汽车变速箱噪声源识别及噪声控制分析

刘强 李静敏 石延峰

摘 要：本文主要针对现代汽车变速箱中的噪声来源进行详细的探究，并结合实际需求，提出一系列行之有效的识别方法和控制措施，以便为进一步提高汽车性能，降低噪音污染提供准确的参考依据。

关键词：汽车变速箱；噪声源；识别控制；研究分析

现如今，汽车已成为人们日常出行的主要交通工具，在为人们提供便利的同时，也产生了很大的噪音污染问题，究其原因，主要是因为汽车变速箱出现噪音故障所致。因此，当务之急就是要采取有效措施对汽车变速箱噪声源进行有效的识别和全面的控制，这样才能减少噪音污染，改善城市环境。

1 汽車变速箱噪声来源分析

1.1 荷载与转速

一般情况下，当汽车齿轮荷载与转速越来越快时，其所引发的变速箱噪音音量也是越来越明显。因为齿轮荷载达到极限后，齿轮之间的挤压力也会逐步增强，这种情况下，就会使得齿轮间的产生一定的冲击力，进而导致汽车变速箱震动，发出相应的噪音。

1.2 重合度

当汽车齿轮在啮合时，其齿数对数就会发生一定的变化，这种变化对数就是重合度。而齿轮重合度变化与啮合时齿轮齿数有着很大的关系，齿数越多，重合度变化越大，达到上限后就会产生一定的荷载，这种荷载会使得齿轮间的挤压力逐渐增强，从而引发变速箱震动发出噪音。

1.3 压力角

由于汽车齿轮在长期运转过程中会进行啮合动作，所以当齿轮间的荷载发生变化时，啮合动作也产生相应的改变，基于此，这在某处程度上就会给齿轮自身误差和压力角造成一定的影响，若是压力角超过定额基准，势必会放大齿轮自身误差，导致变速箱发出刺耳的噪音。

1.4 齿轮模数

齿轮模数对于齿轮寿命以及结构功能、尺寸规格等都有着很大的影响，同时，其也是控制变速箱噪声大小的关键因素。通常，齿轮模数越大，越证明齿轮弯曲强度和齿轮运行状态越强。但是由于齿轮在工作时会产生一定的基本误差，所以很容易会使得齿轮之间出现相应的冲击力，同样，也会给变速箱带来较大的震动反应，进而使其发出强烈的噪音。

1.5 润滑油

众所周知，要想增强齿轮间的光滑度，减少其啮合时产生的震动反应，可以采用适当的润滑油对齿轮进行润滑。但是润滑油的注入数量一定要进行合理的控制，因为若是润滑油注入过多，则很容易会发生困油现象，即油液流入到齿轮之间，难以清除出去。这种情况下就会给齿轮间的挤压力造成影响，使其出现较大的冲击现象，从而导致变速箱震动，发出较大的噪音。此外，若是润滑油注入过多，一旦汽车运转速度过快，还会产生喷溅现象，碰撞到变速箱箱壁后，也会使其上发出噪音。

2 变速箱噪声识别方法分析

2.1 铅覆盖识别方法

该识别方法是一种传统式变速箱噪声识别技术，一般要在专门的消声环境中来进行，在实际运行时，要将汽车表面全部覆盖上铅，然后才能进行噪声源识别。由于铅覆盖识别法很容易受周围环境所影响，所以其识别的准确性就无法做到全面保证。因此，不建议现代汽车维修企业采用。

2.2 表面声强测量识别方法

该识别法是一种新型的汽车变速箱噪声识别技术，在实际运行时，主要是利用声强互谱关系式来对空气质点的震动速度进行测量来判断噪声源。表面声强测量识别法的测量精度十分之高，且不会受周围环境所影响，对于测试环境的要求也是十分之低，所以，在一些大型的汽车维修厂中都会有着显著的应用效果。但由于表面声强测量设备价格较为昂贵，测量成本十分明显，因此，在使用该方法时，应结合实际情况来进行。

2.3 表面振动测量识别方法

该方法也是近年来兴起的一种新型汽车变速箱噪音识别技术，其一般是利用计算机对汽车动力总成表面震动数据的精确计算，根据计算结果来预估变速箱总成动力震动噪音的大小，进而判断出具体噪音来源。表面振动测量识别方法可以随时通过大量数据进行估算，且精确度也是十分明显，再加上识别成本较低，对于识别环境条件要求简单，所以深受广大汽车维修企业所认可。

3 汽车变速箱噪声控制措施分析

3.1 变速箱噪声控制

首先，要对汽车齿轮制造质量和加工精度进行严格的控制，因为齿轮构件是影响变速箱震动产生噪音的主要因素，所以其尺寸规格、结构设计以及生产质量等都必须达到国家相应的规范标准，这样才能提高自身的应用性能和使用寿命，减少啮合时各种影响变速箱噪音的因素产生，从而最大化保证变速箱的正常运行。

其次，要对齿轮表面缺陷进行全面的控制，不仅要采用专用打磨工具对其构件表面进行打磨平整，而且还要在齿轮上涂上适量的润滑油，进以增强齿轮间的光滑度，减少啮合摩擦阻力，降低变速箱噪音的发生几率。另外，还可在齿轮轴承端部设置高性能的减震器，这样也能防止变速器内部构件震动，规避较大噪音的出现。

最后，要科学设置齿轮模数，确保齿轮齿数、形状等不会对变速箱带来任何影响。同时，还要控制好齿轮压力角和重合度，削弱齿轮间的挤压力和冲击力，确保齿轮分布的合理性，这样才能从根本上减少齿轮啮合时的碰撞次数，避免变速箱震动发出刺耳的噪音。

3.2 汽车噪声控制

汽车在长期运行过程中，除了会产生变速箱噪音，汽车自身也会发出相应的噪声，这种噪声源一般是由发动机和动力总成所发出。因此，在控制汽车噪声时，也要从这两方面去考虑问题。但由于发动机和动力总成都是在汽车出厂后就已成型，所以为了最大化减少噪音，应尽量从汽车出厂制造的源头抓起，不仅要保证汽车制造加工过程的规范性、标准性、科学性，而且还要采用具有一定吸声功能的制造材料，尤其是汽车底板等相关构件，这样才能保证汽车的运行性能，减少其噪声产生频率。

4 结语

综上所述，汽车变速箱噪音来源大多集中在齿轮啮合过程中，所以只有采取现代化的噪音识别方法和控制策略，才能有效的控制变速箱噪音和汽车噪音，确保汽车全寿命周期的安全运行。

参考文献：

[1]张玲.振动噪声信号在发动机转速提取中的运用[J].汽车工程师，2017，10：25-26.

[2]湛刚.汽车噪声振动理论及控制措施[J].北京理工大学出版社，2017，09：66-67.