某乘用车变速器啸叫音的改善

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某乘用车变速器啸叫音的改善
赵俊华　穆国宝
广汽乘用车有限公司 广东省广州市 511434
摘 要： 随着人们生活水平的提高，人们对汽车的舒适性有更高的要求。

变速器作为整车的重要组成部分，汽车厂
家对其 NVH 性能也提出了更高的要求。

其中，变速器啸叫噪音是当前发生的最多、最难解决的NVH 问题。

因此，本文通过对某变速器四档啸叫问题进行研究，对车内噪声源及驱动轴进行分析，确定了啸叫问题产生的主要原因，并提出了相应的优化方案，为后续应对类似问题提供了方法和思路。

关键词：变速器　啸叫　NVH　噪声
1　引言[3] [4]
整车NVH 性能是整车性能的重要组成部分，NVH 性能直接影响着乘客的乘坐舒适性。

汽车的振动、噪声主要来源于动力总成，变速器是汽车动力总成的主要零部件，随着发动机NVH 性能的提升，变速器的NVH 性能对整车的NVH 性能的影响越来越大，改善变速器的NVH 性能对于提高整车的NVH 性能极其重要，本文针对某乘用车发动机、变速器、驱动轴的NVH 性能机理进行分析，确定了问题产生的主要原因，并提出了相应的优化方案，为后续解决变速器啸叫问题提供了方法和思路。

2　问题描述[5] [6]
通过多次对车辆进行主观评价，发现在4档加速过程中，车内存在明显的啸叫音，主观上不可接受，后续通过采用b 数采前端测试系统中的Signature Testing Advanced 模块对整车布点采样测试，发现在
4档加速过程中，车内存在频率为400HZ，阶次为12.2阶的啸叫音，如图1所示，与主观评价一致。

0012.2阶
图1　4档加速驾驶室啸叫音频谱图
3　原因分析
3.1　驱动轴及其附件的分析
主要分析如下：①通过对驱动轴、驱动轴支撑轴承、驱动轴支撑轴承支架进行全尺寸检测，测试结果均满足设计要求，确定变速器啸叫音与零件尺寸无关；②通过对驱动
轴性能检测，结果满足设计要求，确定变速器啸叫音与驱动轴性能无关；③通过采用CAE 软件Analysis 对驱动轴、驱动轴支撑轴承、驱动轴支撑轴承支架和发动机的装配体
进行仿真分析排查发现，静态下，未发现驱
动轴存在明显不对中情况，确定变速器啸叫音与驱动轴对中问题无关，如图2
所示。

图2　驱动轴及其附件的分析
3.2　驱动轴NVH 性能分析
驱动轴是发动机和变速器激励传递到车身侧的重要路径，主要表现在：①驱动轴的弯曲模态容易与发动机和变速器激励耦合，产生共振，引起车内噪声，如加速主减啸叫、中频杂音等；②驱动轴扭转刚度可以衰减传
The Improvement of the Gear Whine Noise of a Passenger Car’ s Transmission
Zhao Junhua Mu Guobao
Abstract ：
P eople have a higher requirement for automobile comfort, as the improvement of people's living standards. As one of the important components of the vehicle, the automobile manufacturer has also a higher requirement for the transmission NVH performance. And the gear whine noise of the transmission is the most diffi cult problems to be solved. Therefore, in this paper, the four-shift-gear-whine noise of one transmission is to be studied, the inside source and the drive shaft is analyzed, the main reason led to the problem is determined, and the relevant optimizing solution is put forward so as to provide method and solution for the same problems in the future.
Key words ：transmission, gear whine, NVH, noise
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递到车身的动力总成扭振，引起低频轰鸣，如高挡低转速1200rpm 轰鸣，如图3
所示。

图3　驱动轴发弯曲与扭转示意图
通过采用b 数采前端测试系统和CAE 软件Analysis 分别对发动机、变速器及驱动轴进行激励频率和模态的分析，得出发动机、变速器及驱动轴的模态与激励范围，如图4所示，根据图示测试数据发现：①在车辆运行状态下，发动机与变速器主阶次激励频率很宽，一般在23Hz ～2000Hz 之间，左驱动轴的弯曲模态频率为371Hz，右驱动轴的弯曲模态频率为424Hz，无法避开发动机与变速器主阶次激励频率；②在常规动力总成结构形式下，其多个部件的弹性体模态频率集中在200Hz ～500Hz 之间，与驱动轴本身弯曲模态频率（371Hz 和424Hz）
耦合；
图4　发动机、变速器及驱动轴的模态与激励范围
通过上述分析，基本推断出如下结论：发动机与变速器组成的弹性体模态频率与驱动轴本身弯曲模态频率的耦合，产生的共振，是引起车内变速器啸叫问题的主要原因。

4　优化方案及效果验证
通过运用更改结构进行移频的方法，在右驱动轴上增加吸振器，如图4所示。

在右驱动轴轴加吸振器后，采用b 数采前端测试系统中的Signature Testing Advanced 模块对车内噪声与振动进行采样测试，测试效果如下：①四档加
速时，车内变速器啸叫音明显改善，如图5所示；②通过对驾驶室内噪声12.2阶次进行切片对比，阶次噪音减小约9dB，如图6
所示。

在右驱动轴上增加吸振器之后，通过多次验证并联合我司NVH 各部门资深工程师进行主观评价，评价结果ok，与客观测试数据一致，验证结果证明：本方案实施效果明显，发动机与变速器组成的弹性体模态
频率与驱动轴本身弯曲模态频率的耦合，产生的共振，是引起车内变速器啸叫问题的主
要原因。

图5　吸振器
012.2阶
图6　4档加速驾驶室噪声频谱图（改善后）
原状态OVERALL 原状态12.2阶
加吸振器OVERALL 加吸振器12.2阶
9dB
图7　4档驾驶室噪声12.2阶次切片对比
5　结论
在车辆运行状态下，由发动机与变速器组成的弹性体模态频率与驱动轴本身弯曲模态频率很容易耦合，从而引发各个系统间的共振问题，进而引起车内噪声，因此，在整车开发过程中应对各系统进行合理匹配，避免整车各系统的固有频率出现相同和接近的现象。

本文通过运用更改结构进行移频的方
法，在右驱动轴上增加吸振器，降低了车内变速器啸叫音，提高了整车声品质，测试数据与主观评价相符，为其它车型开发过程中NVH 性能调校优化工作提供参考。

参考文献：
[1]王克.汽车变速器NVH 性能改善途径研究[D].秦皇岛：燕山大学车辆与能源学院 2017.
[2]祁玲华.汽车变速器 NVH 的测试分析与改进[D].南昌：华东交通大学机电工程学院 2017.
[3]郑直.变速器噪声异常的分析研究[J].汽车与配件.2013（29）：60-62.
[4]薛亮.汽车变速器降噪分析及控制方法研究[J].汽车零部件.2013（10）：64-66.[5]赵伟丰. 怠速开空调车内共振问题的优化[J].汽车工程师. 2011（03）：36-38.[6]郭杨. 基于 b 某车型车内振动噪声[J]. 时代汽车. 2017（20）：79-80
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作者简介
赵俊华： （1984—），男，汉族，广东省广州市
人，工作单位：广汽乘用车有限公司技术中心，职称：整车NVH 工程师。

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