日本无码免费高清在线|成人日本在线观看高清|A级片免费视频操逼欧美|全裸美女搞黄色大片网站|免费成人a片视频|久久无码福利成人激情久久|国产视频一二国产在线v|av女主播在线观看|五月激情影音先锋|亚洲一区天堂av

  • 手機(jī)站
  • 小程序

    汽車(chē)測(cè)試網(wǎng)

  • 公眾號(hào)

    • 汽車(chē)測(cè)試網(wǎng)

    • 在線課堂

    • 電車(chē)測(cè)試

手動(dòng)變速器敲擊噪聲試驗(yàn)技術(shù)研究

2021-12-03 09:18:36·  來(lái)源：汽車(chē)NVH云講堂  
　
[摘要]齒輪敲擊噪聲是由于發(fā)動(dòng)機(jī)扭振引起變速器內(nèi)非承載嚙合齒輪副的沖擊導(dǎo)致的，是手動(dòng)和雙離合變速器噪聲的重要特征之一。本文基于一臺(tái)前驅(qū)手動(dòng)變速器和傳動(dòng)系
[摘要]齒輪敲擊噪聲是由于發(fā)動(dòng)機(jī)扭振引起變速器內(nèi)非承載嚙合齒輪副的沖擊導(dǎo)致的，是手動(dòng)和雙離合變速器噪聲的重要特征之一。本文基于一臺(tái)前驅(qū)手動(dòng)變速器和傳動(dòng)系NVH試驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩波動(dòng)，研究不同激勵(lì)幅值及不同激勵(lì)頻率下的變速器敲擊噪聲特征，并分析了不同檔位和不同油溫對(duì)敲擊噪聲的影響，為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提供有力的數(shù)據(jù)支撐，具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：齒輪敲擊，手動(dòng)變速器，扭振，振動(dòng)噪聲試
1 齒輪敲擊噪聲原理
根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)原理可知，發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的燃燒爆發(fā)壓力推動(dòng)活塞做往復(fù)慣性運(yùn)動(dòng)及曲柄連桿機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩呈現(xiàn)周期性變化，此時(shí)曲軸的實(shí)際特征為旋轉(zhuǎn)方向的不穩(wěn)定。而該轉(zhuǎn)速波動(dòng)經(jīng)過(guò)飛輪離合器傳遞到變速器齒輪軸系上的每對(duì)嚙合齒輪，由于空套齒輪的旋轉(zhuǎn)沒(méi)有任何約束，且齒輪副存在一定的側(cè)隙，因此在特定的條件下齒輪會(huì)產(chǎn)生碰撞而產(chǎn)生敲擊噪聲。齒輪敲擊表現(xiàn)形式為連續(xù)單邊敲齒、連續(xù)雙邊敲齒和斷斷續(xù)續(xù)敲齒[1-4]。這些激勵(lì)力經(jīng)過(guò)軸和軸承傳遞至殼體產(chǎn)生振動(dòng)并向周?chē)椛湓肼暎涮匦詾橹懈哳l的寬頻帶噪聲。
評(píng)判齒輪是否發(fā)生敲擊關(guān)鍵是要看作用在空套齒輪上的拖曳力矩和空套齒輪自身慣性力矩的關(guān)系，有以下三種情況[1-2]：
（1）產(chǎn)生敲擊：

（2）敲擊臨界點(diǎn)

（3）不產(chǎn)生敲擊

式中Tdriven——空套齒輪的慣性力矩；J——空套齒輪的慣量；θ——空套齒輪轉(zhuǎn)角；Tdrag——作用在空套齒輪上的拖曳力
2 臺(tái)架試驗(yàn)
2.1 試驗(yàn)硬件
本次試驗(yàn)是在動(dòng)力傳動(dòng)系半消聲室中進(jìn)行，截止頻率50Hz，振動(dòng)噪聲試驗(yàn)臺(tái)為四驅(qū)五電機(jī)結(jié)構(gòu)，可滿足兩驅(qū)和四驅(qū)的動(dòng)力傳動(dòng)系的NVH試驗(yàn)，其中驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)具備高速正弦波發(fā)生器功能（HSSWG）最高激勵(lì)頻率為200Hz，能夠模擬不同幅值以及不同激勵(lì)頻率下的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩波動(dòng)，如圖1所示。也可用公式2-1表達(dá)[1]

式中T——驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)輸出扭矩；Tm——驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)輸出扭矩的平均分量；Td——驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)輸出扭矩的動(dòng)態(tài)分量；f——激勵(lì)頻率。

2.2 試驗(yàn)方案
本次試驗(yàn)為帶有飛輪離合器組件的前驅(qū)6檔手動(dòng)變速器，最大設(shè)計(jì)扭矩260Nm。NVH試驗(yàn)臺(tái)選擇橫置前驅(qū)三個(gè)測(cè)功機(jī)結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)通過(guò)一個(gè)低慣量高剛度的驅(qū)動(dòng)法蘭與飛輪連接在一起?？紤]變速器在整車(chē)上的實(shí)際使用工況，試驗(yàn)在2檔～6檔之間進(jìn)行。分別在變速器的左、前、后、上（整車(chē)坐標(biāo)系，發(fā)動(dòng)機(jī)艙為前方）1米的位置布置4個(gè)傳聲器，同時(shí)在殼體上布置1個(gè)三向振動(dòng)加速度傳感器。試驗(yàn)工況見(jiàn)表1。為研究不同激勵(lì)頻率的影響，在3檔時(shí)還進(jìn)行了1.5階激勵(lì)的試驗(yàn)。

需要注意的是T不能超過(guò)所測(cè)試變速器的最大設(shè)計(jì)扭矩值，Tm和Td的確定應(yīng)綜合考慮變速器的承載能力和飛輪端扭振的需求值，用Td的最大值根據(jù)公式2-2可以預(yù)估驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)輸出端的最大角加速度。不帶飛輪離合器時(shí)變速器輸入軸可以得到更大的角加速度，此時(shí)的Isum包括驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)和驅(qū)動(dòng)法蘭。

式中Isum——驅(qū)動(dòng)部件慣量總和，包括驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)、飛輪、離合器和驅(qū)動(dòng)法蘭；
θ1——驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)輸出端轉(zhuǎn)角
2.3 試驗(yàn)
在進(jìn)行試驗(yàn)之前，首先研究了潤(rùn)滑油溫度對(duì)敲擊測(cè)試結(jié)果的影響。在變速器殼體上方10cm位置布置一個(gè)近場(chǎng)傳聲器，振動(dòng)傳感器的布置與2.2試驗(yàn)方案中的相同。驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)以Tm=100Nm?，Td=±50Nm，轉(zhuǎn)速?gòu)?000rpm升至3000rpm，激勵(lì)階次為2階的工況運(yùn)行，即用一個(gè)工況評(píng)估1000rpm～3000rpm之間每個(gè)轉(zhuǎn)速下的變速器敲擊噪聲水平，提高試驗(yàn)效率。圖2是油溫30°C和80°C兩個(gè)狀態(tài)下殼體近場(chǎng)噪聲的對(duì)比，圖3是油溫68°C和80°C兩個(gè)狀態(tài)下殼體近場(chǎng)噪聲的對(duì)比?？梢悦黠@看到在2000rpm以上的600～2000Hz范圍內(nèi)，30°C和80°C的噪聲能量存在一定差別，而68°C和80°C在這一區(qū)域內(nèi)能量比較接近。該區(qū)域表征的正是敲擊噪聲能量。

圖4表明的是在不同油溫下記錄的殼體Z向振動(dòng)加速度，很直觀的得到隨著潤(rùn)滑油溫度的上升，變速器殼體的振動(dòng)加速度在變大，且在2500rpm～3000rpm之間不同油溫下的振動(dòng)加速度的差異變得更加顯著。當(dāng)油溫超過(guò)58°C時(shí)，油溫對(duì)殼體Z向振動(dòng)的影響變小。圖2～圖4的分析結(jié)果證明了潤(rùn)滑油溫對(duì)變速器振動(dòng)噪聲水平密切關(guān)聯(lián)，油溫越高，振動(dòng)幅值越高，其原因是油溫升高導(dǎo)致潤(rùn)滑油粘度降低，箱體內(nèi)系統(tǒng)阻尼減小使得作用在從動(dòng)齒輪上的拖曳力矩降低，根究本文公式1-1、1-2和1-3可知，敲擊臨界點(diǎn)也隨之降低，從而使敲擊能量變大[2,4]。根據(jù)以上分析，敲擊噪聲試驗(yàn)過(guò)程中油溫范圍在60°C～80°C之間敲擊能量差異較小，本次試嚴(yán)格參照此油溫范圍進(jìn)行。

3 數(shù)據(jù)分析
齒輪敲擊噪聲表現(xiàn)為中高頻的寬頻帶特性，參考圖2和圖3，本次試驗(yàn)噪聲數(shù)據(jù)處理方式確定為帶通濾波500～6000Hz，單位為dB（A），并將4個(gè)噪聲測(cè)點(diǎn)進(jìn)行1米平均聲壓級(jí)計(jì)算。扭振數(shù)據(jù)處理為2階和1.5階，階次帶寬為0.5階，單位為rad/s2。噪聲和扭振均采用RMS值。
處理完所有檔位每個(gè)轉(zhuǎn)速工況下的1米平均聲壓級(jí)和測(cè)功機(jī)輸出的角加速度值之后，可以得到如圖5～圖10的每個(gè)檔位下的變速器敲擊噪聲靈敏度曲線（轉(zhuǎn)速取樣間隔為200rpm），進(jìn)一步加入轉(zhuǎn)速后，變成如圖11～圖16的敲擊噪聲靈敏度MAP圖。將變速器及其飛輪離合器作為一個(gè)傳動(dòng)系組件看待，此MAP圖有以下幾項(xiàng)功能[5]：
（1）與任何同類(lèi)傳動(dòng)系組件的敲擊噪聲MAP圖進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋?/span>
（2）傳動(dòng)系組件本身各檔位敲擊靈敏度作比較，為個(gè)別工況做優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐和優(yōu)化目標(biāo)；
（3）對(duì)匹配發(fā)動(dòng)機(jī)的扭振提出設(shè)計(jì)要求，若在變速器輸入軸上打孔監(jiān)控輸入軸的扭振，可對(duì)離合器或雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn)特性進(jìn)行分析研究。




結(jié)合圖5、圖6、圖11和圖12分析，每個(gè)轉(zhuǎn)速下的1米平均聲壓級(jí)水平接近，且變化趨勢(shì)一致。這是由于??和??沒(méi)有改變，??1并沒(méi)有改變，驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)的激勵(lì)力沒(méi)有發(fā)生變化，因此對(duì)傳動(dòng)系組件施加不同的激勵(lì)頻率對(duì)敲擊噪聲幾乎沒(méi)有影響。根據(jù)圖7～圖16可知：（1）在1400rpm以下且激勵(lì)幅值低于200rad/s2的區(qū)域，2檔噪聲靈敏度很高，3檔次之，而4檔（含）以上噪聲在該區(qū)域內(nèi)不靈敏；（2）在2200rpm（含）以上，6檔整體噪聲水平比其他檔位明顯增大，且在200rad/s2～400rad/s2之間噪聲靈敏度較高；（3）在所有檔位下，800rpm～2000rpm之間各轉(zhuǎn)速之間的噪聲水平差異明顯，800rpm與2000rpm約有10dB（A）的差異，而2000rpm以上，隨著轉(zhuǎn)速的升高噪聲水平增大趨勢(shì)變小。
4 結(jié)論與展望
（1）應(yīng)根據(jù)變速器最大設(shè)計(jì)扭矩選擇合適的Tm和Td，目的是確保?在小于變速器最大設(shè)計(jì)扭矩的同時(shí)，還能滿足變速器需要的扭振，可通過(guò)公式2-2進(jìn)行估算；
（2）不同的潤(rùn)滑油溫度對(duì)敲擊噪聲結(jié)果有顯著影響，油溫越高，振動(dòng)幅值越高，輻射噪聲越大，其原因是油溫升高導(dǎo)致潤(rùn)滑油粘度降低，箱體內(nèi)系統(tǒng)阻尼減小使得作用在從動(dòng)齒輪上的拖曳力矩降低，根究本文公式1-1、1-2和1-3可知，敲擊臨界點(diǎn)也隨之降低，從而使敲擊能量變大；
（3）僅改變激勵(lì)頻率而不改變動(dòng)態(tài)激勵(lì)幅值，對(duì)變速器敲擊噪聲影響很??；
（4）敲擊噪聲水平隨著激勵(lì)幅值的增大和轉(zhuǎn)速的升高而增大，且在不同的幅值區(qū)間靈敏度也不盡相同，檔位越低，低轉(zhuǎn)速低激勵(lì)幅值區(qū)域靈敏度越高。所有檔位下中低轉(zhuǎn)速區(qū)（2000rpm以下）各轉(zhuǎn)速之間的噪聲水平差異明顯，中高轉(zhuǎn)速區(qū)隨著轉(zhuǎn)速的升高噪聲水平增大的趨勢(shì)變?。?/span>
（5）若是不帶飛輪離合器的結(jié)構(gòu)，由于慣量小了很多，且扭振可直接傳遞到變速器輸入軸，因此輸入軸可得到更大的扭振，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器的扭振特性，可用來(lái)評(píng)估是否需要使用雙質(zhì)量飛輪。但扭振同樣需要估算，不要超過(guò)驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)和變速器允許最大角加速度極限；
（6）若將變速器的空套齒輪都打孔，用磁電傳感器監(jiān)控每一個(gè)空套齒輪的轉(zhuǎn)速，通過(guò)數(shù)據(jù)處理得到扭振，這樣可更直觀的看到每一對(duì)齒輪副的敲擊靈敏度，易于分析每個(gè)工況下噪聲敲擊靈敏度與哪一對(duì)齒輪副關(guān)聯(lián)度更高；
（7）若能與仿真相結(jié)合，結(jié)論將更具說(shuō)服力.
作者：高輝1，張廣秀1，王永超1，王東11
作者單位：中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心
來(lái)源：2017汽車(chē)NVH控制技術(shù)國(guó)際研討會(huì)論文集 
分享到：
 
反對(duì) 0 舉報(bào) 0 收藏 0 評(píng)論 0
滬ICP備11026917號(hào)-25