汽车变速箱啸叫声解决方法 朱青枝

汽车变速箱啸叫声解决方法朱青枝
发表时间：2018-05-31T15:13:21.617Z 来源：《基层建设》2018年第10期作者：朱青枝[导读] 摘要：近几年来我国经济得到了飞速的发展，交通行业也随之发展，人们的经济水平提升，私家车也变得普及起来，国内的汽车市场也繁荣起来，人们对于汽车的要求也从最初的代步工具转变成更要求性能。

陕西法士特汽车传动集团有限责任公司 722409 摘要：近几年来我国经济得到了飞速的发展，交通行业也随之发展，人们的经济水平提升，私家车也变得普及起来，国内的汽车市场也繁荣起来，人们对于汽车的要求也从最初的代步工具转变成更要求性能。

作为汽车的一个重要的组成部分，变速箱的制造水平也得带了极大地提升，从开始的手动变速朝着高速、高扭矩的方向发展。

随着汽车行业的发展，汽车的NVH问题也越来越受到广泛关注，它包括汽
车的噪声、振动与声控的粗糙度，作为NVH问题的一种主要形式，变速箱的啸叫问题也需要采取可靠有效的措施进行解决。

文章通过研究，提出了解决这一问题的可行性对策。

关键词：变速箱；啸叫；齿轮宏观参数；传递误差；微观修形当下人们对于汽车的要求越来越高，越来越重视乘车体验，不再把汽车视为简单地代步工具。

所以，汽车的故障问题越来越受到关注，作为汽车的主要故障问题之一，汽车的噪声问题也受到了广泛关注。

汽车的噪声来源主要有三，分别是发动机、排气系统和变速箱，而变速箱噪声的最主要来源，就在于齿轮啮合引起的噪声。

通过以往的研究，对于齿轮啮合的噪声的成因已经有了较为科学的阐述，目前的研究重点就在于如何有效的降低齿轮啮合的噪声。

根据研究表明，齿轮啮合噪声的主要成因有两个，一是齿轮啮合不平稳引起的噪声；二是传动系统由于受力导致变形而引起的噪声，针对这两个成因，就可以采取针对性措施降低噪声了。

当今的汽车市场上，用户满意度最低就要数手动变速箱三档滑行啸叫的问题了，本文针对这一问题采用实验的形式，将实验结果作为依据，参考实验过程中的实际数据，从多方面入手对噪声问题尝试解决，便于在以后的变速箱设计过程中给用户更好的行车体验。

本文的主要实验对象是手动变速箱，其噪声问题主要出现在二三档的滑行过程中，当汽车的速度处于这个区间时，变速箱的齿轮转速集中于1000到2000转之间，噪声问题也是最明显的，具体表现在汽车在减速过程中，变速箱出现“呜、呜”的声音，类似口哨，较为明显，由于频率的问题不会被发动机的声音掩盖，容易引起人们的感官不适。

当下的研究表明，要减少发动机的啸叫声主要有两种方式，一是控制激励源，二是控制传播途径，由于啸叫声大多通过空气传播，所以控制传播途径难度较大，所以，当下较为有效的控制方法就是控制激励源，即通过有效的办法减少齿轮啮合过程中噪声的产生，具体可采取的方法主要有三种，宏观参数优化、微观修形和壳体结构优化。

文章分别阐述了这三种方法的具体操作方法，并对其优势和不足进行介绍。

一、优化齿轮宏观参数设计齿轮的不平稳运行是变速箱啸叫声的主要来源之一，检验齿轮是否能够平稳运行的标准之一就是齿轮的重合系数。

重合系数作为一个重要参数，主要表示同时参与啮合的齿轮个数，传动过程受到的载荷是一定的，参与啮合的齿轮数量越多，分到的载荷就越小，也就传动得更加平稳了，所以，变速箱的噪声也会减小，反之，载荷变大，齿轮的啮合就会因为受力的问题偏离预定轮廓，就会产生误差，这种误差就是噪声的来源。

通过一定手段减小传递误差，能有效地减小噪声。

手动变速箱的重合系数有两个方面，一是端面重合系数，二是法向重合系数，这两个重合系数的总和才是通常说的变速箱齿轮的重合系数，即总重合系数。

重合系数的这两方面的影响因素也不相同，端面系数受齿轮的齿数、模数等方面的影响，而法向重合系数则受到齿轮的齿宽影响。

所以，为了控制这两方面的重合系数，就要采取不同的措施，在设计齿轮时，要在保证承重能力的基础上，尽可能增加齿轮的齿数，减小模数，以提高端面承重系数，同时会尽量增加齿宽来保证法向重合系数。

经由实验表明，在调整了齿轮的齿数、模数与齿宽之后，齿轮的重合系数有了显著的提升。

通过优化齿轮宏观参数设计能有效降低变速箱噪声，有效率可达百分之百。

经由实验表明，当端面重合系数大于1.5、法向重合系数大于1.25时，变速箱的噪声问题才能得到有效的解决。

二、调整齿轮的微观修形从理论上说，调整齿轮宏观参数设计是一种非常有效的措施，可以在前期设计过程中就完全解决变速箱啸叫问题，然而在实际的行车过程中还是会出现噪声。

经过调查发现，出现噪声是因为齿轮的安装与运行不能像理论上设计得那么完美，难免会出现误差，同时变速箱在工作过程中载荷幅度会变宽，变速箱齿轮幅沿齿宽方向的齿形会偏离预定轮廓，使得荷载不均，会集中于某一部分，不能有效分散，自然会引起噪音。

加上随着车速不断提高，齿轮会产生热效应，使得齿轮在啮合过程中不能按照理论预设的轨道转动，加大了传递过程中的误差，也就引起了噪声问题。

针对这种情况，我们要做的就是对齿轮进行微观修形。

所谓微观修形，就是根据在运行过程中齿轮的实际变形情况，对齿轮的形状进行微观上的补偿，使其能在性和过程中更好地啮合，以达到降低噪声的目的。

齿轮的微观修形分为两种，一是修缘，在齿轮的运行过程中，会因为各种误差导致齿轮之间在啮合规程中并不能完美契合，导致出现噪声，面对这种情况，就需要将齿轮中不能完全啮合的部分适当去除一些，以保证齿轮的啮合度，达到降低噪声的目的；第二种微观修形的方法叫修鼓，因为在安装的误差与实际行车过程中的热效应等种种原因，导致齿轮的荷载分布不均，齿轮的某部分的荷载过于集中，引起齿轮变形，导致产生噪声，所以针对这种情况，就要适当去除齿的两端部分，以便于减轻啮合冲击，调整荷载分布，以达到降低噪声的目的。

在齿轮微观修形的两方面中，修缘相对简单，基本上可以一次操作成功，而修鼓难度相对较大，需要操作者循序渐进，根据实际情况不断调整方案，一般来说，这两种方法都对降低噪声有一定的作用，需要操作者根据实际情况进行选择。

三、优化壳体结构以上两种措施都是从变速箱内部入手进行解决，但是通过研究表明，变速箱的壳体也是产生噪声的激励源之一。

产生这一情况的主要原因是变速箱的壳体与齿轮啮合的振动产生了共振，放大了噪声。

所以，如果从这个方面入手，就要改变壳体的振动频率，产生不了共鸣，噪声自然就会降低。

改变壳体的振动频率需要从形状、壁厚、总体布局等方面入手，调整壳体的振动频率，与齿轮啮合的频率不一样，就避免了共振的产生，理论上这种方法也是降低变速箱啸叫声的措施之一，但在实际操作过程中，由于空间的原因，能优化的壳体部分有限，所以对于噪声的降低能力也相对有限。

经由实验表明，一般的变速箱壳体优化后只能降低5到10分贝左右的噪声，效果并不明显而且耗费的精力较大，对比前两种措施性价比较低。

由于目前的壳体优化措施的理论性较强，实际操作成功的案例很少，想要应用到实际，还要经过大量的实验操作。

四、结语
本文介绍了三种解决汽车发动机啸叫声的方法，宏观参数优化是通过在设计前期调整齿轮的各项参数，提高齿轮的各项重合系数，以达到降低噪声的目的；微观修形优化主要是在实际运行过程中的调整，通过修缘和修鼓两种方法，使齿轮副的契合度更高，载荷分布更平均，以达到降低噪音的目的；壳体优化措施主要通过改变壳体外观的各项参数，提高壳体的刚性，使壳体和齿轮啮合不能产生共振，以达到降低噪声的目的，但是由于案例较少，想要应用到实际运行过程中还要有大量实验数据的支持。

这三种方法都能降低发动机的啸叫声产生，但是具体采用哪种措施还要根据发动机的实际情况来选择。

参考文献：
[1] 刘文选，张坚.汽车变速器齿轮噪声产生机理及影响因素[J].农机化研究.1999（2）：88-89.
[2] 高维山.汽车设计丛书—变速箱[M].人民交通出版社，1991.
[3] 何韫茹.动力传动齿轮振动噪声研究[J].机械科学与技术，1994，（增刊）：87-91.。