变速器振动对汽车噪声的影响分析

李建伟 朱鹏伟

（鹤壁汽车工程职业学院，鹤壁 458000）



变速器振动对汽车噪声的影响分析

李建伟 朱鹏伟

（鹤壁汽车工程职业学院，鹤壁 458000）

摘 要：汽车在行驶过程中振动所产生的噪声，是评价该辆汽车性能好坏的一项重要指标，该指标直接影响乘客乘车的舒适性。车辆在工作中产生振动的主要原因是发动机系统与传动系统。变速器是传动系统的主要构成部分。因此，汽车如何降低变速器的振动逐渐受到了足够的重视。本文针对汽车变速器振动对噪声的影响进行初步研究，研究数据对提高汽车产品质量具有较大意义。

关键词：变速器 噪声 振动 汽车

1 变速器振动噪声产生的机理

汽车变速器是由齿轮、轴承、传动轴、同步器及箱体等众多的零部件组成。由于零部件在机械制造加工时存在制造加工误差、装配过程中存在误差、变速箱齿轮啮合时存在弹性形变以及随着负载等外界因素变化的影响，易引起齿轮啮合冲击而产生振动，振动的同时又向汽车辐射噪声。

齿轮传动系统是变速器发生振动及噪声的主要来源。在正常工作状态下，相互啮合的渐开线齿轮的轮齿在啮合点处的线速度大小和方向是不一样的。渐开线齿轮正确啮合必须满足齿轮啮合公法线处的线速度相等。齿轮在啮合点切线方向的线速度不相等，即齿面间存在滑动速度，造成两齿轮转速的不同步。齿面随着齿轮相对滑动速度呈现由节点处为0到啮合起止点最大的周期性变化。相对滑动速度周期性的变化造成脉动冲击。

2 变速器振动对汽车噪声影响实验及分析

2.1 实验系统的组成及原理

实验系统主要包括激励被测对象、信号检测和转换、信号调理、分析与处理等。振动噪声测试原理如图1所示。

本实验采用频响范围为1KHz～10KHz的B&K5367型压电式加速度计拾取振动源信号，拾取的振动信号通过YE5852电荷放大器放大，放大信号由设定的3个通道作为振动信号的输入接口。检测中，可采用两个电加速度计分别获取变速器上测试点的振动信号，同时利用ND2声级计检测噪声频率。然后，通过3个传输通道将振动信号传递至DAS接口箱进行过滤处理，最终将放大和过滤过的振动信号输入PC，由DASJ软件完成振动信号的自动采集。

图1 振动噪声测试系统原理图

2.2 实验点的选择级实验方法

该实验的车型为6挡手动变速器，实验点分布在汽车驾驶座椅的两侧、副驾驶座椅两侧、驾驶员耳朵齐平的位置以及仪表台，测试点从左至右分别记为1至5点。

振动噪声测试分析系统工作时，振动频率信号通过DAS接口箱，将振动频率信号放大，并经滤波处理后，将处理后的振动信号传输到PC。通过设置检测振动信号的系统采样频率、获取数据通道与数据显示窗口的对应关系、振动信号的统计模式等参数。实验进行时，数据窗口将会时时显示采样处振动信号的波形，根据设定的系统参数完成振动信号的自动采集。本次实验所检测使用的是6档手动变速器，对6个档位分别进行振动噪声实验。

表1 2000转时各测点振动信号主要成分

表2 1500转时各测点振动信号主要成分

2.3 实验结果及分析

本文对手动变速器的6个挡位的测试点位置和工况进行了振动噪声实验和分析，为各振动信号统计出各监测点在6个挡位和变换不同转速情况下的主要振动信号频率，统计数据如表1、表2所示。

当变速箱转速为2000转时，监测点均检测到603Hz、425Hz、645Hz、1150Hz等频率信号的振动信号。第2监测点检测的信号主要是振动幅值大于其他的603Hz频率信号，与其监测点相邻的1、3监测点振动信号基本相同；第四、五监测点同样检测到603Hz频率信号，但该点处信号振动幅值与第1-3监测点检测的频率信号相比幅值较小。

信号603Hz是变速器常见的齿轮副啮合振动信号。当变速器输入转速为2000rpm和1500rpm时，通过对振动信号分析，变速器各齿轮副相互啮合频率产生的振动就是加速度信号频率；从监测点检测到的声音信号分析，当变速器转速为1300转时，各监测点的噪声信号频率均为416Hz，此时齿轮啮合的位置为四档的啮合频率；当变速器转速为1500转时，各监测点检测的的噪声信号频率分别为603Hz，为四档齿轮的啮合频率；同样，当改变变速器不同的转速时，变速器齿轮啮合频率能够与噪声信号频率一一对应。

3 结论

本文介绍了汽车变速器振动信号拾取的实验过程，并对实验拾取的数据进行统计分析。经过系统分析可以得出以下结论：（1）当变速器齿轮啮合频率与车架固有频率接近时，监测点产生与振动信号同频率的振动；（2）通过变换挡位改变齿轮啮合，使啮合频率发生改变，监测点检测到较大幅值的振动信号，说明监测点对齿轮啮合振动信号具有放大作用。因此，要降低变速器的振动与噪声，可采取以下措施：第一，加固变速器箱体，从而降低变速器箱体产生的辐射噪声；第二，提高齿轮的加工精度及装配精度，不断提高齿轮啮合的质量，从而减小齿轮在啮合工程中产生振动激励，不断提高乘坐的舒适度。

参考文献

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Effect of Vibration on Vehicle Noise Transmission Analysis

LI Jianwei,ZHU Pengwei
(Hebi Automotive Engineering Vocational College,Hebi 458000)

Abstract:Car in motion the process of vibration and noise generated by the evaluation is an important indicator of good or bad performance of the motor vehicle, the index directly affect vehicle ride comfort. The main s ource of vehicle vibration in the work produced by the engine and transmission system, the transmission is a m ajor component of the d rive s ystem. Therefore, how to reduce the transmission of vibrations car gradually been enough attention. In t his paper, automotive vibration transmission noise on a preliminary study, study data have greater s ignificance for improving the quality of automotive products.

Key words:transmission,noise,vibration,car