吳兆亮

（安徽江淮汽車集（jí）團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

摘　要：傳動軸作為整車傳遞動力的重要零部件，其NVH性能嚴重影響著整車的NVH性能。文章介紹了某輕型卡車傳動軸異響的問題處理過程，從傳動（dòng）軸（zhóu）動平衡、係統共振、傳（chuán）動軸夾角等方麵進行問題的排查，並Z終解決異響問題。

關鍵詞：異響；共振；傳動軸夾角

前言

隨（suí）著社（shè）會（huì）的發展，用戶對汽車產品的舒適性要求越來越高，特別是汽車NVH 性能（néng）越來越受到用戶的關注。傳動軸作為整車傳遞動力的重（chóng）要零部件，其NVH 性（xìng）能嚴（yán）重（chóng）影（yǐng）響著整車的NVH 性能。某（mǒu）輕型卡車在開發驗證時發現了整車異響問（wèn）題，經過分析確認，整車異響（xiǎng）源為傳動軸。

1　故障（zhàng）現象

試驗人員在對新車進行驗證時，發現在高速行駛時（60km/h 以上），整車（chē）有（yǒu）“嗡嗡（wēng）嗡”的異響，且隨著車速的提高，異響逐漸的增大。經過專業評價人員（yuán）對多個係統的評估確認，找到整車異響源為傳動軸。

2　故障調（diào）查

傳動軸異響（xiǎng）通常（cháng）有三個原因：1、傳動軸動平衡不良；2、傳（chuán）動軸與動力係統共振；3、傳動軸夾角不合理。

2.1 動（dòng）平衡不良排查

對故障車傳動軸的動平衡進行檢測，發現傳動軸均符合設（shè）計（jì）要（yào）求，動不平衡量小於40gcm。輕（qīng）卡傳動軸產品均（jun1）執行此動平衡的標準，無不良現象產（chǎn）生，故排除動平衡不良的因（yīn）素。

2.2 傳動（dòng）軸與動力係統共振排查

對傳動軸的臨界轉（zhuǎn）速進行計算，根據汽車設計[1]，傳（chuán）動軸臨界（jiè）轉速按（àn）式（1）計算：

其（qí）中D 為傳動軸軸管外徑，d 為傳（chuán）動軸軸管內徑，L 為傳動軸長度，將傳動軸外徑69mm，內徑63mm，長（zhǎng）度850mm經過計算（suàn），傳動軸臨界轉速為15518rpm，再考慮1.5 的安全係數，Z小臨界轉（zhuǎn）速（sù）可達到10345rpm。

同時計算傳動軸工作的Z大（dà）頻率[2]。

其中Vmax為Z大車速，ig 為變（biàn）速箱Z高檔的傳動比（bǐ），io為主減速器傳動比（bǐ），K 為發動機轉矩主諧量階數（四（sì）缸四衝程發動機，主諧量階（jiē）數為2），r 為車輪滾動半徑。

將Vmax=120km/h，ig=0.77，io=6.142，K=2，r=0.360m代入式（2），經計（jì）算得f=158Hz。轉化為轉速即為9480rpm，小於傳動軸臨界轉速10345rpm。

因此排除傳動軸與動（dòng）力（lì）係（xì）統共（gòng）振的因素。

2.3 傳動軸夾角不合理的排查（chá）

對傳動軸的夾角進行（háng）校核[1]，傳動軸夾角示意如圖1。

經過校核（hé），傳動（dòng）軸在（zài）各種工（gōng）況（kuàng）下夾角如表1 所（suǒ）示，當量夾角在空載下達到3.9°，比（bǐ）設（shè）計推薦的允許當量夾角3°大（dà）。因此，傳動軸（zhóu）設計當量夾角過大（dà）可能是（shì）造成傳動軸異響的（de）原因（yīn）。

基於以（yǐ）上理論分析，對傳動軸夾角進行優化設計。

根據之前理論分（fèn）析的傳動軸（zhóu）夾角（jiǎo）結果，分（fèn）析調整後橋仰角（jiǎo），減小α3，可以減小當（dāng）量夾角（jiǎo）φ。原設計狀態後橋仰角為7.5°，調整後（hòu）橋仰角為8.5°後，校核結果如表2 所示。校核（hé）結果顯示後橋仰角增加（jiā）到8.5°後，傳動軸單個夾角α2、α3 減小，當量夾角φ顯著減小（xiǎo），空（kōng）載狀態下（xià）僅1.9°。相比原設計狀態，減小2°。

調整後橋仰角為8.5°進行驗證：在後橋鋼托處增加1°斜墊（diàn）鐵，調整（zhěng）後橋仰角（jiǎo）為（wéi）8.5°，試裝2 台車進（jìn）行驗（yàn）證；試驗人員反饋，異響更為明顯，比老狀態（tài）更差。

以上驗證（zhèng）結果與理論分析存在較大差異。因此，決定對傳動軸夾角進行實測。對1 台下線（xiàn）車輛原始狀態車輛及調整後橋仰（yǎng）角狀態2 台車（chē）輛采用三坐標進行傳動（dòng）軸夾角測量，測試結果如表3 所示。

以上（shàng）實測結果與理論分析（xī）有很大差異。從實測結果來看，原設計狀態的車輛，實際當量夾角達到了6.2°，遠超一般（bān）要（yào）求的3°。

對（duì）以上實物與理論存在（zài）的偏差進行調查，發現，發動（dòng）機位置在Z 方向上，實際狀態比理論狀態低12mm。而因為（wéi）問題（tí）車（chē）型軸距（jù）較短（2800mm），前傳設計長度僅472mm，傳動軸夾角受安裝位置偏差影響極大（實物（wù）狀態比理論相差2.6°）。

根據實物狀態，用（yòng）在傳動軸（zhóu）中間吊（diào）掛處增加10mm墊鐵（tiě）的方法，對傳（chuán）動軸夾（jiá）角進行調整（zhěng），並進行實測，結果如表4所示。

因此，可以判斷傳動軸異響是由於傳動軸夾角過大造成。在（zài）減小傳動軸夾角，特（tè）別是傳動軸當量夾角後，異響改善明顯。

3　結論

1）傳動（dòng）軸異響（xiǎng）的排查應係統排查，從傳動軸動平衡、係統（tǒng）共振、傳動軸夾角全麵係（xì）統排查；

2）問題（tí）分析時，應理論（lùn）與（yǔ）實際測試（測量）相結合，避免僅僅根（gēn）據理論值進行問題排查，做出錯誤的判斷；

3）傳動軸夾角不合理，通常容易產品批量性問題發生，需要在設計開發驗證階段做充分的驗證評價，避免產品上市後產生批量性（xìng）用戶投訴；

4）通過（guò）故障處理，更充分說明傳動軸當量夾角要求小於3°的必要性。

來源：《汽車實用技術》