汽車變速器齒輪敲擊異響評價與診斷.pdf

1、汽車變速器齒輪副存在嚙合側(cè)隙導(dǎo)致主動齒輪的轉(zhuǎn)速波動易引起主、從動齒輪相互敲擊從而引發(fā)異響問題。敲擊異響通過聲輻射和結(jié)構(gòu)傳遞等路徑傳至車內(nèi)，引起司乘人員的不適，因此，控制齒輪敲擊異響是變速器設(shè)計過程中面臨的重要問題之一。本課題依托工程項目，針對某MPV車型變速器齒輪敲擊異響進(jìn)行評價和診斷，主要研究工作和結(jié)論如下:
　　(1)針對某MPV車型進(jìn)行變速器齒輪敲擊異響試驗和主觀評價，分析齒輪敲擊聲振特性，確定異響對應(yīng)的具體工況條件。結(jié)果表

2、明:在二擋WOT工況發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速處于1950r/min-2050r/min范圍內(nèi)時，變速器存在輕微的齒輪敲擊異響;在三擋WOT工況發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速處于1600r/min-1800r/min范圍內(nèi)時，變速器存在明顯的齒輪敲擊異響，隨著轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加，異響減弱，并于1900r/min后徹底消失。
　　(2)分析齒輪敲擊產(chǎn)生的條件、激勵和傳遞路徑，明確汽車變速器齒輪敲擊異響形成機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，建立單對齒輪副模型，分析敲擊力做功與齒輪敲擊強(qiáng)度的關(guān)

3、系并研究影響敲擊強(qiáng)度的因素。結(jié)果表明:轉(zhuǎn)速波動和從動齒輪轉(zhuǎn)動慣量與齒輪敲擊強(qiáng)度呈正相關(guān);齒輪敲擊隨著嚙合側(cè)隙的增大呈現(xiàn)先變強(qiáng)后變?nèi)醯内厔?敲擊力對從動齒輪做功導(dǎo)致其動能變化，做功的絕對值與齒輪敲擊強(qiáng)度呈正相關(guān)。
　　(3)建立傳動系動力學(xué)模型，針對曲軸轉(zhuǎn)矩階次沖擊特性、離合器扭轉(zhuǎn)減振特性等關(guān)鍵零部件動力學(xué)特性制定切實可行的建模方案，結(jié)合試驗數(shù)據(jù)校核模型仿真精度。在此基礎(chǔ)上，仿真分析三擋WOT工況下變速器齒輪敲擊動態(tài)特性，分析結(jié)果與

4、實際情況非常符合，進(jìn)一步驗證了模型具有較高的精度。
　　(4)提出汽車變速器齒輪敲擊異響評價指標(biāo)——能量波動指標(biāo)，該指標(biāo)通過齒輪副系統(tǒng)彈性勢能變化量的絕對值評價齒輪敲擊強(qiáng)度。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合試驗數(shù)據(jù)和主觀評價確定齒輪敲擊異響閾值并將能量波動指標(biāo)用于評價二擋WOT工況和四擋WOT工況下的變速器齒輪敲擊異響，評價結(jié)果與實際情況吻合效果較好。
　　(5)基于能量波動指標(biāo)分析各非承載齒輪副敲擊的相對強(qiáng)弱，診斷導(dǎo)致變速器出現(xiàn)敲擊異響的

5、齒輪副并制定相應(yīng)的優(yōu)化方案。結(jié)果表明:二擋WOT工況下，異響主要源自五擋齒輪副和三擋齒輪副的敲擊;三擋WOT工況下，異響主要源自五擋齒輪副和二擋齒輪副的敲擊。
　　課題創(chuàng)新點:
　　(1)建立單對齒輪副模型，研究敲擊力做功與齒輪敲擊強(qiáng)度的關(guān)系，結(jié)果表明敲擊力做功導(dǎo)致從動齒輪動能的變化，做功的絕對值與敲擊強(qiáng)度呈正相關(guān)。這一結(jié)論為后續(xù)基于能量方法研究齒輪敲擊奠定了基礎(chǔ)。此外，分析轉(zhuǎn)速波動、從動齒輪轉(zhuǎn)動慣量以及齒輪嚙合側(cè)隙等因素對

6、齒輪敲擊強(qiáng)度的影響，為敲擊異響優(yōu)化方案提供參考。
　　(2)首次從能量守恒角度分析齒輪敲擊過程并據(jù)此提出汽車變速器齒輪敲擊異響評價指標(biāo)——能量波動指標(biāo)，該指標(biāo)通過齒輪副系統(tǒng)彈性勢能變化量的絕對值評價齒輪敲擊強(qiáng)度。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合變速器齒輪敲擊異響試驗和主觀評價確定齒輪敲擊異響閾值，形成完備的評價體系。本文提出的齒輪敲擊異響評價和診斷方法擺脫了以往的指標(biāo)依靠敲擊力、齒輪角加速度等運動學(xué)參數(shù)分析齒輪敲擊強(qiáng)度的固有模式，克服了這些指標(biāo)難