五测功机多功能传动系半消声室的设想与实践

王刚 刘祖斌 牛文博 刘英杰

摘 要：随着汽车的普及与发展，人们对汽车的驾乘体验、声音品质的要求越来越高，传动系NVH性能是其重要影响因素之一，主要体现为齿轮的啸叫噪声。文章介绍了乘用车传动系半消声室结构布局、技术指标与试验能力，五测功机布局通用性好、覆盖面全，能够满足前驱、后驱、四驱传动系台架NVH测试需求，为传动系NVH目标定义、NVH性能验证与优化提供支撑。

关键词：五测功机;传动系;半消声室;前驱;后驱;四驱

中图分类号：U462.3  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）04-81-03

The Vision and Practice of a Five-dynamometer Multi-function Semi-anechoicChamber for Transmission Systems

Wang Gang， Liu Zubin， Niu Wenbo， Liu Yingjie

（ China FAW Group Co.， Ltd， State Key Laboratory of Comprehensive Technology on Automobile Vibration andNoise & Safety Control， Jilin Changchun 130011 ）

Abstract： Even with the continuous improvement in automotive NVH design， meeting or exceeding higher and higher customer expectations for driving experience and sound quality is still by no means a trivial task. NVH performance of transmission systems is one of the important influencing factors in overall customer satisfaction with the vehiclesNVH attribute. Among many transmission NVH issues， the most notorious one might be the gear whine noise. In order to test， diagnose and resolve the issue， a capable test facility is indispensable. This paper illustrates the architecture layout， technical specifications and test capability of a semi-anechoic chamber for drivelines of passenger vehicles. The proposed five- dynamometer satisfies the bench testing requirements for drivelines of front-wheel drive， rear-wheel drive and four-wheel drive vehicles. It covers basically all needs in driveline NVH test applications， and provides development capability in NVH target definition， design verification and optimization.

Keywords： Five-dynamometer; Transmission system; Semi-anechoic chamber; Front-wheel drive; Rear-wheel drive; Four-wheel drive

CLC NO.： U462.3  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）04-81-03

1 前言

傳动系是指由发动机输出端传递扭矩至车轮的各种零部件所构成的系统，主要包括变速器、传动轴、减速器等。传动系不是汽车主要振动噪声源，但易产生随转速变化的阶次噪声，直接影响客户的主观感受，同时，为缩短开发周期，在传动系搭载样车未装配前，就需要在台架上对传动系进行NVH确认与开发，因此在总成开发阶段以及后期的NVH性能优化阶段，传动系的台架NVH性能开发必不可少。

本文介绍了传动系半消声室的设计、技术指标与试验能力。

2 建设的目的与要求

传动系半消声室可满足传动系台架NVH测试要求，先期识别传动系NVH风险，及时改进与优化。

传动系半消声室需要满足现有及规划中的产品台架搭建与测试能力需求，同时还需要满足各项声学指标要求。

3 传动系半消声室设计

根据现有及规划中的乘用车传动系统结构与布置，选择适合的台架布局，使之能够满足全系列乘用车传动系的NVH测试需求。

传动系半消声室净空间尺寸为9.4×6.4×4.8（m），主要由消声装置、五个测功机（其中一个置于半消声室内）系统及其附属设备组成。采用“房中房”结构，防止外部振动噪声传递到半消声室内，影响NVH测试结果：外房布置加载测功机及其它附属设备，内房布置吸声尖劈、驱动测功机、中间支撑及被试件，内房承重基础块使用螺旋弹簧善隔振。五测功机（驱动测功机、加载测功机1、加载测功机2、加载测功机3、加载测功机4）布置方案见图1，满足前驱、后驱、四驱工作模式的NVH试验需求。一台驱动测功机布置在消声室内，使用隔声罩进行噪声屏蔽，四台加载测功机布置在消声室外，通过穿墙轴、中间支撑与被试件连接。台架搭建时，轴距调整需要移动加载测功机3、加载测功机4及传动轴。因此，内外房之间的穿墙轴孔为长条孔，通过使用不同长度的钢板又叠压安装进行隔声，防止外房测功机及其附属设备噪声传递到消声室内。

4 传动半消声室性能指标

4.1 传动系半消声室声学性能指标

消声室使用尖劈吸声材料，截止频率为100Hz（截止频率以上吸声系数≥0.99）^[1]。自由声场特性满足ISO 3745： 2003^[2]一级精度要求。使用无规噪声和纯音声源，消声室内测得的声压级与反平方比定律理论值的最大允许偏差见表1和表2。

自由聲场半径：以半消声室地面几何中心为原点，距离该原点的自由声场半径在100～20000 Hz时≥2.4 m。

自由声场范围见表3。

地面的吸声系数低于0.06。

消声室背景噪声性能指标如下：

≤25 dB（A）—房间本底噪声（除照明外其它设备不工作），房间中心位置距地高1m处噪声;

≤30 dB（A）—空调全负荷运转，房间中心位置距地高1m处噪声;

≤50dB（A）—消声室外4个加载测功机同时运转处于最高转速时，房间中心位置距地高1m处噪声;

≤65dB（A）—消声室内的驱动测功机进行隔吸声处理后，与测功机输出法兰中心线成45度角，距输出法兰中心点1m远处噪声。

4.2 传动系半消声室测功机系统技术指标

4.2.1 驱动测功机系统技术指标

测功机功率扭矩参数见图2。驱动测功机安装在基座上，见图3，测功机输出法兰中心高度距铁地板表面1000mm 至 1200mm。通过满足变速器输入轴到差速器中心的水平最小距离为150mm。

4.2.2 加载测功机系统技术指标

加载测功机1和加载测功机2安置在固定基座上， 加载测功机3和加载测功机4安置在可移动基座上，用于轴距调节，见图1和图4。通过可伸缩的中间支撑实现轮距调节，轮距宽度为1400mm 至 2200mm。加载测功机输出法兰距中

心高度距铁地板表面1000mm。测功机功率扭矩参数见图5。

5 传动半消声室试验能力

传动系半消声室采用5测功机布局，满足乘用车传动系前 、后驱、四驱各种配置形式NVH测试需求。可进行驱动桥、变速器、传动轴、分动箱、减速器NVH性能测试;变速器齿轮敲击阀值测试;传动系运行形态测试;传动系扭振特性测试;传动系起步抖动测试;传动系声品质测试;整车状态动力总成近场噪声测试、进排气噪声测试、传动系统NVH测试等，测试部件涵盖前驱、后驱、四驱传动系统总成及整车。测试结果用于传动系性能目标定义及目标分解，试制样件振动噪声性能基准测试、振动噪声性能开发、CAE分析的模型验证等。具体功能模式见表4。

6 结束语

五测功机配置的传动系半消声室是将多个试验室的功能集中在一个试验室内实现，虽然结构相对复杂但功能模式多、试验覆盖范围广，能够有力的支持集团公司全系列乘用车传动系以及其它相关部件的NVH性能开发，打造产品极致NVH性能水平。

参考文献

[1] 孙广荣，消声室声学设计中的几点注意[J]，电声技术，2009，33（7）.

[2] ISO 3745-2003，Acoustics-Determination of sound Power levels of noise sources using sound pressure-Precision methods for anechoic and hemi-anechoic rooms：ISO 3745-2003[S].