Parameter Study and Improvement of Gearbox Whine Noise in Electric Vehicle

Gearbox whine noise can seriously reduce the interior sound quality in an electric passenger car.In this work,a six-degree-offreedom(6-DOF)dynamic model of a helical gear system was constructed and the mechanism for generation of whine noise was analyzed.The root cause of the problem was found through noise,vibration and harshness(NVH)testing of the gearbox and the vehicle.A rigid-elastic coupling dynamics model of the reducer assembly was then developed.The accuracy of the model was then validated via modal testing.The structure-borne noise of the reducer under full acceleration conditions was predicted using the acoustic structure coupling model and the rigid-elastic coupling model of the reducer.Gear parameters including the pressure angle,the helix angle and the contact ratio were studied to determine their effects on the whine noise.Gear tooth microgeometry modification parameters were then optimized to reduce the transmission error of the first pair of meshing gears.Finally,the whine noise from the gearbox was eliminated.

某变速箱轴承支架螺栓滑移分析及优化验证

针对某型号自动变速器(CVT)路试中出现的啸叫问题,通过噪声Colormap图和接触斑点试验找到引发啸叫问题的原因为轴承支架处的螺栓滑移量过大,导致小齿轮轴系偏斜引起的。利用有限元对壳体与轴承支架间的螺栓连接滑移量和位置进行预测,原方案中螺栓最大滑移量为0.39mm,远超设计目标值。为此,在结构上提出无缝销并增加接合面粗糙度的方案来减小螺栓滑移量,优化后的结果表明,螺栓滑移量降低至0.09mm,防滑性能提升约76.9%,经进一步的下线检测(EOL)试验和路试验证,啸叫问题得到解决。

某汽车发动机平衡箱啸叫噪声分析

针对啸叫平衡箱进行噪声、振动和声振粗糙度(NVH)测试并识别出啸叫阶次,发现该阶次不是平衡箱齿轮和轴承的特征阶次;通过逐一互换啸叫平衡箱和正常平衡箱零部件的方法确定了某滚针轴承为故障件;对该滚针轴承的全部滚针进行检测,发现某根滚针的某个波数的波纹度幅值明显超标。根据该波纹度波数计算得到的阶次和啸叫阶次吻合,这说明该滚针存在的异常波纹度导致了该啸叫。采用互换啸叫平衡箱波纹度异常滚针和正常平衡箱滚针的方式进行验证,验证结果也表明该啸叫由该波纹度异常滚针导致。针对该波纹度问题制定了控制措施,且自该措施实施以来平衡箱未出现过类似的啸叫问题。

基于传递路径优化的某样车变速器啸叫改善

以某样车变速器3挡啸叫问题为研究对象,对“动力总成→悬置系统→车室内”的传递路径进行结构测试与分析。数据显示,该样车左悬置隔振量远远小于20dB要求,变速器齿轮啮合产生的振动通过此路径传递至车室内,最终被驾乘人员感知,引发抱怨。利用软件Test.lab,对整车状态下的悬置系统进行结构传递路径测试与分析,并通过软件MSC Adams建立动力总成系统模型,以悬置系统解耦率为优化目标进行优化设计,最终确认调整悬置刚度来优化问题。依据优化结果,快速制作悬置样件并装车验证,试验结果表明,样车更换新设计的悬置样件后,驾驶室内变速器3挡啸叫噪音降低明显,整车NVH性能得到提升。

某两驱纯电乘用车差速器异响故障机理分析和解决

在国家“碳达峰、碳中和”大背景下,纯电动汽车是未来汽车发展趋势,差速器是汽车转向系统的重要零件,其NVH性能好坏直接影响整车驾驶品质.文中基于解决工程上遇到的整车双扭线呜呜异响问题,通过对整车左、右半轴支架和电驱动差速器轴承壳体附件位置布置传感器,测量其振动和噪音信号并分析时域特征和音频数据,结合主观驾评结果,电驱动的差速器振动加速度出现瞬时冲击特征明显,差速器轴承壳体振动冲击幅值最大,同时结合电驱动总成台架故障复现测试,最终锁定电驱动差速器总成是造成整车双扭线呜呜异响的主要原因,制定优化策略并完成台架及整车验证,成功解决了问题.

变速器振动噪声分析及轮齿修形优化

变速器是影响整车噪声振动舒适性(Noise Vibration&Harshness,NVH)的重要因素,如何降低变速器运行过程中的呼啸噪声是研究焦点。面向工程中应用的变速器,建立了综合考虑壳体刚度、轴承接触变形等因素的变速器壳体有限元模型,分析了齿轮传递误差及接触斑点,对比了接触斑点的测试与仿真结果,验证了有限元模型的可靠性。根据频谱分布确定了噪声激励源为输出齿轮副,给出了变速器齿轮修形的技术方案。优化后,变速器系统齿轮动态啮合过程的传动误差下降了69%、噪声下降了4 dB。

电动汽车电驱动桥啸叫特性识别与研究

为确定某款纯电动汽车电驱动桥的啸叫来源,对台架试验测试结果进行阶次分析和啸叫特性研究。首先,通过麦克斯韦应力张量法推导理想条件下作用于永磁同步电机定子内表面的径向力波频率阶次,依次分析单档减速器和滚动轴承组的噪声阶次特性,确定其在无故障情况下其产生的主要阶次;其次,采用5点法采集电驱动桥噪声信号;最后,采用短时傅里叶变换和阶次分析两种信号处理方法提取电驱动桥在台架试验匀加速工况下产生的主要啸叫特征阶次。经过对比分析发现,阶次分析的底噪低、阶次分辨率高,更适用于识别和提取电驱动桥的啸叫阶次以及早期故障特征。

发动机平衡轴剪刀齿机构啸叫试验和计算方法研究

基于多体动力学理论,采用AVL EXCITE建立了2.0 L发动机平衡轴剪刀齿机构啸叫计算模型,并进行了模型验证,通过振动色谱图和齿轮谐次噪声与总谐次噪声差值综合评价啸叫。针对4缸机平衡轴齿轮系统,分析了平衡轴剪刀齿机构啸叫产生原因,同时分析了剪刀齿机构弹簧刚度和正、反旋向剪刀齿机构对啸叫的影响。研究结果表明:驱动齿轮与剪刀齿机构浮动齿轮传递误差最大,是引起空载啸叫的主要原因;弹簧预紧力矩相同时,弹簧刚度为0.5 N·m/(°)时的传递误差比弹簧刚度为1.0 N·m/(°)时降低约7.2%;反旋向剪刀齿机构为一个减振系统,在2500~4000 r/min工况浮动齿轮角加速度相对正旋向剪刀齿机构降低约25%,在空载加速工况啸叫的改善效果明显。

某电动皮卡电机啸叫分析与优化

某电动皮卡车在加速至60~100 km/h时,车内存在高频啸叫问题。针对电机激励源,文章深入分析电机结构及制造过程,采用台架试验法研究制造过程参数磁块磁通量公差、转子叠压厚度、转子生产工艺对电机啸叫的影响。针对整车传递路径,采用有限元法分析传动轴模态,模态试验法测试电机端盖模态,并确定其对电机啸叫的影响。最后,通过端盖模态提升、传动轴轴管加吸音纸、改进电机转子生产工艺,将车内电机48阶啸叫噪声总体优化了6~10 dB(A),有效解决了电动皮卡电机啸叫问题。

匹配DCT变速器的某车型滑行啸叫噪声分析与控制

针对匹配DCT变速器的某车型滑行时产生啸叫的问题,本文利用试验手段和齿轮噪声的测试数据对其产生原因进行了分析。在变速器生产过程中,通过优化齿轮齿顶修缘量和粗糙度,在不改变齿轮设计参数的前提下,有效地降低了变速器齿轮噪声,解决了DCT变速器滑行工况的齿轮啸叫问题。

基于卷积神经网络的发动机齿轮啸叫识别方法

传统发动机生产线对发动机齿轮啸叫的识别基于人工判定,即对每台装配该齿轮系的发动机进行试车,人工识别齿轮啸叫问题,但人工识别工作量大、效率较低。因此,提出录制发动机在试车时产生的音频数据,利用短时傅里叶变换对其进行预处理,转换成色谱图,再用二值化和最大类间方差法(OTSU算法)对色谱图进行信息缩减,最后通过建立卷积神经网络的算法模型,智能筛选出有齿轮啸叫的发动机。结果表明:模型筛选啸叫齿轮的准确率为96%左右,该模型可以降低人工识别的误判率和工作量,提高识别效率。

基于V型斜极转子的电动车低速啸叫优化分析

纯电动汽车低速行驶时特定车速存在明显啸叫声,影响驾驶舒适性。经分析,确认问题车速下啸叫噪声主要由电机48阶噪声贡献,诊断并锁定造成该啸叫问题的关键因素为电磁力激发转子模态。为解决该啸叫问题,将转子斜极方式由线性斜极优化为V型斜极。试验样机验证,V型斜极转子有效降低了问题车速下电机48阶噪声的幅值,显著提升了声品质。

基于重合度优化的电驱动系统齿轮振动噪声性能改善

某电驱动三合一产品在开发过程中齿轮啸叫噪声较大,不满足设计要求.为优化改善齿轮噪声,依据齿轮啮合接触线理论,详细列出重合度分布规律,并结合产品实际,重新优化提高了齿轮啮合重合度.通过搭建的Masta系统仿真分析模型,针对新的齿轮宏观参数,进行了特定的微观修形,并在整车上对优化方案的电驱系统进行振动噪声测试.结果表明,新方案对齿轮啸叫噪声改善效果较好,噪声结果满足设计要求.研究结果可作为电驱动系统齿轮设计的参考经验,对改善现有产品问题及开发新产品,具有重要的量化指导意义.

基于轮齿修形的电动车齿轮啸叫噪声品质研究

齿轮啸叫是影响电动车噪声品质的主要噪声源之一,以某电动车减速器为研究对象,通过振动噪声实验研究以及主观评价实验分析齿轮啸叫噪声品质频谱特性,确定影响齿轮啸叫噪声品质的激励源和频域范围。以敏感频带能量比作为评价齿轮啸叫噪声品质评价指标,对存在啸叫现象的齿轮副进行微观修形分析,优化齿轮的啸叫噪声品质。结果表明主动齿轮转频、啮合频率及其倍频对振动噪声影响较大,适当的轮齿修形可以提高齿轮啸叫的噪声品质。

国产轿车变速器啸叫噪声源的识别与控制

对一款国产轿车变速器存在的啸叫问题进行了研究。首先进行了车内噪声实验和NVH半消声室台架实验,利用阶次分析找到了主要的阶次,然后利用声贡献量分析最终确定了啸叫特征阶次。计算发现该问题较为特殊,由于设计不当出现了不同传动部件阶次一致的情况。针对阶次一致的传动部件,通过接触斑点分析,最终确定了啸叫的噪声源。最后以实际接触斑点的位置和形状为依据,对齿轮进行了齿向修形设计,啸叫声降低约5dB(A)。

圆锥滚子轴承预紧力对变速器啸叫噪声的影响分析

基于仿真分析和实验方法研究了轴承预紧力对汽车变速器啸叫噪声的影响,建立了六挡机械式变速器动力学仿真模型,分析了副轴-后轴承采用不同的预紧力对系统动力学性能的影响,主要考察了传动误差激励、动态啮合力和轴承力变化,获得了不同的箱体动态响应。利用阶次跟踪方法进行实验,分析了不同预紧条件下的振动加速度和声压级水平。结果表明:采用合理的预紧力时,增大轴承刚度有助于抑制变速器啸叫噪声的产生,仿真分析与实验结论一致。

齿面微观修形在汽车变速器降噪中的应用研究

针对汽车变速器啸叫噪声,借助软件RomaxDesigner对齿轮啮合情况进行分析,建立了齿轮静传递误差模型;结合接触斑点试验并采用多因素实验设计得出最佳的齿面微观修形参数。据此进行了齿面微观修形,并对修形前后峰值传递误差和驾驶员位置的声压水平进行对比,结果表明经过合理的齿面修形,静传递误差减小了,齿轮发出的啸叫噪声降低约10dB。

电动汽车减速器啸叫噪声的双目标优化

为降低电动汽车减速器的啸叫噪声,采用齿形修形和齿向修形相结合的齿面修形法,并提出了一种齿轮传递误差和齿面接触应力双目标函数优化模型,对修形参数进行优化。结果表明:采用优化后修形参数进行修形后,电动汽车双级减速器的高速和低速齿轮副的传递误差最大变化量分别降至0.15和0.48μm;最大齿面接触应力分别为700和980MPa,达到了降低传递误差和改善齿面接触应力的预期目标。最后,将减速器安装在整车上进行齿轮优化修形前后的噪声声压级对比测试,结果表明:经齿面优化修形后,驾驶员右耳处噪声声压级峰值降低了7.3d B,啸叫噪声得到了有效控制。

汽车变速器齿轮啸叫噪声试验

为了研究汽车变速器齿轮阶次振动及其所形成的啸叫噪声特征及机理,设计整车道路实测工况试验.分析以下4个方面的变化及相互之间的联系,即变速器齿轮阶次在驾驶室内形成的啸叫噪声、齿轮阶次在发动机机舱内形成的啸叫噪声、变速器后轴承座壳体上的齿轮阶次振动和驱动车轮上的转矩.振动与噪声试验结果分析表明:在发动机机舱内或变速器内,齿轮阶次振动及形成的啸叫噪声客观上始终存在;在驾驶室内,低频率的齿轮阶次振动所形成的啸叫噪声相对于高频率的更容易出现,且汽车正驱加速过程与反拖滑行过程对比,加速过程的齿轮阶次振动更强,但形成的啸叫噪声更弱.分析以上试验结果形成的内在原因可知,即低频率阶次振动及所形成的啸叫噪声,相对高频率更易于传递至驾驶室内;低转速时的低频率阶次噪声,与总体噪声的差值更小,在人耳主观听觉上更容易被察觉;汽车在反拖滑行时,发动机油门处于停止喷油状态,驾驶室内形成的背景或总体噪声相对更小,反拖过程比加速过程更易于被人耳主观察觉到低频阶次啸叫噪声.车轮转矩试验结果表明,正驱转矩比反拖转矩大,相应的振动阶次较明显;在反拖刹车工况下,高转矩使得齿轮副阶次振动变得模糊.

混合动力变速箱齿轮啸叫分析与优化验证

齿轮啸叫作为变速箱噪声的主要因素之一,是一种很容易被人耳所识别的单一频率声音。所研究混合动力变速箱在EV加速模式下,可以明显听到齿轮啸叫噪声,通过阶次分析方法,确定了产生啸叫噪声的目标齿轮副(38阶次)。通过经验公式及Masta软件微观优化模块,对啮合齿轮副进行齿向和齿廓进行调整,优化了接触斑点,降低了传递误差。验证修形后整箱及齿轮副的啸叫噪声情况,结果表明齿轮修形后整箱噪声最大降低13Db,单频38阶次噪声低于目标值(35Db),得到了明显的改善。