动不平衡对后桥振动噪声的影响研究

来源：SCI期刊网 分类：电子论文 时间：2021-09-22 08:28 热度：

摘 要：摘要：动不平衡是汽车后桥产生振动和噪声的影响因素之一，为了确定动不平衡对于后桥在振动和噪声方面的影响程度，以某一款后桥作为研究对象，对后桥进行了动不平衡调整，并对

　　摘要：动不平衡是汽车后桥产生振动和噪声的影响因素之一，为了确定动不平衡对于后桥在振动和噪声方面的影响程度，以某一款后桥作为研究对象，对后桥进行了动不平衡调整，并对调整前后的后桥进行了不同工况(匀速、加速、减速)下的振动、噪声测试及分析。结果表明，降低动不平衡，能明显降低后桥的振动和噪声，对于后桥在使用寿命、NVH性能提升及产品生产方面有一定借鉴意义。

　　关键词：动不平衡振动噪声

　　引言

　　动不平衡是旋转机械结构产生振动的重要影响因素，进而影响旋转机械结构的噪声、使用寿命等，是旋转机械结构重要性能参数之一[1-3]。

　　动不平衡方面的研究在国内外已较为成熟，目前作为一种专门的技术在发展，尤其是在科技发展迅速的今天，旋转机械运转速度提升，要求动不平衡量的数值越来越小，对降低动不平衡的要求也就越来越高，需将动不平衡量控制在规定的数值之内[4-5]。其中，汽车行业在动不平衡方面的研究主要是发动机、变速箱、电机等，在后桥方面的研究较少。

　　本文针对不同的动不平衡状态下，后桥的振动、噪声响应，研究动不平衡对后桥振动、噪声产生的影响。

　　1动不平衡的产生机理

　　GB/T6444-2008/ISO1925：2001机械振动平衡词汇[6]定义动不平衡为中心主惯性轴与转子轴线既不平行又不相交的不平衡状态。动不平衡可由2个等效的不平衡矢量给出，这2个等效的不平衡矢量分别在2个垂直于轴线的指定平面上，能完全表示转子总的不平衡[7-8]。

　　动不平衡可简单理解为由旋转轴上的质量分布不均匀(见图1)所导致，当质心位置与作用在转子上的离心力的旋转中心不一致时(见图2)，就会出现不平衡。

　　造成动不平衡的主要原因是旋转部件质量不均匀、轴系不直、零件与零件安装时有间隙(例如轴承与轴之间)、轴系受到外部激励导致弯曲等[9]。

　　2动不平衡与振动噪声测试

　　2.1测试仪器

　　后桥动不平衡与振动噪声测试仪器及作用见表1。

　　2.2测试准备

　　1)试验台架：3电机试验台架。

　　2)试验环境：半消声试验室。

　　3)样件安装：后桥3端安装水平，试验状态下无晃动、无共振。

　　注：本试验后桥速比为41：10。

　　2.3传感器布置

　　传感器布置示意图如图3所示。

　　在后桥输入端布置一个光电传感器，用于测试后桥输入转速及转动相位;在主动齿轮大轴承对应的主减速器壳体上布置振动传感器，用于测试振动信号;在距离后桥桥背盖正后方1m处布置麦克风，用于测试噪声信号。

　　2.4试验工况

　　动不平衡一般在匀速状态下进行测试及调整，为了更详细地分析动不平衡对振动、噪声产生的影响，增加了加速、减速的试验工况，具体工况见表2。

　　2.5测试步骤

　　1)后桥初始状态(未作动平衡，即没有进行平衡量匹配)的动不平衡、振动、噪声测试;

　　2)动不平衡调整;

　　3)动不平衡调整后振动、噪声测试。

　　3动不平衡对后桥振动噪声的影响动不平衡直接影响的是1阶次振动噪声(输入轴旋转产生)，而后桥的主要振动噪声表现为10阶次振动噪声(齿轮啮合产生)，本次试验主要对比1阶次(输入轴旋转产生)和10阶次(齿轮啮合产生)的振动噪声。本试验在如下2种状态下对后桥进行动不平衡调整：1)状态1：输出两端未连接状态;2)状态2：输出两端连接状态。

　　3.1匀速工况动不平衡、振动、噪声

　　表3是匀速工况下，状态1和状态2的动不平衡量、振幅、噪声。因为是匀速工况，对整体数据进行了均值计算。

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　　从表3可以看出，匀速工况下，状态1和状态2的1阶次振幅分别降低了50.23%和50.69%，1阶次噪声分别降低了1.34dB(A)和4.69dB(A);10阶次振幅和噪声均降低较小。

　　3.2加速、减速工况振动、噪声

　　3.2.1加速工况振动数据加速工况振动数据如图4所示。

　　从图4可以看出，整个加速工况，与初始状态相比，状态1和状态2的1阶次振幅均降低了50%，10阶次振幅基本没有变化。

　　3.2.2减速工况振动数据减速工况振动数据如图5所示。

　　从图5可以看出，在整个滑行工况(减速工况)，与初始状态相比，状态1和状态2的1阶次振幅均降低了50%，10阶次振幅在2700r/min左右均降低了15%。

　　3.2.3加速工况噪声数据加速工况噪声数据如图6所示。

　　从图7可以看出，整个滑行工况(减速工况)，与初始状态相比，状态1的10阶次噪声在2800r/min左右降低了2dB(A);状态2的10阶次噪声在2800r/min左右降低了4dB(A)，其它转速下噪声基本没有变化。

　　3.3数据分析

　　综上所述，动不平衡对后桥输入轴振动影响较大，动不平衡降低60%，相应的输入轴振幅降低了50%;但动不平衡对后桥齿轮啮合振动影响较小。动不平衡对后桥噪声的影响受后桥运行工况影响，一部分工况下，噪声基本无变化;另一部分工况下，噪声可降低1.34dB(A)和4.69dB(A)。

　　4结论

　　通过调整后桥动不平衡的状态，测试了后桥在不同运行工况下的振动噪声，并进行了调整前后的对比分析。结果表明，动不平衡对后桥输入轴振动有较大影响，对齿轮啮合振动影响较小;部分工况下，动不平衡对后桥噪声有一定影响。整体表明，降低动不平衡，能明显降低后桥的振动、噪声，对于后桥使用寿命、NVH性能的提升以及后桥的生产控制有一定的参考意义。——论文作者：赵应强1陈忠敏1，2郭凯1马友政1杨显发1张亚岐1

文章名称：动不平衡对后桥振动噪声的影响研究

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