中圖分類號：U463.212 文獻標志碼：B DOI：10.19710/J.cnki.1003-8817.20250046

Abstract：Transmision noise directly influences thecomfort of the entire vehicle.This paper reviews the existing transmissionnoisecontrol techniques，and introduces the mechanismand transmisionpath of high-frequency whine noise，mid-frequency clashingnoise and low-frequency vibration noise according to thenoise frequency characteristics.Research shows that optimizing the transmisson housing structure andapplying sound-absorbing materialscanreduce theradiationof whine noise.Micro-texturing of gears is effcient and cost-effective for improving gearwhinenoise，and is expected tobea futureresearch hotspot.Adjusting torsionalcharacteristicparametersand reasonably increasingthe drag torque of idlergearscan efectivelysuppressclashing noise.Theinfluenceof temperatureongear deformation needs tobeconsidered in future studies.The dual-mass flywheel performs well in controlling enginespeed fluctuations，and future research can focus on improving the design of thedual-mas flywheel andoptimizing the engine calibration program.Changing thenatural frequencyof the housingand optimizing gear parameters are effctive approaches toreduce vibration noise，however，thereare fewer methodscontrollingoil pump and strapvibrationnoise，andthe influence of lubricating oil onvibrationnoise should also beconsidered.The applicationoffuture high-efciencyand high-precision transmissonnoisecontroltechnologies willrelyonthesupport of intelligent optimization algorithms.

Keywords：Whine noise，Clashing noise，Vibration noise，Transmission error，Micro-texturing of gears

1前言

變速器是影響整車噪聲振動舒適性的重要部件，變速器噪聲主要分為嘯叫噪聲、敲擊噪聲和振動噪聲。嘯叫噪聲頻率較高且穿透力強，主要激勵源為齒輪傳遞誤差和嚙合沖擊]。敲擊噪聲為齒輪嚙合時的沖擊現(xiàn)象，具有明顯的噪聲級跳躍現(xiàn)象和寬頻帶噪聲特性，人耳對其變化尤為敏感。振動噪聲種類繁多，涉及齒輪嚙合剛度波動、殼體受迫振動等，噪聲識別和分析較為復雜[3]。

近年來，國內(nèi)外學者針對變速器噪聲問題提出了多種控制方法。本文旨在系統(tǒng)梳理變速器噪聲控制技術的研究現(xiàn)狀，重點分析嘯叫噪聲、敲擊噪聲和振動噪聲的產(chǎn)生機理、影響因素及控制方法，并對未來研究方向進行展望。

2變速器嘯叫噪聲

變速器嘯叫噪聲是齒輪在傳遞轉矩時產(chǎn)生的傳遞誤差和動態(tài)形變導致的，噪聲通過車身結構和空氣向外輻射。齒輪微觀修形可減小傳遞誤差的幅值和波動，從源頭上減少齒輪嘯叫現(xiàn)象；提高變速器殼體強度、增加橡膠墊圈等可從傳遞路徑上減少齒輪嘯叫現(xiàn)象。

2.1 齒輪引發(fā)的嘯叫

變速器嘯叫噪聲的產(chǎn)生原因為受載齒輪副出現(xiàn)傳遞誤差，齒輪修形可從源頭上減小傳遞誤差，常見措施有調(diào)整齒輪宏觀參數(shù)、微觀齒面修形。齒輪宏觀參數(shù)主要包括螺旋角、模數(shù)、壓力角等，齒輪微觀修形主要包括齒向修形和齒廓修形?？紤]到調(diào)整齒輪宏觀參數(shù)會大幅提高制造成本，因此，微觀齒面修形是目前嘯叫優(yōu)化的主要方向。

周新建等4針對雙離合自動變速器2擋齒輪嘯叫問題，利用Romax軟件建立了變速器虛擬樣機模型，提出了齒輪修形方案A和方案B，并從方案B的螺旋線傾斜偏差調(diào)整范圍中得出最佳方案，對單位載荷和接觸應力云圖仿真和峰值傳遞誤差進行對比分析，降低螺旋線傾斜偏差能有效解決齒輪嘯叫問題。Singh等5通過改善齒面的應力分布來降低齒輪嘯叫噪聲，在低扭矩下，相對齒廓斜率偏差Hαf的變化會大幅降低噪聲水平，相對螺旋線傾斜偏差Hβf的變化對噪聲水平影響不大。在高扭矩下，相對Hαf的增大或減小會提高噪聲水平，相對于Hβf的變化，可通過增大螺旋角降低噪聲。李彥昊等針對變速器嘯叫噪聲問題，利用遺傳算法提出了修形方案，結果表明，齒向鼓形設計、齒頂修緣和采用適當齒廓可降低齒面的傳遞誤差，降低齒頂和齒根處的載荷比。

劉祖飛針對變速器嘯叫噪聲問題進行了傳遞誤差試驗，探究了輸人載荷、齒頂修形量、齒頂修形長度和齒向鼓形量等參數(shù)對傳遞誤差的影響規(guī)律。結果表明，低速時靜態(tài)傳遞誤差與齒頻噪聲的關聯(lián)性強，高速時兩者呈負相關。田利紅等[1]針對手動變速器2擋嘯叫噪聲問題，通過振動噪聲臺架測試識別噪聲源，分析噪聲激勵性質和成因。結果表明，2擋嘯叫噪聲主要噪聲源為2擋擋位齒輪和主減速齒輪。通過齒面微觀修形降低2檔齒輪傳遞誤差、減小嚙合沖擊是改善嘯叫噪聲的有效方法。臧孟炎等針對某變速器3擋、4擋主減齒輪嘯叫問題，分析了修形參數(shù)在各轉矩工況下對傳遞誤差的影響，結果表明，漸開線鼓形變化量為 2μm?4μm 時，3擋主減齒輪傳遞誤差相對較小。漸開線鼓形量對4擋主減齒輪在中、高轉矩下的傳遞誤差影響不大，而在低轉矩工況下，隨鼓形量增大而明顯增大。胡曉嵐等研究了金屬帶張緊力對變速器嘯叫噪聲的影響。結果表明，由于速比不同，金屬帶張緊力不同，嚙合齒輪副的應力或位移隨之變化，所以被動帶輪軸發(fā)生形變，導致齒輪副嚙合產(chǎn)生偏載現(xiàn)象引起嘯叫噪聲。

2.2 殼體的結構優(yōu)化

變速器齒輪產(chǎn)生的激勵通過內(nèi)部零件作用到殼體，導致殼體結構振動；當齒輪嚙合頻率接近殼體固有頻率時，會引起殼體共振。優(yōu)化殼體結構是降低振動響應的常見手段，國內(nèi)外學者針對變速器殼體輻射噪聲特性進行了深入研究，根據(jù)研究結果提出了不同的優(yōu)化方案來降低殼體的輻射噪聲。

鄭光澤等[0針對變速器嘯叫噪聲問題，進行變速器殼體模態(tài)分析與試驗，結合殼體模態(tài)振型，提出了變速器殼體優(yōu)化方案：加厚離合器法蘭、增加加強筋、采用變截面設計。王越等1針對6AT變速器齒輪嘯叫噪聲問題，基于LMSVirtual.Lab軟件建立了齒輪傳動系統(tǒng)多體動力學模型，分析了齒輪嚙合頻率與殼體固有頻率的關系。結果顯示，當齒輪嚙合頻率接近殼體固有頻率時，殼體發(fā)生共振，并提出了殼體表面粘貼吸聲材料的減振降噪優(yōu)化方案。劉博等[2利用Romax軟件建立了變速器傳動系統(tǒng)模型，分析了變速器殼體對齒輪傳動誤差波動幅度的影響，結果表明，帶殼體的傳動誤差波動幅度曲線值較高，仿真分析發(fā)現(xiàn)，前殼體輸出端、后殼體輸出端剛度值偏小。如圖1、圖2所示，可通過改變殼體加強筋的方向、增加內(nèi)外側加強筋厚度及數(shù)量、分割大面積光滑平整區(qū)域等措施提高殼體剛度。

圖1前殼體輸出端內(nèi)側[12]

圖2后殼體輸出端內(nèi)側[12]

ShiZhaoyao[13]針對純電動汽車自動變速器噪聲問題，建立了變速器的動力學仿真模型，得出齒輪箱軸承孔的局部變形對傳動誤差有較大影響，并提出在軸承孔提高加強筋的數(shù)量、適當增加厚度的方案，優(yōu)化后的噪聲峰值降低了 5～10dB 。余磊等[14針對變速器殼體噪聲問題，建立了基于直接邊界元法噪聲傳遞函數(shù)分析模型，對4個檢測點進行噪聲傳遞函數(shù)（Noise TransferFunction，NTF）分析，結果表明，改變箱體螺栓座孔附近加強筋的分布，將凸緣部分優(yōu)化為凸臺可降低噪聲。

2.3 嘯叫噪聲的傳遞路徑

結構傳遞是嘯叫噪聲的主要傳遞路徑，國內(nèi)外學者針對嘯叫噪聲傳遞路徑的研究表明：齒輪產(chǎn)生的激勵通過傳動軸、軸承等零件傳遞至殼體后，通過懸置向外輻射。增加懸置加強筋或在連接處加裝緩沖部件可有效抑制噪聲傳遞。

黃澤好等1針對2擋勻加速工況的變速器嘯叫問題，采用基于外源輸入的操作路徑分析（Operational Path Analysis with eXogenous inputs，OPAX）方法進行路徑貢獻量分析。結果表明，嘯叫噪聲的主要貢獻路徑為左懸置，懸置安裝點局部區(qū)域增加加強筋可改變其振動頻率以減少嘯叫噪聲。陳克等[針對某SUV車型內(nèi)噪聲問題，基于OPAX方法，獲得了動力總成對車內(nèi)噪聲的傳遞路徑貢獻量，結果表明，發(fā)動機右懸置為車內(nèi)噪聲的主要貢獻路徑，且發(fā)動機右懸置隔振效果較差。劉慧等針對變速器嘯叫噪聲問題，分析了空氣輻射噪聲和結構傳遞噪聲對車內(nèi)變速器嘯叫噪聲的貢獻量，結果表明，結構傳遞噪聲是嘯叫噪聲的主要傳遞路徑。在拉索支架與變速器連接的螺紋孔處增加橡膠墊圈，并提高后懸置主動側的懸置支架剛度，可有效降低噪聲水平，如圖3所示。

圖3增加橡膠墊圈的拉索支架[17]

Cao Zhan等[8研究了嘯叫噪聲的結構傳遞，齒輪產(chǎn)生的激勵能量通過軸和軸承傳遞到外殼，軸承區(qū)域獲得了較大的加速度振幅，軸承座因振動輻射出噪聲，增加軸承座厚度并在薄弱區(qū)域增加加強筋可大幅削弱噪聲傳遞。陳劍等對某中型載貨汽車駕駛室進行噪聲傳遞路徑分析，提出基于OPAX方法的二級傳遞路徑分析（TransferPathAnalysis，TPA）模型，通過建模測試獲得各級懸置路徑貢獻量，結果表明，動力總成左、右前懸置和車身左、前、后懸置處的路徑貢獻最為突出，提出了重新匹配動力總成左、右前懸置和車身左、前、后懸置減振墊優(yōu)化方案。

2.4算法優(yōu)化噪聲

針對噪聲分析耗時較長等問題，國內(nèi)外研究人員提出了智能化分析方法，主要包含智能模型以及智能算法，其具有精度高、效率高的特點，擁有巨大潛力和應用價值。

Sun-HyoungLee2開發(fā)了一種基于機器學習的齒輪嘯叫預測模型，利用Lasso回歸方法篩選特征，根據(jù)車輛行駛工況下齒輪齒面的特性開發(fā)預測模型，最后與其他5種統(tǒng)計回歸方法進行性能比較，結果表明，機器學習的預測模型比普通最小二乘法（OrdinaryLeast Squares，OLS）模型表現(xiàn)出更優(yōu)異的預測性能。童林軍等21針對變速器噪聲分析耗時較長的問題，建立了一種考慮全局誤差和局部誤差的組合克里金（Kriging，KG）模型，如圖4所示，使變速器噪聲優(yōu)化耗時縮短 68.2% ，并提高了計算精度。

圖4改進組合Kriging模型建模過程[21]

馬佳輝等[22提出了一種創(chuàng)新的改進遺傳算法，該算法采用輪盤賭選擇機制和精英保留策略，同時結合部分順序交叉和單點交叉策略，以保持種群多樣性。通過變速器的實際生產(chǎn)案例進行驗證，結果表明，相較于傳統(tǒng)方法，所提出的遺傳算法的加工時間縮短了 14.81% ，顯著優(yōu)化了調(diào)度效率。ZhangWei等23提出了一種遺傳-反向傳播算法（The Genetic Algorithm-Back Propagation，GA-

BP），運用CAD構建了變速器齒輪組參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)，并通過非線性規(guī)劃對遺傳算法進行改進。利用該改進算法對齒輪進行優(yōu)化后，變速器的振動幅度為 0.9～1.1μm ，有效降低了變速器在3軸方向上的變形程度，并將最大噪聲降低至81.1dB，該混合智能算法在噪聲控制方面效果良好。AlessioArtoni[24提出了一種計算框架來解決多目標齒輪設計優(yōu)化問題，與搜索全局優(yōu)化算法相結合，以獲得全局Pareto最優(yōu)解，并使用此方法在螺旋錐齒輪和準雙曲面齒輪的微觀幾何優(yōu)化問題上進行了測試，在Pareto前沿上分布良好，可顯著加快解決方案的進程。

目前，嘯叫噪聲控制技術主要聚焦于源頭降噪、路徑阻斷和算法優(yōu)化，考慮到成本、效率等因素，從源頭入手開展齒輪修形可能為最優(yōu)解，齒向鼓形設計、齒頂修緣可降低齒面的傳遞誤差，但螺旋線傾斜偏差及漸開線鼓形變化量需根據(jù)不同工況進行優(yōu)化。增加加強筋、加厚殼體、變截面設計可提高殼體剛度、減小嘯叫噪聲，但會增加材料成本和質量，未來要兼顧降噪和輕量化設計。優(yōu)化算法能大幅縮短仿真耗時，避免傳統(tǒng)方法的高成本與低效率并提升復雜工況下的預測精度。

3變速器敲擊噪聲

變速器敲擊噪聲主要是輸入軸轉速波動過大或角加速度過高引起的，同時受齒側間隙、空轉齒輪等效質量、阻滯力矩、潤滑油等因素的影響，目前主要通過控制發(fā)動機扭振和抑制響應傳遞控制敲擊噪聲。

3.1 控制發(fā)動機扭振

隨著汽車發(fā)動機的輸出轉速越來越大，傳入變速器輸人軸的轉速波動也變大，處于空載或輕載的齒輪副時而接觸，時而分離，表現(xiàn)為嚙合非承載齒輪的連續(xù)沖擊現(xiàn)象，國內(nèi)外學者針對發(fā)動機扭振控制進行了大量的研究。

鮮柳[25針對某車型起步工況出現(xiàn)敲擊噪聲的問題，利用LMSVirtual.Lab軟件搭建了雙離合變速器剛柔耦合模型，經(jīng)過仿真分析發(fā)現(xiàn)主要原因為轉速波動過大。郭棟等2針對變速器齒輪敲擊噪聲進行了敲擊臺架試驗，并對敲擊發(fā)生前后的振動、噪聲的Overall曲線及Colormap圖進行了分析。當轉速波動達到輸入轉速的 4.28% 時出現(xiàn)齒輪敲擊噪聲，齒輪敲擊發(fā)生后，變速器結構噪聲對變速器噪聲貢獻量較小。鄧慶斌等分析了齒輪敲擊數(shù)學模型，并提出了3種通過控制發(fā)動機扭矩波動降低齒輪敲擊噪聲的方法，結果表明，齒輪敲擊噪聲由變速器固有模態(tài)引起，激勵源為發(fā)動機2階諧波激勵頻率幅值，增加飛輪轉動慣量、優(yōu)化發(fā)動機標定程序、匹配雙質量飛輪可有效解決齒輪敲擊噪聲問題。李迪等7利用CATIA建立變速器多體動力學模型，借助ADAMS進行了多體動力學仿真，分析了輸入轉速、擋位等對變速器敲擊的影響。結果表明，低轉速時出現(xiàn)單邊敲擊，高轉速時主要發(fā)生雙邊敲擊，但敲擊現(xiàn)象會隨著輸入轉速的增大而減弱。周益等2進行了整車和變速器敲擊臺架的試驗，結果表明，預選擋顯著改變了雙離合變速器的敲擊特性，離合器微滑摩和離心擺吸振器與扭轉減振器組合方案消除了雙離合變速器動力系統(tǒng)預選擋時的加速敲擊。王磊等2針對變速器齒輪敲擊噪聲，進行變速器NVH性能測試，記錄了各擋工況傳動系統(tǒng)扭轉共振轉速，確定變速器齒輪敲擊噪聲是由輸入軸轉矩波動過大或輸入軸角加速度過高引起的。試驗表明，雙質量飛輪可有效減弱輸入軸轉矩波動，降低傳動系統(tǒng)共振頻率，如圖5所示。

圖5車輛2擋、3擋行駛雙質量飛輪減振效果[29]

3.2 抑制響應傳遞

為防止齒輪熱膨脹加劇齒面的磨損，變速器齒輪需設計合理的齒輪間隙。齒側間隙造成的敲擊噪聲會向外傳遞，抑制噪聲傳遞也是降低敲擊

噪聲的有效手段。

梁明軒等30針對國產(chǎn)某型機械式變速器敲擊噪聲問題，建立了敲擊動力學模型，分析結果表明，敲擊噪聲的影響因素除發(fā)動機轉速波動外，還受變速器空轉齒輪等效質量、齒側間隙以及滾針軸承對空轉齒輪施加的拖拽阻力矩的影響。張昕旺針對某混合動力變速器的齒輪敲擊噪聲問題，分析了混合動力變速器主要參數(shù)對齒輪敲擊的影響，結果表明：隨著齒側間隙和轉動慣量的增加，敲擊強度增加；當拖電力矩增加時，對齒輪敲擊的抑制作用有限；當P1發(fā)電機的發(fā)電扭矩增加時，齒輪敲擊形式由單雙邊混合敲擊變?yōu)閱芜吳脫?，且敲擊強度逐漸減小，最后不發(fā)生敲擊。MartinZubik32建立了一種試驗單級齒輪箱的多體系統(tǒng)（MultibodySystem，MBS）模型，研究了轉矩量、不平衡位置、間隙大小和扭轉剛度對變速器振動的影響。結果表明，增大的齒輪嚙合間隙導致初始扭矩階段與二次依賴，模型中不平衡位置使嚙合頻率減弱并刺激了寬頻率激勵。李宏玲等[33]針對變速器敲擊問題指出，敲擊噪聲是空套齒輪與其相嚙合的齒輪在嚙合面間互相敲打所產(chǎn)生的，減小齒輪側隙、增大變速器殼體剛度可有效控制變速器敲擊噪聲。

項小雷等[34針對手動變速器齒輪敲擊噪聲問題，研究了齒輪敲擊噪聲產(chǎn)生的機理，利用AMESim建立了齒輪副動力學模型，分析表明，當慣性力矩的幅值大于阻滯力矩時，驅動力矩會變成負值，嚙合齒輪產(chǎn)生分離并敲擊。扭轉減振特性選用分段線性的多級式漸硬非線性彈性特性和多級式干摩擦阻尼特性，可有效消除齒輪敲擊噪聲。趙亮亮等35針對變速器怠速齒輪敲擊問題，研究了3種因素與敲擊噪聲的關系。結果表明，摩擦離合器一級扭轉減振器參數(shù)與動力傳動系統(tǒng)不匹配會導致變速器齒輪怠速敲擊異響問題，通過調(diào)整扭轉特性參數(shù)、增大空套齒輪拖電力矩可有效抑制敲擊異響。雷勇敢等3針對變速器敲擊噪聲問題，搭建了變速器齒輪傳動系統(tǒng)多體動力學模型，研究了阻滯力矩對敲擊噪聲的影響，結果表明，隨著阻滯力矩的增加，角加速度均方值先增大再緩慢減小，合理增大阻滯力矩可降低敲擊噪聲。石曉輝等針對變速器敲擊噪聲問題，進行了齒輪制造誤差和潤滑油膜作用力影響的敲擊臺架試驗，結果表明，潤滑油膜可減少制造誤差位移激勵和嚙合剛度參數(shù)激勵產(chǎn)生的齒面敲擊，潤滑油溫度對敲擊的影響與輸入角加速度激勵幅值有關。

變速器敲擊噪聲根源在于輸入軸轉速波動引發(fā)的齒輪分離-碰撞循環(huán)，雙質量飛輪可減弱轉矩波動，優(yōu)化發(fā)動機標定程序降低激勵幅值。減小齒輪側隙、調(diào)整對應扭轉特性參數(shù)、合理增大阻滯力矩可抑制響應傳遞?，F(xiàn)有研究多聚焦于單方面分析，主要瓶頸是多參數(shù)動態(tài)耦合建模，未來應強化扭振控制與響應傳遞協(xié)同作用，并研究潤滑油溫與黏度的關系。

4變速器振動噪聲

變速器振動噪聲的常見類型有齒輪振動、殼體振動、油泵振動、金屬帶自激勵等，通常是由齒輪存在彈性、制造或裝配誤差等因素引起嚙合剛度波動和殼體共振導致的，結構傳遞是振動噪聲的主要傳遞路徑。

4.1振動噪聲的聲源分析

變速器振動噪聲產(chǎn)生的原因復雜、種類多樣，噪聲聲源的分析對振動噪聲的研究極其重要，國內(nèi)大量學者針對不同車型、不同工況下的振動噪聲聲源進行了分析。

高超等[38研究了電動汽車變速器殼體振動與輻射噪聲，建立了有限元和邊界元的仿真模型，計算了殼體表面振動加速度以及殼體近聲場輻射噪聲，結果表明，振動強烈位置出現(xiàn)在輸入端、輸出端及執(zhí)行機構連接處，輻射噪聲與殼體振動強度呈正相關。王惠茹等[39研究了拖拉機變速器噪聲對傳動系統(tǒng)噪聲的影響程度，運用UG建立了變速器殼體的有限元模型，并利用聲學分析軟件得到殼體的振動輻射噪聲，結果表明，變速器的噪聲貢獻量在各階模態(tài)處及各擋位嚙合處最大。

崔國研究了純電動客車變速器的振動噪聲問題，發(fā)現(xiàn)齒輪系統(tǒng)在傳遞扭矩過程中出現(xiàn)嚙合剛度波動和共振引發(fā)噪聲，利用KISSsoft對變速器齒輪傳動系統(tǒng)進行建模，分析了齒輪傳遞誤差峰值和嚙合剛度的影響因素，較大的法向模數(shù)有助于降低嚙合剛度波動。謝慧敏等41針對某MPV車型變速器異常振動噪聲問題，應用階次分析得知，變速器系統(tǒng)在頻率約為 900Hz 時發(fā)生強烈共振，產(chǎn)生振動噪聲，基于Romax建立變速器的動力學分析模型，分析了其固有特性和動態(tài)響應特性，結果表明，較強的振動成分均與3擋齒輪的嚙合階次相關。從空擋齒輪嚙合沖量的角度提出齒輪敲擊振動的評價指標 R

其中：

式中： n 為空套齒輪的對數(shù)， J_slide 為空套齒輪的轉動慣量， ω_r 為主、從動齒輪的相對角速度均方根植。

孫鵬翔[42針對某車型低溫冷起動時變速器異響問題，利用Spectrogram軟件，對異響頻譜進行分析，研究表明，異響問題是由于同步環(huán)發(fā)生軸向激振，與換擋齒輪和同步器無規(guī)律隨機碰撞產(chǎn)生，增加波形彈簧見（圖6）降低同步環(huán)錐深度可有效消除異響。楊朝等[4針對汽車起步過程中出現(xiàn)的振動異響進行分析，結果表明，變速器輸出軸內(nèi)端面與聯(lián)軸器接觸端面粘滑振動誘發(fā)起步異響，在接觸界面處添加特制墊圈，如圖7所示，可有效抑制起步粘滑異響。李海青等[44針對變速器倒擋齒輪振動噪聲問題指出，齒輪嚙合并發(fā)生形狀上的變化導致動態(tài)激勵，從而引起了倒擋齒輪噪聲，利用齒輪噪聲檢測裝置進行試驗，分析了轉速、負載和齒輪制造誤差對倒擋齒輪噪聲的影響，結果表明，齒輪噪聲與轉速呈正相關，噪聲/負載曲線是隨負載增大，斜率不斷降低的對數(shù)曲線，正齒形角誤差造成的噪聲弱于負齒輪角誤差。

圖6 波形彈簧[39]

圖7特制減摩墊圈[40]

4.2油泵及金屬帶振動噪聲

汽車自動變速器油泵內(nèi)部流場復雜，而復雜的流體流動直接影響其振動噪聲，同時油液會將油泵的振動通過相連的部件傳遞到車內(nèi)，而金屬帶自激勵振動會通過殼體及車身結構傳遞至車內(nèi)，嚴重影響了駕駛體驗。

鄭光澤等[45]針對變速器油泵振動噪聲問題，基于Pumplinx軟件建立油泵流場仿真模型，分析油泵的壓力脈動情況與空化特性，對油泵流動噪聲進行聲學模擬，研究了壓力脈動與流動噪聲的關系，結果表明，自動變速器油泵的噪聲頻率成分以離散噪聲為主，壓力脈動是油泵噪聲的主要激勵源。薛琳[4針對某轎車怠速及加速狀態(tài)下異常噪聲問題，通過噪聲頻譜和傳遞路徑進行測試分析，結果表明，噪聲源為CVT變速器油泵，油冷器與變速器油泵共振導致噪聲。通過增大油冷器固有頻率，可消除共振噪聲。蘇佳慧等研究了自動變速器油泵噪聲并指出，油泵噪聲的影響因素包括壓力脈動、空化現(xiàn)象、困油噪聲和機械噪聲，優(yōu)化油泵齒輪參數(shù)、加厚油泵殼體、提高油泵表面精度可有效控制油泵噪聲。

潘國揚等48研究了推力鋼帶式和鏈條式無級變速器的振動噪聲特性，通過NVH試驗得出，推力鋼帶式無級變速器噪聲水平明顯優(yōu)于鏈式無級變速器。在鏈式無級變速器鏈條上安裝降噪導板后可大幅降低噪聲。姜長鵬4針對金屬帶式無級變速器振動噪聲問題，分析了金屬帶自激振動的機理，并提出了解決方案，結果表明，引起CVT自激振動的主要原因是由于金屬片和鋼帶環(huán)、帶輪以及金屬片與金屬片之間相互接觸摩擦。改變帶輪的形狀、增加帶輪厚度或彈性模量、更換金屬帶和帶輪之間的潤滑油可有效減小或消除金屬帶自激振動。張軍等5針對鋼帶自激振動引起的異常噪聲問題，建立了CVT鋼帶自激勵振動的動力學模型，如圖8所示，對整車與臺架分別進行噪聲源的識別，結果表明，鋼帶與錐輪間自激勵振動通過變速器箱體的聲輻射或整車結構路徑傳遞到車內(nèi)，可通過優(yōu)化錐輪組裝配與錐輪表面粗糙度解決該問題。

圖8CVT鋼帶自激勵振動的動力學模型[50]

圖9變速器噪聲原因及解決措施

變速器內(nèi)部零件種類繁多，齒輪、軸承、殼體及油泵等均能引發(fā)振動噪聲，所以振動噪聲聲源的識別是目前的技術難點。振動噪聲傳遞路徑以結構傳遞為主，油泵及金屬帶振動的主要原因為壓力脈動和鋼帶自激勵。優(yōu)化齒輪參數(shù)、改進殼體設計、優(yōu)化帶輪結構、添加減振墊圈、優(yōu)化流場設計等可降低噪聲，如圖9所示。隨著電動化趨勢不斷發(fā)展，未來需更關注新型傳動系統(tǒng)的振動噪聲特性與輕量化設計。

類型 產(chǎn)生原因 解決措施= 殼體增加加強筋嘯叫噪聲 粘貼吸聲材料/變截面設計齒輪存在傳遞誤差（高頻） 微觀齒面修形，變速器噪聲原因及解決措施 齒頂修緣，齒向鼓形設計調(diào)整扭轉特性參數(shù)，傳遞響應劇烈敲擊噪聲 增大空套齒輪拖電力矩（中頻） 采用雙質量飛輪發(fā)動機轉速波動優(yōu)化發(fā)動機標定程序同步環(huán)軸向激振 加裝波形彈簧，降低同步環(huán)深度振動噪聲 輸入軸與聯(lián)軸器粘滑振動 添加特制墊圈（低頻） 油液壓力脈動、空化現(xiàn)象 增加油冷器固有頻率= 鋼帶自激勵 安裝降噪導板，1 優(yōu)化錐輪表面粗糙度II

5 結束語

本文結合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀對變速器噪聲控制技術進行總結，得出以下結論：

傳遞誤差是導致變速器嘯叫噪聲的根本原因。優(yōu)化變速器殼體結構、提高殼體整體剛度是減小傳遞誤差的重要措施，設計初期需考慮軸承支承剛度，在殼體表面粘貼吸聲材料也是一種有效的降噪方式。齒輪修形可在一定程度上緩解嘯叫噪聲，但將齒廓修形與齒向修形相結合的研究較少，未來可在此方面展開研究。通過控制發(fā)動機轉速波動、適當增大拖電力矩、采用潤滑油、優(yōu)化齒側間隙、調(diào)整扭轉減振特性、優(yōu)化變速器殼體剛度等措施，可有效抑制敲擊噪聲，未來可進一步優(yōu)化發(fā)動機標定程序和改進雙質量飛輪設計，以更好地控制敲擊噪聲。振動噪聲主要由齒輪嚙合剛度波動和共振引起，優(yōu)化殼體結構、改變固有頻率、優(yōu)化齒輪參數(shù)等可有效降低振動噪聲。提高油冷器固有頻率、優(yōu)化油泵齒輪參數(shù)、提高油泵表面精度、安裝降噪導板、改變帶輪的形狀可有效控制油泵和金屬帶振動噪聲以及潤滑油液對變速器振動噪聲的影響，以提高變速器的整體NVH性能。

通過建立智能優(yōu)化算法，可顯著提高噪聲分析的精度，大幅縮短優(yōu)化周期，降低設計成本。未來優(yōu)化算法將在噪聲源預測、齒輪組參數(shù)優(yōu)化、齒面微觀幾何優(yōu)化、殼體結構優(yōu)化等方面持續(xù)發(fā)揮作用。

參考文獻：

[1]田利紅，湯海川.汽車變速器嘯叫噪聲源識別與分析[J]機械設計與研究，2014，30（2）：128-131.

[2]鄧慶斌，李鵬，焦猛.變速器齒輪敲擊噪聲問題研究[J]噪聲與振動控制，2018，38（1）：228-232.

[3]鄢萬斌，余曉波，盧再毅，等.變速器振動噪聲分析及輪齒修形優(yōu)化[J].液壓與氣動，2023，47（7）：139-146.

[4]周新建，李廣興，毛樂.基于齒輪修形的變速器2擋齒輪嘯叫分析及試驗研究[J].機械傳動，2018，42（9）：118-124.

[5]SINGHPK，RAMANKSA.StudyofEffectofVariationin Micro-Geometry of Gear Pair on Noise Level at Trans-mission[J]. SAE Technical Paper，2015.

[6]李彥昊，吳光強，欒文博.基于齒輪修形的變速器嘯叫特性優(yōu)化[J].機械傳動，2014，38（1）：18-22+26.

[7]劉祖飛.基于齒輪修形的變速器嘯叫治理[D].長春：吉林大學，2017.

[8]臧孟炎，董豪哲，彭國民，等.基于正交試驗設計的變速器嘯叫特性優(yōu)化[J].汽車工程，2018，40（6）：713-718.

[9]胡曉嵐，周云山，傅兵，等.考慮金屬帶張緊力影響的CVT噪聲分析與優(yōu)化[J].汽車工程，2017，39（12）：1431-1437.

[10]鄭光澤，劉子謙，馮楠.變速器殼體模態(tài)識別與優(yōu)化研究[J].重慶理工大學學報（自然科學），2016，30（1）：15-19.

[11]王越.6AT變速器振動噪聲分析與實驗研究[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學，2023.

[12]劉博.面向純電動汽車降噪的變速器殼體分析與優(yōu)化[D].北京：北京工業(yè)大學，2023.

[13] SHIZY，LIUB，YUEHJ，etal.NoiseReductionofTwo-SpeedAutomaticTransmissionforPureElectric Vehicles[J].Vehi-cles，2023，5（1）： 248-265.

[14]余磊，孫章棟，張楠，等.某變速器箱體噪聲傳遞函數(shù)分析[J].湖北汽車工業(yè)學院學報，2022，36（3）：5-8.

[15]黃澤好，劉琳，劉子謙，等.變速器嘯叫噪聲擴展工況傳遞路徑分析與優(yōu)化[J].噪聲與振動控制，2022，42（3）： 144-149.

[16]陳克，杜充.基于OPAX方法的車內(nèi)噪聲傳遞路徑分析[J].沈陽理工大學學報，2019，38（5）：56-60.

[17]劉慧，胡建中，湯永旸.變速器嘯叫噪聲傳遞路徑分析優(yōu)化[J].現(xiàn)代制造工程，2021（6）：51-56.

[18] CAO Z， CHEN Y， ZANG L B. Model-Based Transmis-sion Acoustic Analysis and Improvement[J]. Proceedingsof the Institution of Mechanical Engineers，Part D： JournalofAutomobile Engineering，2020，234（6）：1572-1584.

[19]陳劍，鄧支強，曾維俊，等.基于擴展工況傳遞路徑分析的駕駛室振動傳遞路徑二級建模應用研究[J].振動與沖擊，2018，37（3）： 72-78+90.

[20] HYOUNG SL，PHIL K P.Development of a PredictionModel for the Gear Whine Noise of Transmission UsingMachine Learning[J].International Journal of PrecisionEngineering and Manufacturing，2023，24（10）：1793-1803.

[21]童林軍，曾威，林小娟，等.基于改進組合Kriging模型的變速器噪聲優(yōu)化研究[J].機電工程，2022，39（12）：1701-1707.

[22]馬佳輝，余建國.基于改進遺傳算法的混合動力變速器生產(chǎn)優(yōu)化研究[J].機電工程技術，2024，53（12）：101-104+145.

[23] ZHANG W，HOU KQ. Hybrid Intelligent Algorithm andCAD Secondary Development Technology in ParameterOptimization Design of Transmission Gear Set[J]. Interna-tional Journal on Interactive Design and Manufacturing（IJIDeM），2024，18（6）： 3873-3885.

[24] ALESSIO A.A Methodology For Simulation-Based，Multiobjective GearDesign Optimization[J].Mechanismand Machine Theory，2018，133： 95-111.

[25]鮮柳，臧孟炎，彭國民.雙離合變速器敲擊噪聲的仿真分析與實驗評價[J].機械設計與制造工程，2016，45（12）：24-28.

[26]郭棟，代文翔，熊秀文，等.某國產(chǎn)變速器敲擊臺架試驗研究[J].重慶理工大學學報（自然科學），2018，32（4）62-69+80

[27]李迪，吳光強，吳虎威.變速器齒輪敲擊的多體動力學建模及分析[J].機械傳動，2015，39（12）：64-68.

[28]周益，陳清爽，石曉輝，等.雙離合變速器動力系統(tǒng)加速工況扭振和敲擊的被動控制措施研究[J].汽車工程，2023，45（1）：128-138.

[29]王磊，吳訓成，葛兵.某乘用車手動變速器齒輪敲擊噪聲優(yōu)化研究[J].機械傳動，2017，41（2）：51-55

[30]梁明軒，王曉林，袁惠群.變速器傳動系統(tǒng)齒輪敲擊噪聲參數(shù)優(yōu)化[J].噪聲與振動控制，2016，36（2）：97-100.

[31]張昕旺.混合動力變速器齒輪敲擊分析與優(yōu)化[D].重慶：重慶理工大學，2023.

[32] ZUBIKM，PROKOPA，REHAKK，etal. The Effectofthe Gear Parameters to the Noise of Transmission[J].Vibroengineering PROCEDIA，2015： 6357-662.

[33]李宏玲，王濤.汽車變速器敲擊異響問題研究[J].西安文理學院學報（自然科學版），2017，20（6）：32-35+54.

[34]項小雷，陳德鑫，李松松.雙中間軸式手動變速器齒輪敲擊噪聲理論及試驗研究[J].汽車技術，2014（11）：1-6+16

[35]趙亮亮，吳強，劉夫云，等.某載貨汽車變速器怠速異響分析及診斷研究[J].機械傳動，2021，45（7）：128-134.

[36]雷勇敢，陳勇，鄭大偉，等.電動車兩擋自動變速器敲擊噪聲的仿真分析[J].機械傳動，2021，45（5）：114-119.

[37]石曉輝，周益，徐輝輝，等.考慮制造誤差和油膜作用力的齒輪敲擊動力學分析[J].汽車工程，2024，46（4）：725-734.

[38]高超，趙志專，舒元林，等.電動汽車變速器殼體振動與輻射噪聲的研究[J].機械傳動，2017，41（9）：155-158+193.

[39]王惠茹，鄭泉，陳永新，等.拖拉機變速器對傳動系噪聲貢獻量的特性分析[J].機械設計，2016，33（11）：60-64.

[40]崔國愷.純電動客車變速器振動噪聲分析與優(yōu)化研究[D].長春：吉林大學，2020

[41]謝慧敏，盧劍偉，張笑，等.某MPV車型變速器異常振動噪聲識別分析[J].汽車工程學報，2016，6（3）：196-202.

[42]孫鵬翔，楊菲菲.某車型低溫起動時變速器異響問題研究[J].汽車文摘，2020（9）：55-58.

[43]楊朝，張軍，沈蜜，等.變速器輸出端起步粘滑異響分析與改進措施[J].噪聲與振動控制，2019，39（3）：128-132+179.

[44]李海青.DF9S1600變速箱倒擋齒輪降噪研究[J].機械傳動，2017，41（5）：153-160.

[45]鄭光澤，蘇佳慧.自動變速器油泵流場與噪聲分析[J].機械設計與制造，2023（1）：159-163.

[46]薛琳，漆杰，黃蓉，等.某轎車變速器油冷系統(tǒng)噪聲分析與優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2017，55（9）：98-100+104.

[47]蘇佳慧.淺析汽車自動變速器油泵噪聲產(chǎn)生機理[J].汽車維修技師，2025（4）：60-61.

[48]潘國揚，林健.推力鋼帶式和鏈式無級變速器NVH性能研究[J].重慶理工大學學報（自然科學），2016，30（3）： 28-33.

[49]姜長鵬.金屬帶式無級變速器振動分析與優(yōu)化[D].阜新：遼寧工程技術大學，2024.

[50]張軍，梁健，顧鵬云，等.CVT變速器鋼帶自激振動引起的噪聲分析與控制[J].噪聲與振動控制，2021，41（3）： 175-179.