肖林蔚，李丹，寇仁杰

（安徽江淮汽車集團(tuán)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(dòng)機(jī)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(duì)嘯叫的頻帶和產(chǎn)生的原因進(jìn)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(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)兩個(gè)噪聲的67階噪聲進(jìn)行濾波，消除67階噪聲后進(jìn)行回放，嘯叫聲消失，變速箱油泵的主動(dòng)齒輪為67個(gè)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(jìn)一步驗(yàn)證，在臺(tái)架上對(duì)變速箱油泵處的振動(dòng)和噪聲進(jìn)行測(cè)試，排除發(fā)動(dòng)機(jī)以驗(yàn)證嘯叫聲是否還存在。對(duì)該款變速器整機(jī)在空載臺(tái)架上通過(guò)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(cè)得的Campbell瀑布圖結(jié)果如圖2所示。

圖2 變速箱臺(tái)架噪聲測(cè)試結(jié)果

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

2 原因分析

2.1 結(jié)構(gòu)剛度差

①油泵主動(dòng)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(méi)有穩(wěn)固的支持，如圖3所示，造成受載后主動(dòng)齒輪傾斜，影響嚙合性能。同時(shí)，油泵自身支撐也存在類似問(wèn)題。

圖3 油泵主動(dòng)齒輪的支撐

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

圖4 從動(dòng)齒輪輪輻

2.2 驅(qū)動(dòng)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(dòng)載荷越小、嚙合過(guò)程更加平穩(wěn)、嚙合噪聲越低。可以通過(guò)增大重合度來(lái)改善齒輪嚙合噪聲。

②微觀修形

油泵驅(qū)動(dòng)齒輪副僅有簡(jiǎn)單的鼓形修形，沒(méi)有采取針對(duì)性的修形設(shè)計(jì)。此外，在整機(jī)靜態(tài)耐久試驗(yàn)中也可見(jiàn)油泵驅(qū)動(dòng)齒輪接觸不良，有必要對(duì)該齒輪副有進(jìn)行專門的修形。

2.3 驅(qū)動(dòng)齒精度差

油泵驅(qū)動(dòng)齒輪的主動(dòng)齒焊接在雙離合器的主轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)公差Fr難以控制。經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，該齒輪在主轉(zhuǎn)動(dòng)轂上焊接后徑向跳動(dòng)變大 0.05mm，說(shuō)明齒輪焊接位置相對(duì)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(jī)模態(tài)頻率低，容易被激勵(lì)起共振，另外殼體或整機(jī)模態(tài)剛度低，在激勵(lì)狀態(tài)下容易產(chǎn)生較大的振動(dòng)幅度。

表1

該款變速箱殼體無(wú)論是約束模態(tài)還是自由模態(tài)均低于標(biāo)桿樣機(jī)，且共振問(wèn)題僅在臺(tái)架試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，整車上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，故針對(duì)油泵驅(qū)動(dòng)齒嘯叫問(wèn)題，暫不對(duì)共振問(wèn)題做進(jìn)一步優(yōu)化分析。

3 優(yōu)化方案及措施

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

圖7 從動(dòng)齒輪輪輻優(yōu)化

3.2 優(yōu)化驅(qū)動(dòng)齒微觀修形

對(duì)油泵驅(qū)動(dòng)齒輪副展開專項(xiàng)接觸斑點(diǎn)試驗(yàn)，調(diào)整微觀修形參數(shù)并驗(yàn)證優(yōu)化效果。

圖8 接觸斑點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比（左為優(yōu)化前，右為優(yōu)化后）

3.3 提高驅(qū)動(dòng)齒精度

經(jīng)查油泵驅(qū)動(dòng)齒輪的主動(dòng)齒輪焊接在雙離合器主轉(zhuǎn)動(dòng)轂上，主動(dòng)齒內(nèi)孔與主轉(zhuǎn)動(dòng)轂為間隙配合（最大間隙0.06mm），且BW焊接工裝并未考慮對(duì)齒輪進(jìn)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(guò)盈配合對(duì)主動(dòng)齒精確定位后焊接。

圖9 油泵主動(dòng)齒焊接工裝

4 結(jié)果驗(yàn)證

整改措施全部整改到位以后，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)整改效果進(jìn)行檢查，調(diào)查搭載整改后該款變速箱的車輛油泵驅(qū)動(dòng)齒輪噪聲狀態(tài)，主觀評(píng)價(jià)車內(nèi)齒輪嘯叫噪聲并以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與標(biāo)桿車進(jìn)行對(duì)比。

4.1 NVH測(cè)試結(jié)果

表2

實(shí)測(cè)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(píng)價(jià)顯示油泵驅(qū)動(dòng)齒輪嘯叫不會(huì)成為顧客抱怨的主要原因。

5 結(jié)論

變速箱嘯叫為性能問(wèn)題，將降低整車舒適性，同時(shí)直接影響顧客主觀體驗(yàn)及評(píng)價(jià)。本次整改效果明顯，消除了由于該問(wèn)題存在的顧客抱怨，保證了良好的客戶體驗(yàn)。同時(shí)在整改過(guò)程中基于事實(shí)，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(wèn)題積累了經(jīng)驗(yàn)。