某纵置DCT车型匀速巡航共鸣音控制

某纵置DCT车型匀速巡航共鸣音控制

王一帆

安徽江淮汽车技术中心

摘要：纵置DCT变速箱车型在巡航过程中易出现共鸣音的问题。DCT变速箱缺少液力变矩器，在传动系统隔振方面有一定的劣势。本文通过传递路径分析的方法，从源-传递路径-响应提出工程方案并实施，最终解决了改车型出现的低转速巡航共鸣音问题。

关键词：共鸣音；传动系统；共振

1引言

DCT变速箱优点是传动结构简单，制造加工性好，成本低且可靠性好。缺点是采用单齿啮合，受力不均匀，无液力变矩器，无减振效果。

纵置DCT主要运用在MPV后驱车型。与横直DCT车型相比，纵置DCT车型的变速箱输出轴通过传动轴与后桥减速器相连。常规车辆出现的问题也会出现在DCT车型中。

2问题描述

某MPV车型，前期搭载2.0T+5AT横置车型。在此基础上开发2.0T+6DCT纵置车型。试制车阶段对该车型进行测试分析，发现在高档位（4/5/6档）巡航行驶时，在发动机低转速区域（2000rpm以下），车内轰鸣音明显。具体的主观评价问题点如下：

1500rpm以下车内前、后排严重轰鸣声，且伴有间隙性压耳感；1800rpm附近车内后排轰鸣声；60~70kph车内前、后排轰鸣声明显，有一定的压耳感。

根据主观评价问题点，在车内驾驶员右耳、中排中间位置、后排中间位置布置传声器，测试4/5/6档1100rpm至2000rpm缓油门加速各测点的频谱特性，查找问题点。

如图1所示，1500rpm以下后排轰鸣声明显，是发动机的二阶次噪声引起。6档1800rpm车内后排轰鸣声明显，传动轴2阶与发动机2阶共同贡献。根据速比计算，传动轴2阶6档下对应发动机阶次约为1.26阶，车速在60~70kph。

3原因排查

车辆匀速行驶时，发动机及进排气产生的噪声会通过结构和空气传递路径传递至车内，轮胎悬架通过路面产生的激励会通过车身振动辐射至车内。

3.1动力总成及进气系统排查

对进气赃管进行分析，发现进气脏管有一道直角弯，容易引起湍流噪声，且长度过短，对噪声的衰减不利。手工优化进气气流通道，并适当延长进气引入管，再进行测试，发现用转速区域1500~3000rpm噪声OA有明显降低。如下图：

图2进气脏管手工改制及进气口2阶噪声（红色为原状态，绿色为优化后）

如图2所示，进气口2阶噪声相比于原状态有明显好转。

3.2排气系统排查

汽车排气系统的噪声源主要有空气噪声、冲击噪声、气流摩擦产生的声音以及辐射噪声等。空气噪声是指汽车发动机在运动过程中，由于压力波在排气管道中传播而造成的，空气噪声的大小取决于排气管道的直径；辐射噪声则是由于排气管道中中的消声原件受到影响后出现震动，从而出现噪声。

首先将排气系统吊钩和车身安装点脱离，然后对车内噪声进行测试发现无变化，说明排气结构噪声对车内噪声无影响。将排气口尾管延长50cm，在转鼓上测试4档缓油门加速车内噪声，车内二阶次噪声显著降低。

图4尾管改制及驾右2阶噪声（上图原状态，下图处理后）

通过进一步分析，发现4档缓油门1450rpm共振转速处车内二阶噪声下降了3.5dB（见图5）。

图5尾管改制前后彩图及2阶噪声对比（左图原状态，右图处理后）

该车型匹配2.0T发动机，排气消声容积只有26L，远小于建议值。排气容积的一般设计原则为：前置消声器容积和后置消声器容积之和一般为发动机功率的0.225-0.3倍。分析可知，该发动机的功率为140KW,建议容积在31.5L—42L之间。消声器容积不足，造成排气2阶次噪声消声能力不足。

3.3传动系统排查

DCT变速箱没有液力变矩器，在动力传递过程中不能很好的把振动衰减，会出现MT后驱车型长出现的传动轴不平衡振动、扭转振动等问题，这也是此车型重点排查问题的方向。首先对传动系统进行模态测试，看是否存在与发动机二阶振动对应的模态。测试结果如图6：

传动系统在60Hz有弯曲模态出现，模态阵型最大位移位置在第二节传动轴与差速器连接位置。动力总成二阶振动引起此模态频率共振，是造成车内低频共鸣音的又一原因。为了抑制传动系统60Hz附近弯曲模态，制作了动力吸振器。为了确保最好效果，试制样件制作了重量3kg，对地频率分别为42Hz、48Hz、55Hz、60Hz、65Hz的动态吸振器样件分别进行测试。

图748Hz频率动力吸振器车内噪声彩图（上图原状态，下图优化后）

对6个频率动力吸振器分别进行测试，选取效果最佳的样件。如图7所示，在1200-1800rpm转速区间内车内噪声1.26阶、2阶影响最大，分别对应传动轴一阶不平衡模态以及发动机二阶激励模态。对地频率48Hz的吸振器（中间彩图）效果最佳，对1.26阶和2阶噪声降低最多。

3.4车身系统排查

由于传动系统存在60Hz附近低频模态，传递至后桥再通过悬架传递至车身。车身与悬架之间衬套的隔振能力尤为重要。对后悬架拖曳臂衬套和车身按照点布置振动加速度传感器，测试此条传递路径的隔振能力。

图8拖曳臂衬套隔振测试及优化

从图8测试结果可以看出，Y向和Z向几乎无隔振，X向隔振效果也仅有3dB。将拖曳臂的衬套刚度降低，拖曳臂衬套刚度降低，前排噪声在1350rpm下降较多；后排噪声在1800rpm下降较多。可见降低衬套刚度可以有效降低车内轰鸣音。

车身钣金如果有与传动系统对应的模态频率，也会产生共振。对车身钣金件进行模态测试，发现车身后侧围、后顶棚钣金存在50Hz模态，容易被激励起来。将顶棚薄弱处增加阻尼垫后进行测试。

可知，钣金增加阻尼垫之后，在45Hz-60Hz频率段车内噪声降低2-6dB。效果显著。

3.5小结

通过系统的对动力系统、进排气系统、传动系统和车身路径进行排查，对中高速巡航低转速共鸣音进行科学有序的分析，最终找到了许多有效的措施方案。

4工程化方案实施

在工程车辆改进中，必须保证有可实施性，对其他性能影响要小。例如进气系统改进要满足总布置的要求，以及满足进气被压的要求；排气系统的整改也要满足排气空间布置以及排气被压要求。涉及到底盘件的改进不仅需要零部件的强度试验，还需要进行可靠性验证。在实车NVH问题整改过程中，低成本、可靠性高、相关其他性能影响较小的方案较好。

5结论

本文主要对某一纵置DCT车型NVH排查过程中出现的巡航共鸣音问题予以排查。首先讲述了车辆振动噪声的基本发展问题，再描述了纵置DCT车型容易出现的NVH问题的分类和传递路径关系，最后对实车问题进行测试分析，得出可行性的方案并进行验证。试验结果表明，施加所有措施后巡航共鸣音右明显衰减，问题得以解决。

参考文献

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