变速箱油压波动引起整车高速抖动诊断与分析-绵羊汽车生活记录

摘要：引起整车高速抖动的原因比较多，常见因素有路面激振力激励、轮胎高速均匀性欠佳、半轴和轮辋轴承失圆、发动机扭矩波动等。但由变速箱油压系统波动所引起整

摘要：引起整车高速抖动的原因比较多，常见因素有路面激振力激励、轮胎高速均匀性欠佳、半轴和轮辋轴承失圆、发动机扭矩波动等。但由变速箱油压系统波动所引起整车抖动的案例研究还较少。以某款无级变速箱（CVT）车型的高速抖动问题为背景，通过客观数据测试锁定激励源，通过理论分析阐述抖动产生机理，并从油压脉动控制角度提出具体工程化措施。有关结论对CVT的开发和整车NVH系统集成有重要指导意义和工程价值。

近年来，随着汽车保有量增加和高速路网建设推广，用户对高速行车抖动的问题越发关注。一般而言，此类工况主要受路面激励、轮胎轮辋系统和传动系统的影响比较大。但有些情况下，因动力总成系统匹配引发的一些抖动问题却很难分解，更无法做进一步的优化改进。

本文对某CVT 变速箱车型出现的高速抖动问题进行分析，通过主观评价与客观数据路径排查，发现抖动的激励频率与变速箱转速波动频率一致，进而观察到变速箱油压脉动过大。通过理论分析找到合适传损的脉动阻尼器，并在油路系统中增加阻尼器来改善脉动现象进而消除了整车抖动问题，并推出工程化方案指导后续车型开发，有效规避了此类抖动问题再次发生。

某CVT 车速在高速8 档下在110 km/h～125 km/h加速时，转速为2 200 r/min～2 800 r/min，整车座椅、地板、油门踏板存在明显抖动，7档下同样车速或同样转速均无此问题。

为了进一步确定振动传递路径，在转向节、变速器壳体与驾驶员座椅滑轨布置三向振动加速度传感器并采用专业振动噪声测试设备进行数据采集分析，同时通过CAN 总线采集发动机飞轮转速、变速箱输入轴转速、扭矩等信号，数据分析结果如下：

座椅抖动频率为10 Hz～12 Hz，分析转向节上各激励的特征，抖动问题频率与轮胎转速、半轴转速、发动机点火阶次及其谐频均不对应。初步分析该抖动与轮胎、半轴、发动机扭矩波动无直接关系。

再进一步观察发动机飞轮的转速波动情况，发现其在10 Hz～12 Hz存在与问题频率完全同步的波动特征，如图1所示，由此基本锁定动力总成转速波动与抖动问题相关。

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同步监测发动机燃烧相关的进气量、点火角、变速箱的档位、转速、油压等参数，发现变速箱从7 档升到8档后（37 s～44 s），在2 600 r/min～2 800 r/min转速区间变速箱油压波动明显增大，同时发动机转速波动也变大，整车出现10 Hz～12 Hz 抖动。从图2中可以看出整车10 Hz～12 Hz抖动与油压波动同步出现，油压波动极可能是引起抖动的根源。

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要改善整个系统共振问题，只能从两方面进行控制：（1）针对整车传递路径抑制；（2）控制CVT油压脉动。2.1 整车传递路径分析

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从式(2)中可以看出，TL只与管路进出油口的特性阻抗有关，而与其他回路的波动传递特性无关。由于Zc1、Zc2 比较容易获得，而T11、T12、T21、T22 是调谐管4个固有的参数。这就说明：(1)有了TL，调谐管的固有脉冲振动衰减特性可以被较准确地估算出，在相同频率下，TL值越高，脉冲振动的衰减值就越大。(2)如果T11至T12能被确定，调谐管的TL也就能被确定。3 实验验证分析3.1 悬置刚度提升验证

原车后悬置刚度为220 N/mm，更换成刚度为280 N/mm 的后悬置并进行实车测试。油压波动没有变化，整车振动峰值从2.7 mm/s减小为2.2 mm/s，主观评价从5.5分提升到6分，问题有所改善但未能完全解决。但悬置刚度提升后整车加速轰鸣恶化，怠速振动变大，此方案不可实施。3.2 油冷器管路增加脉动衰减装置验证

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图9 加阻尼器后座椅振动消除综合各方案的可行性分析和实车验证效果，在油冷器管路中增加阻尼器是最有效的方案。经过实车测试此阻尼的增加对油温影响较小，仍然满足热管理的要求。因此在管路中增加内置变截面螺纹管式阻尼器成为解决此高速抖动问题的工程化方案。4 工程措施

由于自动变速箱液压伺服系统存在压力脉动，在高速和低速起步工况下都容易引起动力总成的低频振动，再通过悬置引起整车抖动。一般可以从以下几个方面改进：（1）选用控制更精准的电子油泵来替代机械油泵，这种替代一般在工程样车早期方案阶段容易实施；（2）油泵齿轮是油压的动力源，油压脉动往往与油泵齿型有密切关系。尝试对齿型进行调整优化往往会有不错的效果；（3）在高压油管中匹配适当的阻尼器。常用的有扩张室式、内置镶块式、内置螺纹管式等几种结构形式，根据实际布置情况、油压大小、传损需求选用不同的结构形式来匹配。5 结语

随着汽车保有量的增加和高速公路建设的推广，高速行车时的舒适性研究显得愈发重要。（1）本文针对某款CVT车型研发阶段遇到的高速抖动问题，通过主观识别与客观测试分析锁定振动激励源和传递路径。（2）通过在变速箱油冷器管路中增加阻尼器来减小油压波动，进而消除高速抖动。（3）提出了多种控制自动变速箱油压脉动的工程化方案，对后续车型在开发设计过程中类似问题的规避具有重要指导意义。作者：刘永亮，张军，温国庆，罗浦文吉利汽车研究院（宁波）有限公司

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