摘 要：隨著汽車工業(yè)的進(jìn)步，人們對(duì)汽車乘坐的舒適性要求越來越高，這成為推動(dòng)業(yè)內(nèi)對(duì)汽車振動(dòng)和噪聲的控制措施進(jìn)行廣泛研究的主因。產(chǎn)生汽車振動(dòng)和噪聲的因素較為復(fù)雜，其中動(dòng)力傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是引起汽車振動(dòng)和噪聲的主要原因之一[1]。文章以公司自產(chǎn)某前置后驅(qū)微型貨車為例，經(jīng)過對(duì)該車傳動(dòng)系統(tǒng)采點(diǎn)試驗(yàn)測(cè)試，明確了傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是導(dǎo)致該車發(fā)動(dòng)機(jī)一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)產(chǎn)生車內(nèi)振感和噪聲的原因，進(jìn)而采取相關(guān)措施降低扭振幅值，改善整車NHV 性能。

關(guān)鍵詞：傳動(dòng)系；振動(dòng)；扭振；NVH
引言
隨著人們生活水平的提高，載貨汽車在日常生活中的角色不再限于貨運(yùn)工具，其轎車化的駕乘體驗(yàn)、高NVH 性能及結(jié)構(gòu)安全性成為日益凸顯的隱形需求。傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)、噪聲成為的破壞駕駛乘員的乘坐舒適性重要因素之一。前置后驅(qū)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)一般由發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器、傳動(dòng)軸、后橋等部件組成，這些具有一定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及扭轉(zhuǎn)剛度的部件共同形成了一個(gè)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)，具有特定的扭振模態(tài)[2]。汽車在行駛過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩波動(dòng)、傳動(dòng)件扭轉(zhuǎn)沖擊及行駛阻力等因素都會(huì)激發(fā)傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)模態(tài)，出現(xiàn)不同程度的共振現(xiàn)象。
公司自產(chǎn)某微型貨車反饋傳動(dòng)系統(tǒng)存在明顯扭振：全油門加速工況飛輪端面波動(dòng)較大，飛輪經(jīng)離合器傳遞到變速箱輸入軸，扭矩波動(dòng)不能有效減弱，引起車輛明顯的振動(dòng)和噪聲現(xiàn)象，給駕乘感受帶來惡劣的影響。
1、汽車動(dòng)力傳動(dòng)系的介紹
汽車動(dòng)力傳動(dòng)系：指動(dòng)力裝置輸出的動(dòng)力，經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)到達(dá)驅(qū)動(dòng)車輪之間的一系列部件的總和，它使汽車實(shí)現(xiàn)起步、變速、減速、差速、變向等功能，為汽車提供良好的動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性能。其可簡(jiǎn)化如下模型，其中發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、驅(qū)動(dòng)橋、車輪和車身，共7 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，各慣量之間用具有扭轉(zhuǎn)剛度的彈簧連接，且不考慮其他分總成的耦合效果，見圖1 所示。

模態(tài)：是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的固有的振動(dòng)特性。
2、傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試及改進(jìn)
2.1 測(cè)試條件描述
項(xiàng)目組針對(duì)試制車實(shí)施了傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試，測(cè)試工況：3、4、5、6 檔全油門加速和怠速；測(cè)試場(chǎng)地：某汽車研究院整車NVH 轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)室；測(cè)試設(shè)：LMS 數(shù)采前端、磁電傳感器、光電傳感器；試驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪、變速箱輸入軸、傳動(dòng)軸前端以及傳動(dòng)軸后端，具體測(cè)試點(diǎn)見表1。

2.2 測(cè)試結(jié)果及分析
綜合各檔位測(cè)試數(shù)據(jù)，可以得出以下結(jié)論：
1）該微型貨車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)存在明顯扭振，各檔位扭振峰值對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速分別為3 檔1760rpm、4 檔1480rpm、5 檔1400rpm，6 檔1300rpm；
2）全油門加速工況發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪端轉(zhuǎn)速波動(dòng)偏大(30rpm～50rpm)，高于設(shè)定目標(biāo)值：主階次低于 25rpm；3）飛輪經(jīng)離合器傳遞至變速箱輸入軸，扭矩波動(dòng)顯著放大(110rpm～150rpm)，離合器未起到減振作用，反而有放大效果；
4）該微型貨車怠速狀態(tài)飛輪波動(dòng)范圍690rpm～795rpm，較對(duì)同平臺(tái)車（波動(dòng)范圍為710～770rpm）差。


2.3 整改方案及分析
以上分析結(jié)果，各檔位均存在不同程度的扭振峰值，且離合器并未起到吸收發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力扭矩波動(dòng)的作用，需要從改變離合從動(dòng)盤滯后扭矩或選裝雙質(zhì)量飛輪等扭轉(zhuǎn)減振器方向整改：
方案一：在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上，調(diào)整離合從動(dòng)盤扭轉(zhuǎn)彈簧滯后扭矩，減弱或消除發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩波動(dòng)；
方案二：在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上，增加雙質(zhì)量飛輪，可有效減弱傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)；
方案三：在變速箱輸出端增加扭轉(zhuǎn)減震器，消弱傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)；兼顧車型開發(fā)進(jìn)度需求及整改難度大小，以下重點(diǎn)驗(yàn)證方案一。
2.3.1 從動(dòng)盤性能參數(shù)測(cè)試
對(duì)NVH 測(cè)試從動(dòng)盤進(jìn)行拆解并測(cè)試，與批產(chǎn)抽樣件性能做對(duì)比，結(jié)果如下表2所示。

結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況下飛輪轉(zhuǎn)速波動(dòng)時(shí)域數(shù)據(jù)，該微型貨車怠速狀態(tài)飛輪波動(dòng)范圍 690rpm～795rpm，較對(duì)同平臺(tái)車（波動(dòng)范圍為710～770rpm）稍差，說明從動(dòng)盤1M 滯后扭矩不是最主要影響因素；而3、4、5、6 擋主階次扭振均存在峰值，振動(dòng)幅度較大，可得從動(dòng)盤2M 滯后扭矩較小，不能有效吸收發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩波動(dòng)，才是造成加速行駛時(shí)車輛振動(dòng)和噪聲的主要因素；繼而制作離合器整改樣件，調(diào)整從動(dòng)盤二階滯后扭矩，并實(shí)車驗(yàn)證整改效果。
2.4 整改方案驗(yàn)證
換裝整改離合器樣件，并按照上述測(cè)試方法對(duì)該車輛發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪、變速箱輸入軸、傳動(dòng)軸前端以及傳動(dòng)軸后端重新測(cè)量；測(cè)量結(jié)果如下：
2.4.1 整改前、后各檔位變速箱輸出端及主減輸入端扭振阻尼后測(cè)試數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示2 檔全油門工況飛輪轉(zhuǎn)速波動(dòng)減小，變速箱輸出及主減速輸入測(cè)點(diǎn)扭振消失。
圖7：粗實(shí)線為整改前測(cè)試數(shù)據(jù)，細(xì)實(shí)線為提高離合器阻尼后測(cè)試數(shù)據(jù)，結(jié)果顯2 檔全油門工況飛輪轉(zhuǎn)速波動(dòng)減小，變速箱輸出及主減速輸入測(cè)點(diǎn)扭振消失。

圖8：粗實(shí)線為整改前測(cè)試數(shù)據(jù)，細(xì)實(shí)線為提高離合器阻尼后測(cè)試數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示3 檔全油門工況飛輪轉(zhuǎn)速波動(dòng)減小，變速箱輸出位置轉(zhuǎn)速波動(dòng)由114rpm 降低至 27rpm，主減速輸入位置轉(zhuǎn)速波動(dòng)由 100rpm 降低至 31rpm。

圖9：粗實(shí)線為整改前測(cè)試數(shù)據(jù)，細(xì)實(shí)線為提高離合器阻尼后測(cè)試數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示4 檔全油門工況飛輪轉(zhuǎn)速波動(dòng)減小，變速箱輸出位置轉(zhuǎn)速波動(dòng)由 98rpm降低至 50rpm，主減速輸入位置轉(zhuǎn)速波動(dòng)由 92rpm 降低至 50rpm。

圖10：粗實(shí)線為整改前測(cè)試數(shù)據(jù)，細(xì)實(shí)線為提高離合器阻尼后測(cè)試數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示5 檔全油門工況飛輪轉(zhuǎn)速波動(dòng)減小，變速箱輸出位置轉(zhuǎn)速波動(dòng)由125rpm 降低至 70rpm，主減速輸入位置轉(zhuǎn)速波動(dòng)由 111rpm 降低至 70rpm。

圖11：提高離合器阻尼后，怠速飛輪波動(dòng)范圍由 690rpm～795rpm 略微降低到691rpm～785rpm。

2.4.2 整改前、后車內(nèi)噪聲及變速箱噪聲
圖12：提高離合器阻尼后，對(duì)車內(nèi)噪聲進(jìn)行了驗(yàn)證測(cè)試，以3 檔為例，扭振對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速 1875rpm 位置，更換前車內(nèi)噪聲存在“rattle”現(xiàn)象，更換后該現(xiàn)象消失，上圖為整改前測(cè)試數(shù)據(jù)，下圖為更換離合器后測(cè)試數(shù)據(jù)。

圖12 3檔WOT 車內(nèi)噪聲測(cè)試結(jié)果對(duì)比
圖13、14：提高離合器阻尼后，對(duì)變速箱近場(chǎng)噪聲及變速箱中間軸端振動(dòng)水平進(jìn)行了驗(yàn)證測(cè)試，以3 檔為例，扭振對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速 1875rpm 位置，變速箱振動(dòng)噪聲明顯降低，“rattle”現(xiàn)象顯著改善。

圖13 3檔WOT變速箱近場(chǎng)噪聲測(cè)試結(jié)果對(duì)比

圖14 3檔WOT變速箱振動(dòng)測(cè)試結(jié)果對(duì)比
3、小結(jié)
1）提高離合器阻尼后，2 檔扭振消失，3、4、5 檔扭振顯著減小，各檔扭振對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速基本保持不變；
2）全油門加速工況發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪端轉(zhuǎn)速波動(dòng)由 25rpm～40rpm 減小到 25rpm～35rpm；
3）車內(nèi)噪聲及變速箱振動(dòng)噪聲在扭振對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速均有明顯降低，變速箱“rattle”現(xiàn)象顯著改善。

4、結(jié)論
汽車傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)會(huì)引起汽車整車振動(dòng)和噪聲，在整車NVH 轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)室經(jīng)通過采點(diǎn)測(cè)試，可以計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩波動(dòng)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線圖，初步分析傳動(dòng)系扭振是引起整車振動(dòng)和噪聲的原因。根據(jù)分析及試驗(yàn)結(jié)果，離合從動(dòng)盤滯后扭矩的調(diào)整可有效吸收發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的波動(dòng)，使傳動(dòng)系扭振現(xiàn)象顯著減弱，實(shí)現(xiàn)整車噪聲和振動(dòng)的有效降低，并為此類問題提供一種解決方法。
作者：燕逸飛，鄒文迅，楊允輝
作者單位：（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）
來源：汽車實(shí)用技術(shù)