周玲

摘要：本文以處理國內(nèi)某乘用車變速箱附近嘯叫異響問題為例，詳細介紹了解決汽車NVH問題每一個階段的工作內(nèi)容、方法及重點注意事項。通過有效地解決車輛變速箱附近嘯叫異響問題，為今后解決類似汽車NVH問題，提供了直接的參考。

Abstract： In this paper， the work content， methods and key points of solving the NVH problem at each stage are introduced in detail by taking the case of dealing with the squeak noise near the gearbox of a domestic passenger car as an example. By effectively solving the problem of squeak and abnormal noise near the vehicle gearbox， it provides a direct reference for solving similar vehicle NVH problems in the future.

關(guān)鍵詞：嘯叫;NVH;參考

Key words： squeak;NVH;reference resources

中圖分類號：U471.14? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）20-0136-02

0? 引言

隨著人們生活水平的不斷提高，汽車與人們的生活越來越緊密。大家希望汽車在給人們帶來交通便利的同時還能帶給人們愜意、愉悅的感受。因此，對汽車的舒乘性要求越來越高。NVH（噪聲Noise、振動Vibration及聲振粗糙度Harshness）則是舒乘性非常重要的一項性能指標。而嘯叫異響是指汽車在行駛過程中發(fā)出的非正常聲音，反復(fù)出現(xiàn)的異常噪聲，會令人感覺到很厭煩，嚴重影響汽車NVH性能。因此，有效解決汽車嘯叫異響問題具有非常重要的意義。

1? 問題描述

某主機廠設(shè)計制造的一款乘用車，在開發(fā)試驗過程中，駕駛員發(fā)現(xiàn)在車速80km/h左右時，變速箱附近出現(xiàn)嘯叫異響，尤其在掛5檔（轉(zhuǎn)速1800-2200r/min）和掛6檔（轉(zhuǎn)速1600-2000r/min）時，噪聲最為嚴重。該嘯叫異響問題對了整車的NVH性能產(chǎn)生了不良影響。

2? 問題分析

為了確定汽車變速箱附近嘯叫噪聲到底是如何產(chǎn)生的，按照工況規(guī)范進行整車駕駛試驗，并使用LMS的Test.Lab軟件進行檢測分析。對可能因素逐一排查，以期盡快找到問題產(chǎn)生的根源。

測試是在平坦的路面上進行的。測試工況為5檔和6檔全加速（即5檔WOT和6檔WOT）。并在變速箱一側(cè)、駕駛員右耳側(cè)、后排中央位置以及變速箱各個支架被動端的Y和Z方向安裝傳感器及檢測裝置。檢測車輛行駛時振動及噪聲，并反復(fù)采集數(shù)據(jù)，得到轉(zhuǎn)速-頻率雷達圖。通過雷達圖分析發(fā)現(xiàn)，變速箱與其相連的左懸置被動端在630Hz處產(chǎn)生共振。5檔嘯叫異響時，轉(zhuǎn)速2070r/min，18階次;6檔嘯叫異響時，轉(zhuǎn)速1760r/min，21.6階次，與駕駛時問題相符。通過查找異響時階次，確定激勵源為變速器主減齒輪。最終確定原因為：汽車行駛時，變速箱主減齒輪嚙合產(chǎn)生的振動與左懸置支架耦合造成共振，導(dǎo)致嘯叫異響。

3? 解決方案

處理汽車NVH問題，主要通過三種途徑：

①降低激勵源;

②改善傳遞路徑;

③加強聲學(xué)包裝。

解決每一個NVH問題，須從這三個方面入手。降低變速箱總成激勵的改進方案成本較高且程序復(fù)雜，周期長。因此，不建議對變速箱做改動。通過檢測，已確認左懸置與變速箱共振，這是典型傳遞路徑的結(jié)構(gòu)共振。因此從傳遞路徑著手，改善左懸置支架結(jié)構(gòu)及其材料。

3.1 左懸置支架結(jié)構(gòu)改進

針對傳遞路徑的結(jié)構(gòu)共振導(dǎo)致變速箱嘯叫的問題，首先對變速箱左懸置支架進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

從圖1中左懸置支架有限元分析的結(jié)果來看，支架壁厚整體相對較薄，容易導(dǎo)致剛度不足，易引起共振。方案一：在左懸置支架部位增加4個加強筋和一個擴展板，用于提高支架剛度，提升支架模態(tài)頻率，使其遠離與變速箱共振頻率630Hz，保證車輛在正常行駛狀態(tài)下不被激勵。左懸置改進結(jié)構(gòu)如圖2，同時將改進后模型導(dǎo)入CAE分析軟件。

從方案一CAE分析圖上可發(fā)現(xiàn)，第一種改進方案可使左懸置的結(jié)構(gòu)頻率提升到992.6Hz，對比630Hz共振頻率有所遠離，但未達到差距500Hz的目標。因而，在方案一的基礎(chǔ)上對左懸置進行第二次結(jié)構(gòu)整改。方案二將左懸置支架上托板兩角及單側(cè)邊沿翻邊，具體左懸置改進結(jié)構(gòu)如圖3，同時將改進后模型導(dǎo)入CAE分析軟件。

從方案二CAE分析圖上可發(fā)現(xiàn)，第二種改進方案可使左懸置的結(jié)構(gòu)頻率提升到1004Hz，距離共振頻率630Hz更遠，但是還未達到差距500Hz的目標。因而，在方案二的基礎(chǔ)上對左懸置進行第三次結(jié)構(gòu)整改。方案三將左懸置支架上托板兩邊加焊等厚（3mm）板材，具體左懸置改進結(jié)構(gòu)如圖4，同時將改進后模型導(dǎo)入CAE分析軟件。

從方案三CAE分析圖上可發(fā)現(xiàn)，第三種改進方案可使左懸置的結(jié)構(gòu)頻率提升到1143Hz，距離630Hz共振頻率超出500Hz，該結(jié)構(gòu)不易與變速箱主減齒輪形成共振，達到預(yù)期目標。最終確定方案三為整改方案。

3.2 左懸置支架材質(zhì)優(yōu)化

通過改變材料，可提高左懸架支架的結(jié)構(gòu)剛度，從而達到提升模態(tài)頻率的效果。左懸架支架的常用材料有球磨鑄鐵、鑄鋼和鑄鋁。由于之前左懸架支架采用鑄鋁材質(zhì)，重量輕，容易與變速箱產(chǎn)生共振。因此決定選用球磨鑄鐵或鑄鋼。對比兩者減振性能，由于球墨鑄鐵的具有石墨顯微組織，更有利于減振。就減振性能而言，鑄鋼可能略遜于球墨鑄鐵，但鑄鋼的綜合機械性能優(yōu)于鑄鐵，尤其是抗拉強度和抗沖擊性能有明顯優(yōu)勢。作為連接變速箱和車身的關(guān)鍵部件，左懸置對整體性能有著更高的要求，因而最終決定了后懸置材質(zhì)由鑄鋁改為鑄鋼。

4? 改進效果驗證

基于以上改進措施，試制了兩個樣件，進行了裝車試驗。首先進行主觀評價試驗，參與試驗人員一致認為車內(nèi)噪聲得到了大幅改善，同原狀態(tài)相比，車內(nèi)外降噪明顯。而后，利用檢測裝置對車輛進行了客觀測評，測試結(jié)果表明，左懸置支架經(jīng)過優(yōu)化后，車輛行駛時嘯叫噪音明顯降低，達到了可以接受的水平，最終確定降噪目標達到。

5? 結(jié)語

在車輛的開發(fā)過程中，經(jīng)常會遇到NVH性能問題。通過對某國產(chǎn)乘用車的嘯叫異響問題的有效解決，總結(jié)了汽車NVH性能測試、診斷及改進的一套技術(shù)流程，為今后處理類似汽車NVH問題提供參考。

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