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手動變速器NVH問題及解決方案--顧建華 上海汽車變速器有限公司
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隨著國內(nèi)乘用車市場的日趨成熟，中國已經(jīng)發(fā)展成為乘用車保有量大國。目前手動變速器在乘用車中的應(yīng)用仍是主流，客戶需求也已經(jīng)從滿足功能性提升到關(guān)注NVH（Noise噪聲、Vibration振動、Harshness節(jié)振粗糙度）、換擋舒適性等更高層次的需求。我公司乘用車變速器開發(fā)已經(jīng)完成了多平臺開發(fā)，其中也遇到不少NVH以及換擋舒適性問題。 NVH主要涉及噪聲、振動以及音質(zhì)問題。就手動變速器開發(fā)而言，目前遇到的主要問題包括Whine（嘯叫噪聲）、Rattle（敲擊噪聲）、Clunk（喀喀聲）等。Whine噪聲產(chǎn)生原因主要是齒輪嚙合動態(tài)嚙合剛度在傳遞誤差、傳動系統(tǒng)匹配等影響下，產(chǎn)生單一階次噪聲大幅度變化，造成類似“嗚嗚”的聲強不斷變化的噪聲；Rattle噪聲主要是傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)剛度不匹配產(chǎn)生的間歇性的敲擊噪聲，如齒輪副敲擊噪聲、變速器－離合器敲擊噪聲和變速器－傳動軸敲擊噪聲等；Clunk噪聲主要由于變速器換擋系統(tǒng)或傳動系統(tǒng)剛度匹配問題等引起換擋沖擊噪聲。 下面以我公司自主品牌六擋手動變速器（6MT）開發(fā)過程中遇到的各種類型的NVH問題為案例，介紹其解決措施。 Whine噪聲 在6MT開發(fā)過程中，遇到二擋（23階）滑行嘯叫噪聲問題，表現(xiàn)為二擋滑行工況下，轉(zhuǎn)速在2000～2500r/min，發(fā)出“嗚嗚”的噪聲。聲學(xué)測試儀器客觀測試表明，該車存在23階次的定頻率噪聲，該階次噪聲在2000～2500r/min滑行期間存在噪聲的明顯波動（見圖1），與主觀感受一致。 圖1 噪聲測試瀑布圖 針對該問題，進行了齒輪嚙合斑點試驗（見圖2），并通過MASTA軟件分析（見圖3），得到一致的結(jié)論：目前的設(shè)計及實際零件，二擋非工作面嚙合區(qū)不在齒面中心部位，需要進行微觀修正。 圖3 齒輪嚙合區(qū)MASTA軟件分析 通過微觀調(diào)整螺旋角、齒輪壓力角和優(yōu)化齒頂修緣等措施，調(diào)整齒輪嚙合區(qū)以及嚙合的接觸應(yīng)力，通過多次裝車驗證、主客觀測試，解決了該噪聲問題。 Rattle噪聲 在6MT開發(fā)過程中，同樣遇到了怠速工況輕微的Rattle噪聲問題。由于Rattle噪聲是非連續(xù)性噪聲，所以客戶比較敏感，對于該問題相當(dāng)重視。經(jīng)變速器與整車對換評估發(fā)現(xiàn)，沒有大的差異。 從產(chǎn)生機理來說，影響Rattle噪聲的主要因素有發(fā)動機輸出不穩(wěn)、飛輪離合器系統(tǒng)減振問題、懸置剛度問題、變速器拖曳轉(zhuǎn)矩及齒輪嚙合側(cè)隙不合理等。 從變速器角度來說，首先排查了變速器的綜合側(cè)隙。與歐系車、美系車及日系車的變速器綜合側(cè)隙的經(jīng)驗值對比，我公司生產(chǎn)的變速器（SCM250）的綜合側(cè)隙在合理范圍內(nèi)（見圖4）。其次排查了變速器的拖曳轉(zhuǎn)矩，均在0.3～1N·m，屬于合理范圍。 圖4 各擋綜合側(cè)隙對比 通過與歐洲車輛發(fā)動機正常的輸出扭振波動對比，最終排查發(fā)現(xiàn)，本項目發(fā)動機的輸出存在不穩(wěn)定情況。發(fā)動機標定改進以及扭振減振器DMF的校調(diào)，該Rattle問題最終得到解決。 Clunk噪聲 在6MT開發(fā)過程中，發(fā)現(xiàn)低擋位（如1擋和2擋）用力換擋，整車傳遞出來鈧啷聲。對軸系、換擋機構(gòu)和同步器系統(tǒng)等進行檢查，找到出現(xiàn)噪聲的原因。 在排查之前，偶然駕駛該車不踩離合器用力掛擋發(fā)現(xiàn)不踩離合器也可以掛進擋，進擋反而沒有鈧啷聲。針對第一個情況，在0～10km/h各轉(zhuǎn)速區(qū)間，多次試驗，均能換擋。經(jīng)分析，可能是離合器與變速器輸入軸之間連接花鍵間隙太大導(dǎo)致的。針對第二個情況，減小離合器與變速器輸入軸之間連接花鍵間隙，或許可以改善該問題。 經(jīng)過實際檢查離合器摩擦片花鍵與輸入軸花鍵，發(fā)現(xiàn)配合間隙達到0.25mm左右。臨時對輸入軸花鍵鍍鉻處理，減小花鍵之間的間隙，經(jīng)裝車驗證，問題得到明顯改善，但噪聲并未消除。 又采用了不同剛度的懸置進行裝車對比，發(fā)現(xiàn)有明顯區(qū)別。對離合器花鍵以及懸置均進行優(yōu)化，根據(jù)經(jīng)驗，離合器花鍵處最大間隙必須小于0.15mm，如能控制在0.1mm內(nèi)，對換擋沖擊會有明顯改善。該噪聲問題最終得到了解決。 結(jié)語 通過以上案例，說明了變速器的各種NVH問題以及解決措施。在舒適性要求日益提高的今天，會有越來越多的NVH問題，這需要我們做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的累積，及早進行主客觀NVH測試，盡量在開發(fā)初期考慮并解決NVH問題。 041414L14-0.jpg 0414141409-1.jpg 0414145504-2.jpg |
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