某DCT車型變速器哨音問題分析及解決思路

賈楠

摘 要：變速器的哨音又叫嘯叫音，是變速器NVH問題中最為常見也最難根除的問題之一。所有的噪聲都是由振動引起的，變速器哨音也不例外，它是由齒輪嚙合時的振動產生的。針對變速器哨音問題有不同的解決思路，可以從變速器本體結構來解決，也可以采取必要的隔振措施，或者是通過其他途徑來解決。本文將結合某DCT車型變速器哨音問題，來闡述變速器哨音問題的分析方法及解決思路。

關鍵詞：DCT；變速器；哨音；動力吸振器

1.概述

隨著汽車的廣泛運用，目前我國已成為汽車保有量第一的汽車大國。汽車消費者的購車理念逐漸成熟，趨于理性。人們更多的是為了駕駛的樂趣和享受而購車，對于汽車的各項性能要求也逐步提高。作為駕乘者最為直接感觸到的性能，NVH性能常被用來區別車輛的高低檔次。

齒輪哨音也稱齒輪嘯叫，是齒輪最常見的噪聲，主要是由于齒輪嚙合過程中產生的傳遞誤差導致。它不影響齒輪壽命，但直接影響汽車運行過程中的NVH性能。

2.背景

某DCT車型試生產階段車輛完成生產后評審過程中，在D4、D5擋速行駛工況下，1400rpm到2500rpm范圍內有明顯齒輪哨音。主觀評價該哨音不可接受，亟需整改。同樣工況下掛至N擋，哨音消失；P擋、N檔靜止狀態下，踩油門1400rpm到2500rpm范圍內無哨音。初步判定該哨音為變速器哨音，且與4擋、5擋齒輪有關。

3.問題原因分析與排查

哨音的激勵源頭即為齒輪副（或鏈輪副，通常為變速器或發動機）。車內哨音的傳遞路徑通常分為結構傳遞路徑和空氣輻射路徑。結構傳遞路徑：齒輪副（或鏈輪）-軸-軸承-殼體-懸置-（副車架）-車身-駕駛艙空氣-駕駛員；空氣傳遞路徑：齒輪副（或鏈輪）-箱體空氣-殼體-機艙空氣-前圍板-駕駛艙空氣-駕駛員。通常車內哨音問題鎖定原因后的解決方法主要有兩種：一是從激勵源頭解決，二是從傳遞路徑上解決。根據哨音問題的表現實施相應的對策。在該案例中，首先對故障現象進行數據采集測試。

4.測試數據結果與分析

通過變速器實測數據分析顯示，四擋從2000rpm開始到2500rpm轉速區間變速器階次聲壓級明顯升高。回放音頻數據，過濾該階次噪聲故障現象消失。由此鎖定四擋哨音由變速器主減速器齒輪產生，同理五擋哨音同樣由主減速器齒輪產生。（圖1-1、圖1-2）

通過分析動力總成邊界振動情況，發現4擋在2000rpm到2500rpm，5擋1450rpm到1850rpm范圍內左側轉向節處分別有振動峰值，且振動中心頻率一致為500Hz。經排查為右前驅動軸一階固有頻率，而動力總成殼體主減速器階次振動均勻，由此判斷為變速器-駕駛員右耳傳遞路徑上，左前驅動軸一階彎曲模態發生共振導致在500Hz處哨音放大。

5.問題分析與方案驗證

由于問題發生在傳遞路徑上的共振，所以通過優化從變速器-驅動軸-車身-駕駛員右耳路徑上的節點來解決。同時哨音為特定階次噪聲，頻率隨發動機轉速線性變化，左前驅動軸模態調整會導致哨音發生的轉速偏移。這樣無法徹底解決問題，且可能會引入扭振問題。所以通過在左前驅動軸增加扭轉吸振器將左前驅動軸振動轉移到吸振器上，從噪聲傳遞路徑上將振動移除，消除噪聲的方案為最佳方案。

在左前驅動軸上增加500Hz的扭轉吸振器，裝車后驗證。通過對測試數據處理，更換加吸振器半軸狀態下， 4擋轉速2000rpm到2500rpm區間內，主減齒輪嚙合階次13.46階數據降低10dB（A）左右；在5擋轉速1450rpm到1850rpm轉速區附近，主減齒輪嚙合階次17.63階噪聲數據降低12dB（A）。主觀評價，四五檔哨音達7.5分，哨音問題徹底解決。

6.結論

哨音問題為整車最為常見的噪聲類型之一，也是用戶最常抱怨的噪聲。在變速器齒輪副設計初期應進行規避，更加重要的是需要在整車搭載時對傳遞路徑的研究，以避免路徑上的共振將噪聲放大。

參考文獻：

[1] 龐劍，《汽車噪聲與振動》

[2] 倪振華，《振動力學》

[3] 徐海山， 變速器哨音的解析 汽車零部件. 2014 （05）