抖動問題有改善。請看以下案例。
某車型，動力總成縱置后驅(qū)，三點懸置布置。初始狀態(tài)車內(nèi)方向盤座椅振動較大，反復(fù)調(diào)試懸置系統(tǒng)均不見效。后發(fā)現(xiàn)選換檔振動較大，因此將注意力集中在拉索問題上，由于拉索直接連接變速箱與車身，如果設(shè)計不好，可能會導(dǎo)致嚴重的NVH問題。將車內(nèi)固定選換檔的螺栓松開后，車內(nèi)振動（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)軌和方向盤振動對比
這一NVH問題說明以下幾個方面：
1）NVH調(diào)試首先需解決掉最重要的問題，然后再去解決次要的問題，否則有時問題感覺比較混亂，難以理清頭緒；
2）要經(jīng)常注意發(fā)動機與車身相連的各種管路，很多可能存在比較嚴重的問題；或許懸置系統(tǒng)本身已能滿足要求，當然，最好的驗證辦法是同時去除幾個懸置的安裝螺栓，看是否車內(nèi)振動仍然很大。
對于這一現(xiàn)象，我們有詳細的案例：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，一般來說，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。我們對這一款微面做了如下對比：1）保持懸置安裝狀態(tài)；2）完全去除三個懸置，用舉升機托舉動力總成到自重狀態(tài)。兩者方向盤、座椅的振動測試結(jié)果如圖2：
圖2 松開懸置前后方向盤及座椅振動對比
由上圖可知 松開懸置前后，車內(nèi)方向盤、座椅振動基本相當，表明懸置系統(tǒng)并不是主要的振動傳遞路徑，其他管路直接與車身相連的部位可能會出現(xiàn)嚴重的問題。
換擋拉索對變速器Rattle的影響
換擋拉索長度及拉索軟應(yīng)對變速器敲擊影響較大，方案一在原拉索長度基礎(chǔ)上加10毫米，方案二為加長10毫米的基礎(chǔ)上把拉索變軟。對比原狀態(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度，對降低響應(yīng)處振動均有幫助。
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，由于動力總成的振動左作用在搖臂配重這樣一個懸臂梁結(jié)構(gòu)上可能會放大，也可能會作用到換擋接頭，進而傳遞到車內(nèi)換擋手柄。請看以下案例：
某手動變速箱車型，車輛評估時發(fā)現(xiàn)，各檔位，車輛滑行，發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降至2000RPM左右時，奇數(shù)檔位下，換擋桿都會出現(xiàn)不同程度抖動現(xiàn)象，3擋較明顯，初步判斷振動由動力總成通過換擋拉索傳至檔桿（見圖5）。
圖5 3檔加速滑行換擋桿振動加速度對比
原因分析：
此問題有以下特征：
1、車輛在運動及靜止狀態(tài)下（踩下離合空踩油門）均無此現(xiàn)象
2、換擋搖臂處此振動特征明顯，但換擋拉索支架處并無此振動特征
3、此振動與發(fā)動機二階有關(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），主觀評估異響消失。
圖7 加強方案
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力總成處傳遞過來的振動能量。
拉索支架處也可以采用軟支架的方式降低能力傳遞。對變速器敲擊有明顯改善。
拉索支架模態(tài)提升也對車內(nèi)加速聲品質(zhì)有影響（見圖8）。
圖8 拉索支架模態(tài)提升也對車內(nèi)加速聲品質(zhì)的影響。
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