某DCT车型变速器哨音问题分析及解决思路

贾楠

摘 要：变速器的哨音又叫啸叫音，是变速器NVH问题中最为常见也最难根除的问题之一。所有的噪声都是由振动引起的，变速器哨音也不例外，它是由齿轮啮合时的振动产生的。针对变速器哨音问题有不同的解决思路，可以从变速器本体结构来解决，也可以采取必要的隔振措施，或者是通过其他途径来解决。本文将结合某DCT车型变速器哨音问题，来阐述变速器哨音问题的分析方法及解决思路。

关键词：DCT；变速器；哨音；动力吸振器

1.概述

随着汽车的广泛运用，目前我国已成为汽车保有量第一的汽车大国。汽车消费者的购车理念逐渐成熟，趋于理性。人们更多的是为了驾驶的乐趣和享受而购车，对于汽车的各项性能要求也逐步提高。作为驾乘者最为直接感触到的性能，NVH性能常被用来区别车辆的高低档次。

齿轮哨音也称齿轮啸叫，是齿轮最常见的噪声，主要是由于齿轮啮合过程中产生的传递误差导致。它不影响齿轮寿命，但直接影响汽车运行过程中的NVH性能。

2.背景

某DCT车型试生产阶段车辆完成生产后评审过程中，在D4、D5挡速行驶工况下，1400rpm到2500rpm范围内有明显齿轮哨音。主观评价该哨音不可接受，亟需整改。同样工况下挂至N挡，哨音消失；P挡、N档静止状态下，踩油门1400rpm到2500rpm范围内无哨音。初步判定该哨音为变速器哨音，且与4挡、5挡齿轮有关。

3.问题原因分析与排查

哨音的激励源头即为齿轮副（或链轮副，通常为变速器或发动机）。车内哨音的传递路径通常分为结构传递路径和空气辐射路径。结构传递路径：齿轮副（或链轮）-轴-轴承-壳体-悬置-（副车架）-车身-驾驶舱空气-驾驶员；空气传递路径：齿轮副（或链轮）-箱体空气-壳体-机舱空气-前围板-驾驶舱空气-驾驶员。通常车内哨音问题锁定原因后的解决方法主要有两种：一是从激励源头解决，二是从传递路径上解决。根据哨音问题的表现实施相应的对策。在该案例中，首先对故障现象进行数据采集测试。

4.测试数据结果与分析

通过变速器实测数据分析显示，四挡从2000rpm开始到2500rpm转速区间变速器阶次声压级明显升高。回放音频数据，过滤该阶次噪声故障现象消失。由此锁定四挡哨音由变速器主减速器齿轮产生，同理五挡哨音同样由主减速器齿轮产生。（图1-1、图1-2）

通过分析动力总成边界振动情况，发现4挡在2000rpm到2500rpm，5挡1450rpm到1850rpm范围内左侧转向节处分别有振动峰值，且振动中心频率一致为500Hz。经排查为右前驱动轴一阶固有频率，而动力总成壳体主减速器阶次振动均匀，由此判断为变速器-驾驶员右耳传递路径上，左前驱动轴一阶弯曲模态发生共振导致在500Hz处哨音放大。

5.问题分析与方案验证

由于问题发生在传递路径上的共振，所以通过优化从变速器-驱动轴-车身-驾驶员右耳路径上的节点来解决。同时哨音为特定阶次噪声，频率随发动机转速线性变化，左前驅动轴模态调整会导致哨音发生的转速偏移。这样无法彻底解决问题，且可能会引入扭振问题。所以通过在左前驱动轴增加扭转吸振器将左前驱动轴振动转移到吸振器上，从噪声传递路径上将振动移除，消除噪声的方案为最佳方案。

在左前驱动轴上增加500Hz的扭转吸振器，装车后验证。通过对测试数据处理，更换加吸振器半轴状态下， 4挡转速2000rpm到2500rpm区间内，主减齿轮啮合阶次13.46阶数据降低10dB（A）左右；在5挡转速1450rpm到1850rpm转速区附近，主减齿轮啮合阶次17.63阶噪声数据降低12dB（A）。主观评价，四五档哨音达7.5分，哨音问题彻底解决。

6.结论

哨音问题为整车最为常见的噪声类型之一，也是用户最常抱怨的噪声。在变速器齿轮副设计初期应进行规避，更加重要的是需要在整车搭载时对传递路径的研究，以避免路径上的共振将噪声放大。

参考文献：

[1] 庞剑，《汽车噪声与振动》

[2] 倪振华，《振动力学》

[3] 徐海山， 变速器哨音的解析 汽车零部件. 2014 （05）