变速器异常噪声原因及控制探究

刘慧+胡建中+汤永旸

摘 要：随着国内有关法律法规对整车噪声控制标准的日益严格，以及车辆功率和速率的持续提升、结构质量的轻量化，同时车主对车辆乘坐舒适程度与可靠程度需求的不断提升，使得车辆变速器异常噪声问题更加明显，控制车辆变速器异常噪声已经变得十分急迫，变速器的振动噪声引起愈来愈多主机厂的高度关注。改善车辆变速器的振动噪声控制水准能够在很大程度上影响整车的振动噪声水平，所以，探究变速器异常噪声出现的原因和控制异常噪声有着十分关键的现实意义。文章分析了变速器产生异常噪声的原因，并且对如何控制变速器异常噪音进行了探索。

关键词：变速器；异常噪声；控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.033

变速器是整车传动系统里的关键构成部分之一，变速器出现异常噪声将会直接影响整个传动系统的声音质量。车辆NVH振动和噪声标准是估评车辆性能的关键标准之一，而且其直接关系着消费者的乘坐感受与车辆行驶的可靠性。想要保证厂家的产品可以在目前激烈的汽车市场竞争中占据重要地位，就需要各个主机厂对整车的NVH水平提出更高的标准。动力传动系统是整车最为关键的构成组分，变速器是动力传动系统中重要的传动部分之一，其直接影响了传动系统的振动水平与噪声水平。车辆发动机处在怠速情况或者是较差环境下行驶时，变速器经常会产生异常噪声，此噪声没有显著的峰值。这样的情况会使得乘坐舒适度变差，致使驾驶员注意力不集中，甚至会为车辆行驶带来危险，如果不能及时发现问题部位并维修，则很可能会引致其它新的问题。

1 变速器异常噪声产生原因分析

车辆变速器是通过各种齿轮构成的齿轮传动机构，其中包括了齿轮、齿轮轴、轴承、同步器和箱体等零构件。因为设计不合理、生产误差以及装配环节里出现的误差，同时还有外部荷载等因素的作用，在变速器工作时将会出现震动，向外界反射噪音。变速器噪音是有两个部分构成的，一个是固体声，另外一个是气体声。变速器动力传导过程中出现振动，在经过齿轮对、轴荷轴承传至外部箱体，导致箱体震动朝着空气散射的噪声叫做固体声；变速器箱体中的齿轮、轴与轴承的震动导致出现噪音，同时齿轮捣油声、齿轮运动扰动空气发出声响，齿轮相互啮合出现的摩擦音等，经过变速器箱内的气腔导至箱体外层，继而传播到空气中产生的噪音称作气体声。

1.1 齿轮振动引起异常噪声

变速器的重要噪声来源是齿轮部分，齿轮在相互啮合的时候回出现较多的摩擦与冲突，这些因素是齿轮出现异常噪声的关键原因。在实际情况中，齿轮难以避免地会出现生产偏差与装配偏差，在荷载的影响下齿轮还可能出现形变，这些客观偏差与形变干扰了齿轮的稳定运行状态，使得齿轮对转动时的部位真实相对位置出现偏差，导致齿轮实时传动比出现改变，齿轮对难以恒速稳定地转动，一会增速一会降速，啮合的齿轮对间出现相互撞击与冲突，进而出现异常噪声。

1.2 轴承振动产生异常噪声

变速器滚动轴承在运行时，通常是外环和轴承底座互相接连，两者位置相对不变，内环和变速器齿轮轴互相接连，伴着轴一同运动。因为轴承自身的构造特征、制造装配偏差和工作环节里产生的问题等出现内部力作用，同时齿轮轴上齿轮等零构件转动与力的影响等出现外部力，在轴以恒定速率且在某个特定的荷载下转动时，内力与外力对轴承与支座或是变速器外壳构成的振动系统产生作用，让轴承体系出现震动。

1.3 变速器箱体产生噪声分析

车辆变速系统的外部箱体晃动是一个相当复杂的难以预测随机振动过程，齿轮轴的反复性转动振动、齿轮对的相互碰撞振动以及轴承移动造成的振动，这些部件所产生的振动响应会通过介质传至变速器箱体上，从而导致变速箱出现随机的振动与异常噪声。

2 变速器异常噪音控制探索

2.1 齿轮引起的异常噪音控制

变速器出现异常噪声的根本在于变速器齿轮传动系統，齿轮结构在内力与外力的共同影响下出现振动噪声，为了降低齿轮的动态啮合力，应该尽量避免齿轮系统所接收的合力。变速器齿轮系统受到的外力贡献主要是发动机产生的扭矩振动，发动机不仅仅扮演着噪声源的角色，而且也是变速器的激励产生者。然而改变发动机的构造须要付出较高的资金投入和较长的设计生产周期，改变了发动机的构造后，还应当进行车辆动力系统的适配，厂家出于对低成本、周期短等因素的考虑，通常情况下不会进行发动机构造的改变。所以，齿轮系统的内部激励就成为了降低变速器异常噪声的入手点。

2.2 箱体引起的异常噪声控制

综合考虑变速器异常噪声的出现原因与传播路径，应用阻隔噪声传递的措施能够在一定程度上控制变速器异常噪声。根据已有的研究可知，变速器的外部箱体阻隔了空气散射噪声的绝大部分，变速器箱体的共振对装备的总噪音有着明显的影响。因此，对变速器箱体实现改装优化，能够很好地控制变速器噪声的产生。其中的措施包括了降低箱体机构的柔度、增加箱体外部表层的粗糙度。通过这两种方式，可以降低噪声在传递过程中能量，增大箱体结构的固有频率，以此控制变速器产生异常噪声。

3 结语

随着汽车行业的快速发展，汽车生产厂家的综合实力也在逐渐增强，车辆乘坐的舒适度和行驶的安全性成为了评估汽车制造水平的一项重要标准，低噪音程度也逐渐变成了汽车的关键性能指标之一。因为传动系统的噪声只低于动力系统与废气排除系统的噪声，所以减少变速器总成的噪音也是一辆汽车降噪要求中的重要项目。降低车辆噪音至最低限度是汽车设计者与汽车生产厂家一直在追求的重要技术，变速器总成的噪声大小也变为评估变速器品质优劣的关键指标之一。可以说就当前情况来讲，变速器的质量轻化、低噪音化与高载荷承载等要求，已经变成未来变速器设计的发展潮流。

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