肖林蔚，李丹，寇仁杰

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

1 現(xiàn)狀描述

搭載我公司某款變速箱車輛在正常行駛中能明顯聽到從發(fā)動機艙內(nèi)傳出較為明顯的嘯叫聲，任何車速均有此現(xiàn)象，且車輛原地加速也有此現(xiàn)象。

對嘯叫的頻帶和產(chǎn)生的原因進行初步排查，如圖 1，車內(nèi)噪聲中67階噪聲較大，變速箱輻射噪聲中67階噪聲更大，存在對應(yīng)關(guān)系。對兩個噪聲的67階噪聲進行濾波，消除67階噪聲后進行回放，嘯叫聲消失，變速箱油泵的主動齒輪為67個齒，初步判斷嘯叫是變速箱油泵齒輪產(chǎn)生的。

圖1 整車中駕駛員右耳噪聲數(shù)據(jù)

進一步驗證，在臺架上對變速箱油泵處的振動和噪聲進行測試，排除發(fā)動機以驗證嘯叫聲是否還存在。對該款變速器整機在空載臺架上通過在變速箱周圍布置麥克風(fēng)直接反映旋轉(zhuǎn)零件的噪聲表現(xiàn)，測得的Campbell瀑布圖結(jié)果如圖2所示。

圖2 變速箱臺架噪聲測試結(jié)果

NVH排查已確定油泵驅(qū)動齒嘯叫為該款變速箱嘯叫原因，油泵驅(qū)動齒輪噪聲及其共振的解決將是整機 NVH優(yōu)化的重點。

2 原因分析

2.1 結(jié)構(gòu)剛度差

①油泵主動齒輪固定在雙離合器上，但雙離合器在軸上為懸臂支撐，在離合器殼體上也沒有穩(wěn)固的支持，如圖3所示，造成受載后主動齒輪傾斜，影響嚙合性能。同時，油泵自身支撐也存在類似問題。

圖3 油泵主動齒輪的支撐

②油泵驅(qū)動齒輪的從動齒輪輪輻為平板薄壁形式（如圖4所示），輪輻剛度差，是振動傳遞路徑上的薄弱點，容易將齒輪嚙合的振動激勵放大。

圖4 從動齒輪輪輻

2.2 驅(qū)動齒未修形

①齒輪參數(shù)

影響齒輪嚙合噪聲的主要參數(shù)是重合度，齒輪副的重合度越大，則動載荷越小、嚙合過程更加平穩(wěn)、嚙合噪聲越低?？梢酝ㄟ^增大重合度來改善齒輪嚙合噪聲。

②微觀修形

油泵驅(qū)動齒輪副僅有簡單的鼓形修形，沒有采取針對性的修形設(shè)計。此外，在整機靜態(tài)耐久試驗中也可見油泵驅(qū)動齒輪接觸不良，有必要對該齒輪副有進行專門的修形。

2.3 驅(qū)動齒精度差

油泵驅(qū)動齒輪的主動齒焊接在雙離合器的主轉(zhuǎn)動轂上，齒輪精度可能受到焊接的不利影響，導(dǎo)致齒輪齒距累積公差FP和齒輪徑向跳動公差Fr難以控制。經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，該齒輪在主轉(zhuǎn)動轂上焊接后徑向跳動變大 0.05mm，說明齒輪焊接位置相對輪轂基準(zhǔn)發(fā)生偏心，如圖5。

圖5 齒輪公差

2.4 系統(tǒng)共振

圖6 殼體模態(tài)分析

殼體或整機模態(tài)頻率低，容易被激勵起共振，另外殼體或整機模態(tài)剛度低，在激勵狀態(tài)下容易產(chǎn)生較大的振動幅度。

表1

該款變速箱殼體無論是約束模態(tài)還是自由模態(tài)均低于標(biāo)桿樣機，且共振問題僅在臺架試驗中發(fā)現(xiàn)，整車上沒有發(fā)現(xiàn)，故針對油泵驅(qū)動齒嘯叫問題，暫不對共振問題做進一步優(yōu)化分析。

3 優(yōu)化方案及措施

針對以上分析原因，確定以下優(yōu)化方案：

3.1 提高齒輪結(jié)構(gòu)剛度

油泵驅(qū)動齒輪的從動齒幅板為平板薄壁形式，輪輻剛度差，是振動傳遞路徑上的薄弱環(huán)節(jié)，容易將齒輪嚙合的振動激勵放大。改變從動齒輪輪輻結(jié)構(gòu)，避開傳遞路徑上的薄弱點，減少自激振動。

圖7 從動齒輪輪輻優(yōu)化

3.2 優(yōu)化驅(qū)動齒微觀修形

對油泵驅(qū)動齒輪副展開專項接觸斑點試驗，調(diào)整微觀修形參數(shù)并驗證優(yōu)化效果。

圖8 接觸斑點試驗結(jié)果對比（左為優(yōu)化前，右為優(yōu)化后）

3.3 提高驅(qū)動齒精度

經(jīng)查油泵驅(qū)動齒輪的主動齒輪焊接在雙離合器主轉(zhuǎn)動轂上，主動齒內(nèi)孔與主轉(zhuǎn)動轂為間隙配合（最大間隙0.06mm），且BW焊接工裝并未考慮對齒輪進行精確定位，導(dǎo)致齒輪焊后偏心嚴(yán)重。要求供應(yīng)商將間隙配合改為過盈配合對主動齒精確定位后焊接。

圖9 油泵主動齒焊接工裝

4 結(jié)果驗證

整改措施全部整改到位以后，通過試驗對整改效果進行檢查，調(diào)查搭載整改后該款變速箱的車輛油泵驅(qū)動齒輪噪聲狀態(tài)，主觀評價車內(nèi)齒輪嘯叫噪聲并以實測數(shù)據(jù)與標(biāo)桿車進行對比。

4.1 NVH測試結(jié)果

表2

實測結(jié)果顯示，整改后車外油泵齒階次噪聲噪聲基本等同于標(biāo)桿車。

4.2 主觀駕乘感受（聲品質(zhì)）

表3

主觀評價顯示油泵驅(qū)動齒輪嘯叫不會成為顧客抱怨的主要原因。

5 結(jié)論

變速箱嘯叫為性能問題，將降低整車舒適性，同時直接影響顧客主觀體驗及評價。本次整改效果明顯，消除了由于該問題存在的顧客抱怨，保證了良好的客戶體驗。同時在整改過程中基于事實，分析數(shù)據(jù)，多環(huán)節(jié)逐一考慮排查，為今后解決此類問題積累了經(jīng)驗。