賈楠

摘 要：變速器的哨音又叫嘯叫音，是變速器NVH問題中最為常見也最難根除的問題之一。所有的噪聲都是由振動(dòng)引起的，變速器哨音也不例外，它是由齒輪嚙合時(shí)的振動(dòng)產(chǎn)生的。針對(duì)變速器哨音問題有不同的解決思路，可以從變速器本體結(jié)構(gòu)來解決，也可以采取必要的隔振措施，或者是通過其他途徑來解決。本文將結(jié)合某DCT車型變速器哨音問題，來闡述變速器哨音問題的分析方法及解決思路。

關(guān)鍵詞：DCT；變速器；哨音；動(dòng)力吸振器

1.概述

隨著汽車的廣泛運(yùn)用，目前我國(guó)已成為汽車保有量第一的汽車大國(guó)。汽車消費(fèi)者的購(gòu)車?yán)砟钪饾u成熟，趨于理性。人們更多的是為了駕駛的樂趣和享受而購(gòu)車，對(duì)于汽車的各項(xiàng)性能要求也逐步提高。作為駕乘者最為直接感觸到的性能，NVH性能常被用來區(qū)別車輛的高低檔次。

齒輪哨音也稱齒輪嘯叫，是齒輪最常見的噪聲，主要是由于齒輪嚙合過程中產(chǎn)生的傳遞誤差導(dǎo)致。它不影響齒輪壽命，但直接影響汽車運(yùn)行過程中的NVH性能。

2.背景

某DCT車型試生產(chǎn)階段車輛完成生產(chǎn)后評(píng)審過程中，在D4、D5擋速行駛工況下，1400rpm到2500rpm范圍內(nèi)有明顯齒輪哨音。主觀評(píng)價(jià)該哨音不可接受，亟需整改。同樣工況下掛至N擋，哨音消失；P擋、N檔靜止?fàn)顟B(tài)下，踩油門1400rpm到2500rpm范圍內(nèi)無哨音。初步判定該哨音為變速器哨音，且與4擋、5擋齒輪有關(guān)。

3.問題原因分析與排查

哨音的激勵(lì)源頭即為齒輪副（或鏈輪副，通常為變速器或發(fā)動(dòng)機(jī)）。車內(nèi)哨音的傳遞路徑通常分為結(jié)構(gòu)傳遞路徑和空氣輻射路徑。結(jié)構(gòu)傳遞路徑：齒輪副（或鏈輪）-軸-軸承-殼體-懸置-（副車架）-車身-駕駛艙空氣-駕駛員；空氣傳遞路徑：齒輪副（或鏈輪）-箱體空氣-殼體-機(jī)艙空氣-前圍板-駕駛艙空氣-駕駛員。通常車內(nèi)哨音問題鎖定原因后的解決方法主要有兩種：一是從激勵(lì)源頭解決，二是從傳遞路徑上解決。根據(jù)哨音問題的表現(xiàn)實(shí)施相應(yīng)的對(duì)策。在該案例中，首先對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)據(jù)采集測(cè)試。

4.測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果與分析

通過變速器實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析顯示，四擋從2000rpm開始到2500rpm轉(zhuǎn)速區(qū)間變速器階次聲壓級(jí)明顯升高?；胤乓纛l數(shù)據(jù)，過濾該階次噪聲故障現(xiàn)象消失。由此鎖定四擋哨音由變速器主減速器齒輪產(chǎn)生，同理五擋哨音同樣由主減速器齒輪產(chǎn)生。（圖1-1、圖1-2）

通過分析動(dòng)力總成邊界振動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)4擋在2000rpm到2500rpm，5擋1450rpm到1850rpm范圍內(nèi)左側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)處分別有振動(dòng)峰值，且振動(dòng)中心頻率一致為500Hz。經(jīng)排查為右前驅(qū)動(dòng)軸一階固有頻率，而動(dòng)力總成殼體主減速器階次振動(dòng)均勻，由此判斷為變速器-駕駛員右耳傳遞路徑上，左前驅(qū)動(dòng)軸一階彎曲模態(tài)發(fā)生共振導(dǎo)致在500Hz處哨音放大。

5.問題分析與方案驗(yàn)證

由于問題發(fā)生在傳遞路徑上的共振，所以通過優(yōu)化從變速器-驅(qū)動(dòng)軸-車身-駕駛員右耳路徑上的節(jié)點(diǎn)來解決。同時(shí)哨音為特定階次噪聲，頻率隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速線性變化，左前驅(qū)動(dòng)軸模態(tài)調(diào)整會(huì)導(dǎo)致哨音發(fā)生的轉(zhuǎn)速偏移。這樣無法徹底解決問題，且可能會(huì)引入扭振問題。所以通過在左前驅(qū)動(dòng)軸增加扭轉(zhuǎn)吸振器將左前驅(qū)動(dòng)軸振動(dòng)轉(zhuǎn)移到吸振器上，從噪聲傳遞路徑上將振動(dòng)移除，消除噪聲的方案為最佳方案。

在左前驅(qū)動(dòng)軸上增加500Hz的扭轉(zhuǎn)吸振器，裝車后驗(yàn)證。通過對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)處理，更換加吸振器半軸狀態(tài)下， 4擋轉(zhuǎn)速2000rpm到2500rpm區(qū)間內(nèi)，主減齒輪嚙合階次13.46階數(shù)據(jù)降低10dB（A）左右；在5擋轉(zhuǎn)速1450rpm到1850rpm轉(zhuǎn)速區(qū)附近，主減齒輪嚙合階次17.63階噪聲數(shù)據(jù)降低12dB（A）。主觀評(píng)價(jià)，四五檔哨音達(dá)7.5分，哨音問題徹底解決。

6.結(jié)論

哨音問題為整車最為常見的噪聲類型之一，也是用戶最常抱怨的噪聲。在變速器齒輪副設(shè)計(jì)初期應(yīng)進(jìn)行規(guī)避，更加重要的是需要在整車搭載時(shí)對(duì)傳遞路徑的研究，以避免路徑上的共振將噪聲放大。

參考文獻(xiàn)：

[1] 龐劍，《汽車噪聲與振動(dòng)》

[2] 倪振華，《振動(dòng)力學(xué)》

[3] 徐海山， 變速器哨音的解析 汽車零部件. 2014 （05）