淺談汽車手動變速器怠速敲擊噪聲研究及優化

張麗娜

摘 要：隨著時代的快速發展，人們的生活水平也越來越高，汽車已經成為了人們的主要代步工具之一，不僅讓人們出行變得非常方便，而且也大大地為人們節省了時間。相信很多經常開車的人都遇到過一件事：汽車經常在發動機怠速時發出咔咔咔的怪響，非常令人討厭，好多人都認為是車子出了問題，但修理過后，這種問題依然會存在，這到底是為什么？原來是汽車變速器怠速時所產生的聲音，而并不是是車子出了毛病。

關鍵詞：變速器；怠速；汽車噪聲

引言：變速器是汽車傳動系統部件中非常重要的組成部分之一，變速器情況的好壞直接影響到汽車整個的性能。所以變速器的健康與否是非常重要的，本文接下來將針對變速器出現的問題做出詳細的分解。

一、噪聲的分類

我們根據噪聲不同的產生原理將它們大致分為四種：

（1）嘯叫

（2）齒輪敲擊噪聲

（3）結合噪聲

（4）軸承噪聲

其中由于敲擊噪聲具有：①聲音尖銳，聞者頭疼；②噪聲的分貝過高，非常容易被乘客聽到，并且會影響乘坐的舒適感。齒輪敲擊時齒輪變速器噪聲的一種，它是發生在嚙合非承載齒輪對上的一種碰擊現象，這些非承載性齒輪無論在方向上還是受力上都基本不受約束。并且可能在某種條件下產生碰撞，從而產生齒輪的敲擊噪聲。

二、變速器的分類

只要對變速器有一定了解，并且熟悉其一定的工作原理，就可以明白變速器為何會出現噪聲。目前世界上所有得汽車中的變速器，大體可以分為三個類型：第一是采用基本齒輪轉動的有極式變速器。在其結構中有許多齒輪，會根據檔位、速度的變化而變化。這種變速器的傳動是分階段的，當變速器斷續提供動力或連續地降低速度，反而是階段性的加減速度。

第二種是傳動比連續變化的、連續加減速的變速器——無極式變速器。

第三種是由兩種結構組成，在一定的傳動范圍內可以持續不斷的加速度或減速度變化的變速器——綜合式的變速器。

三、變速器工作的原理和要求

這種變速器是車的核心部件，它主要用來傳遞動力和運動，它也是機械傳動應用中最廣泛的一種了。為了讓機器可以正常的運行，還得讓它能夠承受較長時間的超負荷工作，就必須在手段變速器方面下手了，我們必須要讓它具有相當的穩定性才可以。一方面齒輪要有足夠的剛強度，還不能過于笨重，另一方面要保證各個齒輪都能夠良好的咬合住，這樣才能在超負荷的工作強度下依然能夠長時間的使用，并且不會出現嚴重損壞的情況。

四、探究敲擊的噪聲

只有對噪聲的“發源地”做出細致的研究，才能了解敲擊噪聲產生的原因以及怎樣去預防噪聲的產生。我們先將發動機包在一個由特殊材料和隔音材料圍著的狹小空間中，人為的制造出一個消音室。若要將機器擱置在一個比較大的消音室內的話，那就要盡量保證空曠一些，形成一個自由的聲場。在這個聲場附近大概半米處放數臺聲音傳感器，我們要測量噪聲產生時的一系列數據，這些數據最好用磁帶機來錄制。另外，操作的過程中要注意，變速器上一定要安裝調節油溫的裝置，這樣可以避免因為機器升溫而影響測試的結果。

五、分析實驗結果

我們從聲音傳感器和磁帶機的記錄情況分析得出：變速器之所以發生令人不悅的響聲是因為變速器的怠速。尤其當離合器合住時，變速器的震動就會加劇，產生的生意也更為強烈。當我們將離合器松開的時候，這種聲音也會隨之不見，這完全可以說明這種敲擊的噪聲來自于變速器。

另外，我們同時還發現，變速器若是在運行過程中，它的中間軸角度偶爾會發生突然下降或突起。究其原因，得知是因為動力軸發生震動而引起變速器的嚙齒和齒輪之間發生了碰撞，而嚙合齒輪有正反兩個面，正面發生碰觸的時候會產生突起，反之，則會發生下降。所以我們也得出結論，當變速器的嚙合齒輪發生碰擊時，機器的中間軸就會相應的產生高頻率的抖動，轉速也會隨之有所提高。由此，變速器便會一直處在碰擊的狀態。

六、優化、降低噪聲的具體措施

從我們的實驗中可以看出來，當離合器的單極捏轉減震器角速度，還有庫侖阻尼和預緊力之間產生過于密切的時候，發動機會突然陷入怠速的情況，變速器的嚙合齒輪也會發生較激烈的撞擊。工程師們依據噪聲產生的基本原理，抓住這條規律，生產出一些怠速級的減震器。

以上實驗還有一個問題，其中有一組采用了2自由度的非線性振動模型模擬怠速時變速器常嚙合齒輪輪齒間的敲擊。并且在模型中考慮了離合器庫侖阻尼、預緊力矩和變速器的常嚙齒輪對輪齒的間隙等非線性因素。

這種減速器在測速時，在汽車產生怠速情況下，將噪聲的分貝降低至5—6分貝。不但如此，它還把原來由于齒輪所造成的刺耳噪聲降低到本底以下，結果非常好。因為其計算模型的取值范圍較小，在測試之初便忽略了飛輪。但變速器中間軸的角加速度需要加進去，還得再加上嚙齒和齒輪之間的敲擊力度。最后通過這一串聯的測試，我們可以清晰的得到一個結果：嚙合齒輪反面要遜色于正面的敲擊，所以很容易就可以明白，這種減震器的工作原理是專門降低嚙合齒輪正面的敲擊而產生的噪聲的。

減震器雖然會將嚙合齒輪之間的強烈碰擊減緩為數次輕微的連續敲打，盡管這樣一樣會產使得齒輪產生噪聲，但是和原來振幅很大的嚙合齒輪敲擊噪聲比起來，這幾下輕微的連敲可謂是小巫見大巫——根本不值得一提的啊。

通過以上縝密的實驗和分析，我們已經知道了變速器怠速時發生噪聲的原因以及解決的辦法。我們還能看出，怠速敲擊時所產生的噪聲對汽車來說是有嚴重影響的，希望大家針對自己愛車的問題適當添加相應的減速器。切記這些減震器不能盲目挑選搭配到汽車上，一定要具體問題具體分析，否則可能給您造成更麻煩的

問題。

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