王金霞 段軍亮
摘 要:隨著汽車在人們生活中不斷普及應(yīng)用,人們對汽車性能要求越來越高,尤其表現(xiàn)在對整車駕駛及乘坐舒適性上。汽車傳動系NVH性能作為汽車NVH改善的重點,對汽車舒適性起著重要作用。本文主要針對汽車傳動系NVH性能影響因素及改善方法進行分析、論述。
關(guān)鍵詞:傳動軸;主減速器;驅(qū)動軸;動平衡;諧振器
汽車傳動系主要包括傳動軸、主減速器及等速驅(qū)動軸等關(guān)鍵零部件,影響傳動系NVH主要原因有零部件性能和裝配方法兩方面因素。其中總成零部件性能因素主要有傳動軸動平衡、主減動平衡及齒輪嚙合噪音、驅(qū)動軸擺振等??偝裳b配因素主要是裝配參數(shù)調(diào)整不當,其中包括零部件裝配、整車裝配和傳動系匹配三個方面。
下面我們以關(guān)鍵零部件(傳動軸、主減速器及等速驅(qū)動軸)作為分類依據(jù),對傳動系NVH影響主要因素及改善方法進行論述。
1 傳動軸對整車NVH影響及改善方法
傳動軸作為汽車傳動系關(guān)鍵零部件,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、連接方式、動平衡、裝配方法等多方面,對整車傳動系NVH改善至關(guān)重要。
從傳動軸自身性能說,傳動軸設(shè)計剛度、設(shè)計結(jié)構(gòu)、總成動平衡、扭振問題對整車傳動系NVH影響很大。其主要包括以下幾個方面:①傳動軸軸管設(shè)計直徑越大,傳動軸剛度越大,這樣能夠減少傳動軸旋轉(zhuǎn)變形,避免軸管變形產(chǎn)生異響。②當傳動軸長度>1.5m時,為提高其剛度,應(yīng)增加中間支撐,避免傳動軸長度過大產(chǎn)生剛度降低。③軸管內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu),可在軸管內(nèi)填充多層吸音棉或其他吸音材料,作為降低噪音的有效改善方法。目前多數(shù)汽車傳動軸已經(jīng)采用此方法來改善傳動軸NVH問題。④傳動軸下線前進行動平衡修正,并在動平衡輕點或重點位置進行標記,便于整車裝配時與其他零部件進行輕重點匹配。傳動軸動平衡修正方法多采用粘貼平衡片,來解決傳動軸偏心問題。⑤為降低傳動軸扭振及噪音,傳動軸中間支撐多采用橡膠懸置,甚至加裝諧振器,來提高傳動軸NVH表現(xiàn)。
從傳動軸裝配角度說,分傳動軸裝配、整車裝配、動平衡匹配三個方面。
①傳動軸結(jié)構(gòu)有十字軸萬向節(jié)式、高速節(jié)連接式、行星輪連接式、花鍵連接式等連接方式,每種連接方式都有其優(yōu)點,尤其花鍵和行星輪連接方式,對傳動軸NVH有一定改善。②傳動軸軸管焊接時采取止口定位,采用自動焊、激光焊等焊接方式,甚至利用機器人焊接,有效減小傳動軸因焊接產(chǎn)生的變形,提高傳動軸自身質(zhì)量對稱性、均勻性。③整車裝配方面對傳動系NVH影響也很大,一般采取的裝配方法有止口定心、動平衡輕重點匹配、連接盤端徑跳動控制等方法,在裝配過程中控制傳動軸位置偏差,以降低傳動軸因偏心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的NVH問題。④傳動系整體動平衡是整車NVH影響的主要因素之一,所以為提高整體的動平衡,有時會采取傳動軸和其他零部件同時進行動平衡修正的方法,但此方法后期維修性較差。⑤傳動軸整車布置角度對整車NVH影響,傳動軸進行整車布置時,各段在空載負荷下的夾角要盡量小,因空間布置問題,夾角不能再調(diào)整小時,應(yīng)保證靜態(tài)時最大布置角度≤3°,動態(tài)時傳動軸各段布置角度≤15°。
2 主減速器對整車NVH影響及改善方法
主減速器是汽車傳動系核心零部件,是振動、噪音傳播主要路徑和源頭。主減速器裝配參數(shù)、性能參數(shù)、整車裝配及匹配方法等多個方面對整車NVH影響明顯,所以控制主減速器參數(shù)對整車NVH影響極其重要。
從主減速器性能參數(shù)說,主減速器依靠調(diào)整裝配參數(shù),滿足主減各項性能指標,其影響因素包括殼體剛度、軸承預(yù)緊力調(diào)整、齒輪嚙合印痕和齒輪嚙合間隙調(diào)整等方面。另外,主減速器裝配完成后,殘余動不平衡量對傳動系NVH性能影響很大,所以主減速器制造過程中動平衡修正是一項很重要的工序。
①通過提升主減零部件單件精度,來提升主減速器NVH性能是一個很有效的方法,但成本也會隨之增加,一般不會輕易考慮這種方法。②提升零件之間的配合精度,也是提升主減速器NVH的途徑,比如:軸承采用過度配合、被齒與差殼采用過盈配合、輸入法蘭與主齒采用花鍵過盈配合或者增加螺旋角度。③為降低主減重量,人們往往采用鑄鋁減殼,減殼剛度應(yīng)滿足車型負載需求,否則會因減殼變形產(chǎn)生異響。④合理選擇軸承預(yù)緊力,一般軸承預(yù)緊力是通過輸入端螺母擰緊力矩進行調(diào)整,并控制在合理范圍,保證軸承實時處于正常工作狀態(tài)。
從主減速器裝配角度說,主要包括主減裝配檢測工裝和整車裝配兩方面。
①主減調(diào)整墊片是用于預(yù)緊力及齒輪嚙合印痕調(diào)整,精度等級高,所以主減裝配工裝定位的精度和檢測的精度,直接影響主減性能參數(shù)的調(diào)整。②在整車裝配時,主減速器安裝位置多采用橡膠懸置連接,降低主減速器振動及噪音傳播,主減速器輸入和輸出法蘭多采用止口定心方式,提升與其他旋轉(zhuǎn)零件的同心度,降低因質(zhì)量偏心產(chǎn)生的影響。③同樣在整車裝配過程中,主減速器輸入端與傳動軸之間輕重點匹配也尤為重要,兩者都是在進行動平衡修正后標記輕重點,便于后期匹配安裝。
3 等速驅(qū)動軸對整車NVH影響及改善方法
等速驅(qū)動軸作為汽車傳動系輸出終端,屬于整車NVH重要傳動路徑,控制其振動及噪音對整車NVH改善很重要,同時等速驅(qū)動軸又是擺振形成的主要因素之一,對于等速驅(qū)動軸采用加諧振器、花鍵增加螺旋角等方式對于改善傳動系NVH非常有效。
從等速驅(qū)動軸結(jié)構(gòu)說,主減端采用滑移行星架結(jié)構(gòu),車輪端采用萬向球籠結(jié)構(gòu),傳動平穩(wěn),振動及噪音降低,對傳動系NVH具有優(yōu)化作用。同時因其布置帶有一定角度,所以當?shù)人衮?qū)動軸旋轉(zhuǎn)到一定速度時,軸桿產(chǎn)生輕微變形,與其它零部件極易形成共振現(xiàn)象,針對此問題可采用增加諧振器(一般在軸桿中間1/3位置)方法進行優(yōu)化,諧振器激勵頻率應(yīng)避開周邊零部件激勵頻率。
從等速驅(qū)動軸裝配說,其裝配過程比較簡單,過程中裝配注意細節(jié),裝配完成后旋轉(zhuǎn)無卡滯、破損及裝配不到位情況,一般不會影響傳動系NVH問題。
綜合上述分析,汽車傳動系NVH具有多方面影響因素,NVH改善亦是需要從多個方面入手,把握零部件裝配細節(jié),注重零部件質(zhì)量非常重要。本文主要從影響汽車傳動系NVH的關(guān)鍵零部件進行論述,從多個角度及方法淺談了傳動系NVH影響因素及改善方法,希望對解決汽車NVH問題提供參考。