文档介绍：一个关于传动轴共振的案例研究
闵福江
重庆长安汽车股份有限公司
汽车工程研究院
【摘要】NVH 是汽车研究与设计过程中既需要一定的理论基础,又需要大量实践经验才能解决的应用
问题。文章阐述了汽车动力系统引起整车 NVH 问题的原理,以及解决这些 NVH 问题的一些方法。
【主题词】传动系共振汽车轰鸣声
A Case Study on the Syntony of Drive shaft
Min Fujiang
Chongqing Changan Automobile Stock CO . LTD
Automotive Engineering Institute
【Abstract】NVH is a application problem to be solved with certain theoretical basis and much
practical experience .This paper describes plete vehicle NVH problem principally caused
by power system ,and introduce some ways how to solve this problem。
【Key Words】Transmission system , Syntony , Vehicle , Booming Noise
1 前言
某新研发的车辆,在样车试制期间,发现当车辆在行驶过程中发动机转速达到 3300 转/分时,车内产
生明显的轰鸣声(Booming Noise),该车型如果投放市场,必然引起顾客抱怨,影响市场销售。经诊断分
析确定为传动轴一阶弯曲共振导致,必须针对传动轴采取措施,解决轰鸣噪声。本文系统地阐述了该问题
的分析和解决过程。
2 传动轴共振引发的 NVH 问题
汽车的动力系统时刻向传动轴施加各种激振,尤其以发动机的往复惯性力与传动轴不平衡产生的惯性
力冲击最为显著。传动轴的响应与传动轴的尺寸规格、材料特性和边界条件相关,而且在理论上是一个拥
有无数模态的连续结构。由于传动轴最主要的激振力为发动机往复惯性力与传动轴不平衡产生的惯性力,
因此,传动轴的一阶弯曲模态更容易受到激发产生共振。在采用不等速万向节时,还应该考虑二阶激励。
传动轴的振动通过外万向节、轮毂、悬挂将激振能量传递至车身,车身覆盖件受激共振后又将振动能
量传入腔体,车辆腔体受激共振,产生低频轰鸣声。同时内万向节及差速器齿轮啮合转动的不稳定性还会
引起车辆产生波动式耦合噪音和刺耳的尖叫声音。
3 传动轴在设计中如何避免共振
对于传动轴来说,第一阶模态最重要,如果采用不等速万向节的轴,还应该考虑第二阶的激励。传动
轴的最高转速取决于最高的行驶车速,为了避免共振,传动轴的固有频率一定要比临界转速(传动轴最高
转速)对应的频率高出 15%。
传动轴的最大工作频率与车速的关系:
×× 2π rfj
va = (1)
iikgo j
式 1 中
va →车速
f j →传动轴的最大工作频率
变速器的传动比
ig →
io →主减速比
k j →发动机转矩主谐量的阶数