某載貨車傳動(dòng)系異響問題分析與改進(jìn)

王登平，李喜鵬，梁麗娟，代璞豐

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

某載貨車傳動(dòng)系異響問題分析與改進(jìn)

王登平，李喜鵬，梁麗娟，代璞豐

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

傳動(dòng)系統(tǒng)異響是一個(gè)嚴(yán)重影響駕乘感受的問題，更換部件是傳統(tǒng)的解決手段，但往往不能從根本上解決。文章通過借助試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)聲音諧波、振動(dòng)階次進(jìn)行檢測(cè)，分析判斷出部件齒輪副嚙合在傳動(dòng)過程中振動(dòng)被放大，導(dǎo)致異響產(chǎn)生。通過調(diào)整齒輪副嚙合重合度，有效解決了該載貨車傳動(dòng)系異響問題，值得今后解決類似問題進(jìn)行借鑒。

傳動(dòng)系；異響；諧波；階次；齒輪副；重合度

CLC NO.:U472.7Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)06-131-02

引言

汽車傳動(dòng)系統(tǒng)是整車重要的組成部分，是直接將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為汽車行駛運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)汽車的行駛功能。隨著汽車的發(fā)展，駕駛員對(duì)汽車的性能要求，除了動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等基本性能，舒適性、低噪音等要求越來越高。在前期整車匹配設(shè)計(jì)工程中，對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)的異響，主要針對(duì)旋轉(zhuǎn)部件的動(dòng)不平衡、連接部件松動(dòng)、嚙合部件間隙等方面去找原因，往往是就事論事，治標(biāo)不治本。為解決根本問題，往往很困難，缺乏手段，不容易找到根本問題。

1、問題分析

1.1 故障現(xiàn)象

在某8檔變速器配M型發(fā)動(dòng)機(jī)的一款4×2載貨車開發(fā)過程中，試驗(yàn)員發(fā)現(xiàn)在低速擋3、4檔行駛時(shí)，變速箱有明顯嘯叫聲；給駕駛員一種不舒適的感覺；而同款變速箱匹配K型和X型發(fā)動(dòng)機(jī)的另一款類似4×2載貨車，則沒有出現(xiàn)嘯叫現(xiàn)象。

1.2 查找根源

為查找問題產(chǎn)生的根源，按照傳統(tǒng)的分析方法進(jìn)行逐一排除。根據(jù)整車抖動(dòng)進(jìn)行了FTA分析，初步判斷可能是傳動(dòng)軸、后橋、車輪、變速箱某個(gè)部件振動(dòng)或嚙合引起的。為此，首先對(duì)傳動(dòng)軸、車輪分別排除，更換檢測(cè)動(dòng)傳動(dòng)軸、車輪動(dòng)平衡檢測(cè)合格的件進(jìn)行驗(yàn)證，效果不明顯；后橋傳動(dòng)平穩(wěn)，未發(fā)現(xiàn)異常。考慮到同款變速箱匹配K型和X型發(fā)動(dòng)機(jī)的兩車均沒有出現(xiàn)明顯嘯叫現(xiàn)象，判斷可能是發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱共振因此的，因此重點(diǎn)關(guān)注變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配。

1.3 原因分析

為進(jìn)一步確認(rèn)根源，通過對(duì)傳動(dòng)軸、變速箱、后橋等部位布置傳感器，對(duì)8檔變速器分別匹配M發(fā)動(dòng)機(jī)的G車型及匹配K發(fā)動(dòng)機(jī)的L車型進(jìn)行噪聲測(cè)試，發(fā)現(xiàn)：

①通過聲音回放濾波處理，確定該車嘯叫聲為典型的諧波特性，三檔嘯叫聲以22.14階為基頻的諧波（66、88、110階次），四檔嘯叫聲以29.2階為基頻的諧波（89、119）；

②變速箱殼體振動(dòng)頻率特性與車內(nèi)嘯叫聲頻率特性一致，通過計(jì)算該諧波與副箱第一對(duì)齒輪嚙合頻率一致。

測(cè)試結(jié)果如下圖1、圖2所示：

圖1 三、四檔法蘭振動(dòng)

圖2 三、四檔駕駛室右側(cè)噪聲

1.4 原因確定

1）G車的嘯叫聲在3檔表現(xiàn)階次為（66、88、110），在4檔表現(xiàn)階次為（89、119），與變速箱副箱第一對(duì)齒嚙合振動(dòng)數(shù)據(jù)相吻合，車輛嘯叫聲來源與變速器，由變速器第一對(duì)嚙合齒輪產(chǎn)生。

2）L車沒有嘯叫聲原因可能為K發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)與M發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)差異。K發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)小，變速器第一對(duì)嚙合齒輪振動(dòng)級(jí)很小，沒有產(chǎn)生嘯叫聲；而M發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)大，放大了變速器第一對(duì)嚙合齒輪振動(dòng)問題，從而產(chǎn)生嘯叫聲。

3）通過試制樣箱與原箱對(duì)3 檔和 4 檔的加載噪聲結(jié)果進(jìn)行比較。

圖3 三檔加載 375Nm聲壓級(jí)曲線

圖4 四檔加載 750Nm 聲壓級(jí)曲線

對(duì)于聲壓級(jí) A 計(jì)權(quán)曲線，樣箱與原箱結(jié)果相近，這與聲壓級(jí) A 計(jì)權(quán)的計(jì)算方式有關(guān)，其主要關(guān)注固定轉(zhuǎn)速段以內(nèi)的聲壓值能量平均的結(jié)果，如下圖3、圖4所示。

圖5 三檔加載375Nm齒輪嚙合階次引起的聲壓級(jí)曲線

圖6 四檔加載750Nm齒輪嚙 合聲壓級(jí)曲線階次引起的

在加載工況下，由于變速箱驅(qū)動(dòng)輪副（階次）受載嚙合而引起的聲壓值結(jié)果比較，樣箱 1#和 2#（更換驅(qū)動(dòng)輪齒輪副）與原箱在關(guān)于驅(qū)動(dòng)輪副（齒輪嚙合階次）的聲壓級(jí)比較中，在變速箱高轉(zhuǎn)速（ 1400rpm‐2600rpm），大扭矩（ 750Nm）試驗(yàn)中，新箱的降噪效果明顯，且隨著扭矩和轉(zhuǎn)速的增大，降噪效果也越明顯，如下圖5、圖6所示。

2、整改控制措施

為解決8檔變速器匹配M發(fā)動(dòng)機(jī)3/4檔位的嘯叫聲問題，使該變速器更好的適用于 M 發(fā)動(dòng)機(jī)，通過與變速器廠家交流，擬進(jìn)行以下改進(jìn)：在保證原有速比的狀態(tài)下，調(diào)整驅(qū)動(dòng)輪齒輪參數(shù)，提高齒輪副的嚙合重合度，以降低變速器的噪聲激勵(lì)。具體方案是：將副箱中的驅(qū)動(dòng)齒輪齒數(shù)比由原來的22/23調(diào)整為42/44。

3、市場(chǎng)驗(yàn)證

通過動(dòng)態(tài)主觀評(píng)價(jià)及試驗(yàn)儀器測(cè)量，整改后的變速箱配M發(fā)動(dòng)機(jī)車輛在低速擋3、4檔行駛時(shí)嘯叫消除。

整改動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果：整改后的變速器換裝在問題車輛上進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，經(jīng)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，整改后的變速器配M發(fā)動(dòng)機(jī)車輛在低速擋3、4檔嘯叫聲問題消除。

整改后變速器噪聲及振動(dòng)測(cè)試結(jié)果：車內(nèi)噪聲明顯降低，變速器齒輪振動(dòng)級(jí)很小，且整改后的變速器車輛車內(nèi)噪聲在3、4檔與變速器第一對(duì)嚙合齒輪階次沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系， 由變速器產(chǎn)生的3、4檔嘯叫聲問題消除。

改進(jìn)后的3/4檔駕駛室噪聲及變速器振動(dòng)測(cè)試結(jié)果，如下圖7、圖8所示：

圖7 三、四檔法蘭振動(dòng)

圖8 三、四檔駕駛室右側(cè)噪聲

4、結(jié)束語

通過這個(gè)市場(chǎng)問題整改攻關(guān)，組成多部門團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，開創(chuàng)了一種新的模式，通過營(yíng)銷系統(tǒng)反饋，整個(gè)營(yíng)銷支持系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，找出問題關(guān)鍵，對(duì)癥下藥，取得較好效果；同時(shí)使設(shè)計(jì)人員與試驗(yàn)人員能夠通過采用試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，采集數(shù)據(jù)，為分析解決問題提供了有力支持，為后續(xù)類似問題的有效解決具有一定的借鑒意義。

[1] 汪立亮.發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造及維修[M].北京:高等教育出版社，2004.9.

[2] 吳文彬.國(guó)產(chǎn)汽車電控系統(tǒng)應(yīng)急維修與實(shí)例[M].北京:人民郵電出版社,2005.5.

[3] 張世榮.汽車導(dǎo)論[M].北京:高等教育出版社,2005.

[4] 張建俊.汽車檢測(cè)技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2005.

[5] 于萬海.汽車電器設(shè)備原理與檢修[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004.

A truck drive train sound analysis and improvement

Wang Dengping, Li Xipeng, Liang Lijuan, Dai Pufeng
( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

The sound of transmission system is a question of seriously affect the driving experience, replacement of parts is one of the traditional soloution, but can not be fundamentally resolved. Sound transmission system is a question of seriously affect the driving experience, replacement of parts is one of the traditional solution, but can not be fundamentally resolved. Of the drive system in this paper, by means of experimental testing equipment, sound order harmonic, vibration testing, analysis determine parts gears meshing vibration be amplified in the process of transmission, that generates sound.By adjusting the gear pair meshing contact ratio, effectively solve the truck transmission problem, is worth reference to solve similar problems in future.

Transmission system; abnormal sound; harmonic; degree; gear pair; contact ratio

U472.7

A

1671-7988 (2017)06-131-02

王登平，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.06.047