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電驅(qū)總成振動(dòng)與嘯叫問題探究與解決策略
隨著新能源汽車的快速發(fā)展，電驅(qū)總成作為其核心部件之一，其性能的穩(wěn)定性和可靠性直接關(guān)系到整車的駕駛體驗(yàn)和安全性能。近期，我們發(fā)現(xiàn)一些電驅(qū)總成在工作過程中出現(xiàn)振動(dòng)峰值，進(jìn)而導(dǎo)致車內(nèi)產(chǎn)生嘯叫問題，這不僅影響了駕駛的舒適度，還可能對(duì)總成的長期穩(wěn)定性造成威脅。本文將對(duì)這一問題進(jìn)行深入分析，并提出相應(yīng)的解決策略。
問題現(xiàn)象
在某些頻率下，電驅(qū)總成的振動(dòng)會(huì)出現(xiàn)明顯的峰值，這通常是由激勵(lì)力的突變和結(jié)構(gòu)模態(tài)引起的。例如，某電驅(qū)動(dòng)總成在工作時(shí)，減速器嚙合階次在627Hz附近產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)幅度突然增大約10dB。盡管經(jīng)過激勵(lì)優(yōu)化，突變峰值依然存在，初步判斷這可能是由電驅(qū)總成自身的模態(tài)引起的。
車內(nèi)噪聲與總成振動(dòng)
問題排查
1. 空載模態(tài)測試
我們首先進(jìn)行了空載模態(tài)測試，以排查結(jié)構(gòu)問題。測試結(jié)果顯示，總成的前兩階模態(tài)頻率分別為514Hz和674Hz，與振動(dòng)峰值頻率相差較大。
2. 加載工況振動(dòng)測試
進(jìn)一步的加載工況振動(dòng)測試發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)突變峰值頻率隨著加載扭矩的增加而提高，表明隨著扭矩的增加，齒輪的嚙合剛度和軸承剛度增大，齒輪軸系和總成殼體之間的相互作用加強(qiáng)。
3. 齒輪軸系和總成殼體模態(tài)試驗(yàn)
通過齒輪軸系和總成殼體的模態(tài)試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)在加載工況下，主軸、主減和總成殼體的傳函在636Hz附近存在峰值，表明在加載狀態(tài)下，齒輪軸系和總成殼體已經(jīng)耦合為一個(gè)整體，耦合模態(tài)頻率為636Hz。
齒輪軸系測點(diǎn)方案
空載工況模態(tài)表
4. 空載和加載工況傳函分析
通過對(duì)空載和加載工況下的傳函進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)在加載工況下，齒輪軸系到總成殼體的振動(dòng)傳遞函數(shù)（VTF）在636Hz附近存在明顯的峰值，而在空載狀態(tài)下則沒有此峰值。
結(jié)論與解決思路
綜合以上分析，我們可以得出結(jié)論：在加載工況下，由于約束剛度的增加，齒輪軸系和總成殼體耦合為一個(gè)整體，并在636Hz附近形成模態(tài)。當(dāng)齒輪激勵(lì)掃過該模態(tài)時(shí)，導(dǎo)致振動(dòng)響應(yīng)突然增大，表現(xiàn)為總成振動(dòng)在該頻率附近出現(xiàn)明顯突變，這與車內(nèi)嘯叫的突變頻率一致。
為了解決這一問題，我們提出以下解決思路：
主減和總成殼體避頻設(shè)計(jì)：通過避頻設(shè)計(jì)，確保主減和總成殼體的模態(tài)頻率避開問題頻率至少5%以上，以減少共振的可能性。
2. 電機(jī)和減速器集成殼體加筋設(shè)計(jì)：通過加筋設(shè)計(jì)，增強(qiáng)電機(jī)和減速器集成殼體的結(jié)構(gòu)剛度，從而改善振動(dòng)特性，減少振動(dòng)峰值的出現(xiàn)。
加載工況下齒輪軸系到總成殼體 VTF 在 636Hz 附近存在明顯峰值，空載無此峰值。
通過這些措施，我們期望能夠有效降低電驅(qū)總成在特定頻率下的振動(dòng)峰值，從而減少車內(nèi)嘯叫問題，提升駕駛體驗(yàn)和總成的可靠性。我們將持續(xù)關(guān)注這一問題，并不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，以滿足市場和用戶的需求。
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