淺談汽車變速器的振動與噪聲測試

劉慧++胡建中++湯永旸

摘 要：隨著經(jīng)濟和科技的發(fā)展，交通業(yè)也隨之發(fā)展，并在人們的生活中占據(jù)了很重要的地位。交通行業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，各式各樣的汽車應(yīng)運而生，同時人們對于汽車的要求也越來越高。變速器作為一輛汽車的重要組成部分，它的好壞決定了這輛車質(zhì)量的優(yōu)劣。好的變速器在一定程度上能夠減少汽車的振動和降低汽車的噪音。本文通過研究汽車變速器產(chǎn)生振動和噪聲的現(xiàn)象分析其原因，通過原因提出解決辦法。

關(guān)鍵詞：汽車變速器；振動；噪聲；測試；解決辦法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.235

1 引言

一輛汽車出現(xiàn)振動和噪聲現(xiàn)象會對開車人員產(chǎn)生極大的影響，解決汽車的振動和噪聲問題對于汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大的意義。由于汽車變速器的好壞在很大程度上能夠降低汽車的振動和噪音的產(chǎn)生，所以我們必須加深對汽車變速器的探究。但是汽車變速器本身結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜，而且還要與汽車兼容，所以研究汽車變速器不是一件簡單的事情。本文通過對汽車產(chǎn)生振動和噪音的現(xiàn)象分析產(chǎn)生的原因，再通過這一系列原因提出如何減少汽車變速器振動和噪聲的方法。

2 汽車變速器產(chǎn)生振動和噪聲的原因

汽車變速器的結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，主要包括三個部分，軸承、齒輪和箱體。要研究汽車變速器的問題，我們可以從變速器的三個組成部分出發(fā)。變速器在裝配的過程中就出現(xiàn)組裝上的問題，另外汽車在運動的過程中，變速器是處在一直工作的狀態(tài)，在這個過程中也可能出現(xiàn)各種各樣的問題。

（1）汽車變速器軸承故障。汽車變速器的軸承對汽車的振動有很大的影響，一個壞的軸承可能會造成汽車強大的振動。汽車的振動不僅會對開車人員造成一定的影響，而且還會影響汽車其他零配件的功能，造成其他零配件的移位或損壞等等。所以對一輛汽車變速器軸承的檢測是十分重要的，但是現(xiàn)階段對汽車變速器軸承的檢測的費用是極其高昂的，所以有效的檢測出汽車變速器軸承的故障十分的迫切和重要。這也是當(dāng)下汽車研發(fā)人員比較關(guān)注的問題，當(dāng)汽車的變速器軸承出現(xiàn)故障，如果不能及時有效的診斷出軸承的故障，會對汽車造成極大的損害。

（2）齒輪間的摩擦。汽車在運動的過程中，汽車變速器的齒輪是處于一直轉(zhuǎn)動的狀態(tài)，而齒輪與齒輪之間就避免不了相互之間的摩擦。同時齒輪在摩擦和碰撞的過程中也會給自身一個力的作用，造成自身的振動。這倆個原因都會造成汽車的振動以及產(chǎn)生噪聲。同過齒輪產(chǎn)生噪聲的大小跟齒輪轉(zhuǎn)動的頻率有關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)動頻率越來越大時，產(chǎn)生的噪聲也都會越來越大。當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動的頻率與齒輪的固有頻率相等時，產(chǎn)生的噪聲會非常的大，而且對齒輪會造成非常大的損害。

（3）軸承和軸的位置不當(dāng)。當(dāng)軸承和軸安裝的位置出現(xiàn)偏差時，也會對汽車造成很大的振動以及產(chǎn)生很大的噪聲。軸承和軸應(yīng)該安裝在中間的位置，軸承和軸每一部分的頻率和轉(zhuǎn)速才能保持相等。但是當(dāng)軸承和軸沒有安裝在正確的位置時，軸承和軸的各個部分的轉(zhuǎn)速和頻率會出現(xiàn)偏差，這種偏差會對汽車造成一定程度的振動。當(dāng)軸承和軸偏離正確位置越遠時，汽車的振動和產(chǎn)生的噪聲也會越來越嚴(yán)重。

（4）箱體噪音。汽車的箱體在受到外界的作用力時，會造成汽車箱體一定頻率的振動。而當(dāng)箱體受到齒輪振動而產(chǎn)生的力的作用時，箱體會隨著齒輪頻率的振動而振動，從而造成汽車的振動以及產(chǎn)生不同程度的噪音。噪聲的大小跟齒輪的頻率和箱體的大小以及其固有頻率有關(guān)，所在在設(shè)計汽車變速器箱體的過程中，必須要考慮到變速器齒輪的轉(zhuǎn)動頻率然后設(shè)計出合適的變速器箱體。

3 汽車變速器的振動和噪聲的測試方法

（1）數(shù)字濾波。在之前分析汽車變速器產(chǎn)生振動和噪聲的原因中大多是跟振動的頻率有關(guān)，所以我們可以通過數(shù)字濾波技術(shù)對振動頻率進行濾波，減少其他頻次的波形。數(shù)字濾波技術(shù)是信號處理常用的一種方法，非常的簡單和實用。主要是通過數(shù)字濾波技術(shù)刪掉我們不想要的頻次波，只留下我們需要的頻次波。首先，我們通過實驗將汽車的振動情況記錄下來并繪制成波形，再通過數(shù)字濾波技術(shù)將不想要的數(shù)據(jù)刪掉。對留下來的數(shù)據(jù)進行分析和研究，減少汽車的振動和噪聲。

（2）對振動進行頻譜分析。我們可以根據(jù)我們的需要繪制出不同的振動頻譜圖，比如說，幅值頻譜圖、相位頻譜圖和功率頻譜圖等等。根據(jù)不同的頻譜圖，我們可以采用不同的方法進行分析和研究。變速器在正常工作時器頻譜圖的頻率是比較低的，因為振動非常的微弱。當(dāng)變速器發(fā)生故障時，振動相對來說比較劇烈，那么頻譜圖顯示的頻率就比較高了。我們可以通過頻譜圖的特性來診斷變速器的故障問題。

（3）細(xì)化譜分析。細(xì)化譜是在頻譜圖的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，頻譜圖是針對的比較大的范圍，相反的細(xì)化譜則是針對的比較小的范圍。我們將振動頻譜的其中一小部分進行放大處理，進而對它進行研究。細(xì)化譜的分析都是高精度的，可以將故障問題盡量的細(xì)化，精確的知道具體的原因。這一檢測方法對于檢測變速器的故障十分有效，也給研究人們帶來了很大的便利。

（4）振動解調(diào)。在進行振動頻譜分析時，信號經(jīng)常出現(xiàn)調(diào)制現(xiàn)象，所以我們需要對信號進行解調(diào)。變速器不同的故障需要不同的解調(diào)分析，比如說軸承故障在頻譜圖中表現(xiàn)是頻帶低，而齒輪故障在頻譜圖中表現(xiàn)的是頻帶高。我們做好解調(diào)分析之后，就可以很方便的根據(jù)頻譜圖來判斷變速器故障的原因。因此，做好信號解調(diào)是檢測變速器故障過程中很重要的一步。

4 總結(jié)

本文通過對汽車產(chǎn)生振動和噪音的現(xiàn)象分析產(chǎn)生的原因，即汽車變速器軸承故障、齒輪間的摩擦、軸承和軸的位置不當(dāng)、箱體噪音等。再通過這一系列原因提出如何減少汽車變速器振動和噪聲的方法，即數(shù)字濾波、對振動進行頻譜分析、細(xì)化譜分析、振動解調(diào)等。通過以上方法我們可以快速準(zhǔn)確地找到汽車變速器是否出現(xiàn)故障以及出現(xiàn)故障的原因，及時的解決故障，減少汽車振動和造成的產(chǎn)生。

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