某四驱车型传动系统导致的车内轰鸣声研究-绵羊汽车生活记录

摘要：四驱传动体系正在提拔车辆超稳和爬坡功能的同时，带来了紧要的车内轰鸣声题目。作品对四驱传动体系导致的车内轰鸣声机理及其限度举行了体系性说明和商酌，并

摘要：四驱传动体系正在提拔车辆超稳和爬坡功能的同时，带来了紧要的车内轰鸣声题目。作品对四驱传动体系导致的车内轰鸣声机理及其限度举行了体系性说明和商酌，并诈骗客观测试领会了某款斥地中四驱车型出现车内轰鸣声的由来：传动系盘旋振动过大和传动轴弯曲模态频率过低。通过调试盘旋减振器和传动轴内置动力吸振器计划，明显低落了车内２阶和４阶噪声８－２０ｄＢ（Ａ），主观评估轰鸣声改良昭着。

对高品德和众途况驾乘感觉的找寻促使越来越众的乘用车采用四驱传动体系。四驱传动体系正在提拔超稳和爬坡功能的同时，带来的轰鸣声题目亟待处置。对待搭载古代内燃机动力的车型，车内轰鸣声因为其频率低、能量大、突变昭着，主观浮现为耳压感，影响旅客的驾乘品德，紧要时乃至风险旅客的身心康健［１］。

目前，四驱传动体系导致的车内轰鸣声商讨首要纠合正在基于等效模子的传动系参数影响领会［２-３］、减振降噪步骤［１，４-６］和试验商讨［１-２，７］等方面。王东成立了传动系当量模子和整车ＡＭＥＳｉｍ模子，所有领会了传动体系参数对盘旋振动频率和幅值的影响次序［２］。ＤＵＨＹＩ等联合非线性众体体系仿真和线性有限元领会，商讨了传动轴弯曲模态被动员机驱策出现共振而导致的整车轰鸣声题目。对待因四驱传动体系导致的车内轰鸣声，动力吸振器［１］、盘旋减振器［４］、惯量盘［５］、双质料飞轮［６］和传动体系的隔振打算等，均是比拟有用的处置计划，此中，以动力吸振器和盘旋减振器成果最直接和优秀。而今对待由四驱传动体系导致的车内轰鸣声的商讨首要是基于实车斥地的传达途途测试领会和调试，且平淡仅针对单类题目举行商讨［７］。

本体裁系地说明了四驱传动体系出现车内轰鸣声的机理和限度方法，并对某斥地中四驱车型因传动体系出现的车内轰鸣声举行测试和领会，采用盘旋减振器和动力吸振器计划举行实车调试，明显低落了车内２阶和４阶噪声，实车主观评估改良昭着。

动员机驱策首要为不均衡往返惯性力和气缸周期性气体压力惹起的动员机曲轴扭矩摇动，并经由聚散器、变速器和传动轴感化之后，经轴承与后驱动单位传达到悬架体系，惹起车身构造振动，进而激励构造辐射声能酿成车内轰鸣声［８］。对待四缸四冲程动员机，其首要驱策阶次为２阶。动力总成２阶驱策正在传动体系模态频率处被放大，通过支持轴承和后驱动单位等传达至车身出现振动。此中，动力总成往返惯性力驱策传动轴弯曲模态，并正在弯曲模态处产一生动；动力总成扭矩摇动驱策传动系盘旋模态，并正在盘旋模态处出现热烈的盘旋振动。此外，传动轴的不均衡驱策力随其转速平方填充，若不均衡力不行限度正在较低水准，则正在高车速下易出现轰鸣声。四驱传动体系的振动均是通过构造传达至车身并出现轰鸣声，即所谓的构造轰鸣声。

四驱车型传达途途长，正在４０－２００Ｈｚ低频段存正在丰厚的固有模态，受动力总成和传动轴驱策，易惹起体系构造共振［８］。该进程涉及动员机往返惯性力、燃烧和传动轴不均衡驱策力限度、双质料飞轮隔振、传动体系盘旋模态和传动轴弯曲模态限度、支持轴承和后驱动单位隔振、后副车架隔振、车身模态和车内空腔模态限度等。因为墟市对四驱车型动力性的找寻，使得动员机扭矩填充，而汽车轻量化和乘坐空间的填充使得传动体系盘旋模态和传动轴弯曲模态频率低落，两者加剧了四驱传动体系轰鸣声危机。

（１）动员机往返惯性力可用均衡轴低落，但均衡轴价值腾贵，需正在动员机斥地前期预留空间，且对动员机油耗有必定负面影响；

（２）动员机扭矩摇动可采用双质料飞轮、离心摆、盘旋减振器和惯量盘等举行改良，此中，双质料飞轮和离心摆对待低频盘旋振动改良昭着［６］，盘旋减振器可低落特定频率的传动系盘旋振动［２，４］；

（３）传动轴不均衡力可通过传动轴自己不均衡量、传动轴装置对中和传动轴装置角度举行限度。途途方面：（１）普及传动系的盘旋模态频率和传动轴的弯曲模态频率，但动员机２阶驱策频率可抵达２００Ｈｚ以上，平淡高于传动系的盘旋模态频率（４０－８０Ｈｚ）和传动轴的弯曲模态频率（１００－２００Ｈｚ），因而，需进举止力吸振器打算，且后驱动单位刚体模态频率要避开传动系的盘旋模态和传动轴的弯曲模态频率；（２）增强支持轴承和后驱动单位隔振。相应方面：普及车身盘旋和弯曲模态频率，且车身首要模态频率要避开车内空腔模态频率［９］。

某研发中四驱车型摆设２．０Ｔ直列四缸汽油动员机、７速湿式双聚散变速器和双质料飞轮，采用动力总成前置且四轮驱动部署。主观驾乘时，动员机转速正在２０５０ｒ／ｍｉｎ、２５００ｒ／ｍｉｎ和４１００ｒ／ｍｉｎ左近，车内展示昭着轰鸣声，且追随地板和座椅振动。车内轰鸣声随动员机负荷填充而恶化，主观评分为５分。

为了量化车内轰鸣声水准，采用ＬＭＳＴｅｓｔＬａｂ对该研发中四驱车型旅客舱后排噪声举行客观测试，结果如图２所示，测试工况为３挡全油门加快。车内噪声正在动员机转速为２０５０ｒ／ｍｉｎ、２５００ｒ／ｍｉｎ和４１００ｒ／ｍｉｎ时存正在昭着峰值，此中，２５００ｒ／ｍｉｎ和４１００ｒ／ｍｉｎ对应峰值为２阶噪声功劳，２０５０ｒ／ｍｉｎ对应峰值为４阶噪声功劳。２０５０ｒ／ｍｉｎ和４１００ｒ／ｍｉｎ对应频率均为１３６Ｈｚ，是动员机分歧阶次能量正在分歧动员机转速下驱策统一体系的相应。

研究到车内后排噪声主观感觉较前排昭着，且拆除传动轴后（此时车辆仅为前轮驱动），旅客舱正在上述动员机转速界限内并未展示昭着轰鸣声，因而可能定位该轰鸣声的出现与四驱传动体系相闭。其余，后驱动单位壳体的２阶和４阶振动加快率峰值对应的转速与车内轰鸣声对应的转速根本一概（睹图３），同样说明该轰鸣声为四驱传动体系导致。

车内轰鸣声埋怨频率首要为８３Ｈｚ（对应２５００ｒ／ｍｉｎ）和１３６Ｈｚ（对应２０５０ｒ／ｍｉｎ和４１００ｒ／ｍｉｎ），与四驱传动体系盘旋模态和传动轴弯曲模态相闭。四驱传动体系模态频率参数如表１所示，传动体系盘旋模态频率为８０．１Ｈｚ，与２５００ｒ／ｍｉｎ对应的２阶频率挨近，故２５００ｒ／ｍｉｎ车内轰鸣声为传动体系盘旋振动导致。对待传动轴弯曲模态频率，前传动轴模态频率为１８０Ｈｚ，纵然低于动员机最高２阶驱策频率，但对应动员机转速为５４００ｒ／ｍｉｎ，研究到整车正在５０００ｒ／ｍｉｎ以上运转几率较小，且对应的４阶噪声也无昭着埋怨，因而不予研究优化；后传动轴模态频率为１３７Ｈｚ，其２阶和４阶频率分手对应动员机转速为４１１０ｒ／ｍｉｎ和２０５５ｒ／ｍｉｎ，可能锁定车内２０５０ｒ／ｍｉｎ和４１００ｒ／ｍｉｎ轰鸣声为后传动轴弯曲共振导致。

四驱传动体系的盘旋模态频率取决于全盘动力总成、传动体系和整车的盘旋刚度及惯量，变化双质料飞轮的刚度和惯量、传动轴刚度和半轴刚度等，可能正在小界限内变化传动体系的盘旋模态频率和低落盘旋振动幅值，但无法将其模态频率移出动力总成的驱策频率界限（２５－２００Ｈｚ），也无法低落盘旋振动幅值至可接纳水准，故优化原有构造难以彻底改良轰鸣声［２］。纵然盘旋模态频率无法移出动力总成驱策频率界限，但仍需将后驱动单位刚体模态频率避开传动体系盘旋模态频率５Ｈｚ以上，以抵达避频主意。后驱动单位刚体模态频率如表２所示，第３阶模态频率为６８．３Ｈｚ，与传动体系盘旋模态频率（８０．１Ｈｚ）间隔约１２Ｈｚ，第５阶模态频率为１２８．６Ｈｚ，与后传动轴弯曲模态频率（１３７Ｈｚ）间隔８．４Ｈｚ，均知足避频条件，不会惹起后驱动单位共振。

目前，行业内阅历值是将传动体系盘旋振动水准限度正在２ｒａｄ／ｓ以内。传动体系盘旋振动测试：动员机曲轴和变速器输入轴盘旋振动是通过其原有的磁电传感器衡量高精度转速得回；传动轴盘旋振动是通过正在后传动轴末尾装置编码盘，诈骗光电转速传感器衡量后传动轴的高精度转速揣度得回。传动轴盘旋振动测试如图４所示，先筑制一个轻狂的铝合金圆盘装置正在后传动轴末尾，将打印好的口舌两色编码盘黏贴正在圆盘上。圆盘和编码盘需举行轻易对中：圆盘与传动轴对中通过加工限位确保，编码盘与圆盘对中通过编码盘和圆盘尺寸一概确保，即两者外圆直径相似。此处测得的盘旋振动首要为动员机２阶频率，传动轴、圆盘和编码盘细微偏幸，不会影响测试结果。按照光斑尺寸，测试中采用的编码盘为口舌色各３０条，且瓜代排布。各轴高精度转速测试结果如图５（ａ）所示，通过其揣度所得的２阶盘旋振动如图５（ｂ）所示。动员机曲轴和变速器输入轴的盘旋振动正在１５００ｒ／ｍｉｎ以上随动员机转速的填充而逐步减小，尔后传动轴末尾处盘旋振动正在８０Ｈｚ左近展示昭着峰值，峰值抵达４．７３ｒａｄ／ｓ，高于动员机曲轴和变速器输入轴的盘旋振动，逾越了打算方向，故盘旋振动过大是导致车内２５００ｒ／ｍｉｎ轰鸣声的首要由来。

针对传动体系盘旋振动惹起的车内轰鸣声，盘旋减振器平淡是首选。它一方面可通过阻尼罗致传动体系的盘旋振动能量，低落驱策；另一方面可通过自己惯量变化传动体系模态［１０］。对待传动轴弯曲振动惹起的车内轰鸣声，可正在传动轴填充动力吸振器来处置［１］。因为传动轴自己尺寸较大，正在轴外侧填充动力吸振器，不光其尺寸过大，且易与传动轴周边零件出现干预。而传动轴平淡为中空轴管，故可将动力吸振器打算正在传动轴内部。

基于上述领会，对盘旋减振器和传动轴内置动力吸振器参数举行调试验证，席卷盘旋减振器频率f１和惯量I、传动轴内置动力吸振器频率f２和质料m。此中，I 和m 首要取决于部署空间和整车重量限度。研究到传动体系盘旋振动水准超标紧要，正在部署空间许可的境况下，I 尽不妨取大值，此处取I ＝０．０６７ｋｇ· ｍ２，其他参数取值如表３所示。

２５００ｒ／ｍｉｎ车内轰鸣声为传动体系盘旋振动导致，应通过盘旋减振器处置。如图６所示，填充盘旋减振器后，传动体系盘旋振动有两方面改变：（１）峰值昭着低落，从４．７ｒａｄ／ｓ降至２．５９ｒａｄ／ｓ和１．４７ｒａｄ／ｓ；（２）盘旋振动峰值由一个变为两个，且跟着盘旋减振器频率逐步亲昵盘旋模态频率，较高频率的盘旋振动峰值低落，而较低频率的盘旋振动峰值升高。应确保正在低落较高频率轰鸣声的同时，不会导致较低频率的轰鸣声埋怨。填充盘旋减振器前后车内轰鸣声比较如图７所示，２５００ｒ／ｍｉｎ左近车内２阶轰鸣声低落８ｄＢ（Ａ）以上。比较分歧频率盘旋减振器正在２７００－２９００ｒ／ｍｉｎ的２阶噪声，５７Ｈｚ时比５１．５Ｈｚ低约２ｄＢ（Ａ），且并未导致１３００－１５００ｒ／ｍｉｎ的２阶噪声填充，故打算盘旋减振器频率为５７Ｈｚ，惯量为０．０６７ｋｇ· ｍ２。

传动轴弯曲模态共振导致的车内轰鸣声，应采用传动轴内置动力吸振器处置。传动轴弯曲振动最大振幅位于其轴线中部位子，故内置动力吸振器装置正在传动轴中部成果最佳。内置动力吸振器频率和质料参数如表３所示，正在斥地车上验证成果如图８所示。采用表３内的自便动力吸振器，车内４１００ｒ／ｍｉｎ的２阶噪声和２０５０ｒ／ｍｉｎ的４阶噪声均低落胜过２０ｄＢ（Ａ），说明动力吸振器对改良传动轴弯曲共振导致的车内轰鸣声的有用性。此外，车内２阶和４阶噪声分手正在３０００－３４００ｒ／ｍｉｎ和１５００－１９００ｒ／ｍｉｎ有填充。当m＝１ｋｇ时，f２从１３０Ｈｚ低落至１２１Ｈｚ，低转速噪声峰值对应的频率低落，且２阶和４阶噪声低落５ｄＢ（Ａ）以上。当f２＝１２１Ｈｚ时，m 从１ｋｇ减小至０．４ｋｇ，车内３０００－３４００ｒ／ｍｉｎ的２阶噪声和１５００－１９００ｒ／ｍｉｎ的４阶噪声略有填充。因而，内置动力吸振器参数采取为f２＝１２１Ｈｚ，m ＝１k

对计划５举行实车主观评估展现，２０５０ｒ／ｍｉｎ、２５００ｒ／ｍｉｎ和４１００ｒ／ｍｉｎ的车内轰鸣声改良昭着，主观评分抵达８分；对待动力吸振器导致的３０００－３４００ｒ／ｍｉｎ的２阶噪声和１５００－１９００ｒ／ｍｉｎ的４阶噪声幅值略有填充，主观评估并无轰鸣声埋怨。

四驱传动体系正在乘用车墟市的广博行使使得其导致的车内轰鸣声题目亟待处置。本文起首对四驱传动体系出现车内轰鸣声机理和限度步骤举行了周详说明和商酌。其次，针对某斥地中四驱车型，对车内轰鸣声举行客观量化测试，并领会导致车内轰鸣声的由来：（１）２０５０ｒ／ｍｉｎ和４１００ｒ／ｍｉｎ的轰鸣声为后传动轴弯曲共振导致；（２）２５００ｒ／ｍｉｎ轰鸣声为传动系盘旋振动过大导致。最终，通过调试，盘旋减振器低落车内２阶噪声约８ｄＢ（Ａ），传动轴内置动力吸振器低落车内２阶和４阶噪声２０ｄＢ（Ａ）以上，实车主观评估改良昭着，抵达可接纳水准。

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