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变速器操作机构换挡导致的NVH问题研究与案例
2019-08-02 20:54:01· 来源：汽车NVH云讲堂 作者：吕兆平
变速器换挡操纵机构的作用时保证驾驶员能准确可靠的使变速器挂入所需要的任意档位工作，并可随时退至空挡，即把驾驶员的换挡意图通过变速器操作系统以位移和力的
变速器换挡操纵机构的作用时保证驾驶员能准确可靠的使变速器挂入所需要的任意档位工作，并可随时退至空挡，即把驾驶员的换挡意图通过变速器操作系统以位移和力的形式传递到变速器，完成换挡动作。这一机构一般由换挡摇臂，换挡球头，拉索支架以及换挡拉索组成，换挡操纵机构的设计对整车NVH有较大影响。
换挡拉索
对于由动力总成点火阶次引起的振动，经由换挡拉索传进车内引起的抖动问题，增加换挡拉索长度及在拉索上增减配重等都对抖动问题有改善。请看以下案例。
某车型，动力总成纵置后驱，三点悬置布置。初始状态车内方向盘座椅振动较大，反复调试悬置系统均不见效。后发现选换档振动较大，因此将注意力集中在拉索问题上，由于拉索直接连接变速箱与车身，如果设计不好，可能会导致严重的NVH问题。将车内固定选换档的螺栓松开后，车内振动（方向盘、座椅）急剧下降，已能满足要求。如图1，虚线为原状态，实线为松开选换档安装螺栓状态。
图1 固定选换档的螺栓松开前后座椅导轨和方向盘振动对比
这一NVH问题说明以下几个方面：
1）NVH调试首先需解决掉最重要的问题，然后再去解决次要的问题，否则有时问题感觉比较混乱，难以理清头绪；
2）要经常注意发动机与车身相连的各种管路，很多可能存在比较严重的问题；或许悬置系统本身已能满足要求，当然，最好的验证办法是同时去除几个悬置的安装螺栓，看是否车内振动仍然很大。
对于这一现象，我们有详细的案例：一纵置后驱微面，在反复更改了悬置方案之后，车内感觉改善不大，一般来说，如果悬置系统不是做的很差，微面车内的NVH性能与悬置系统的关系不如前横置方式敏感。我们对这一款微面做了如下对比：1）保持悬置安装状态；2）完全去除三个悬置，用举升机托举动力总成到自重状态。两者方向盘、座椅的振动测试结果如图2：
图2 松开悬置前后方向盘及座椅振动对比
由上图可知 松开悬置前后，车内方向盘、座椅振动基本相当，表明悬置系统并不是主要的振动传递路径，其他管路直接与车身相连的部位可能会出现严重的问题。
换挡拉索对变速器Rattle的影响
换挡拉索长度及拉索软应对变速器敲击影响较大，方案一在原拉索长度基础上加10毫米，方案二为加长10毫米的基础上把拉索变软。对比原状态，变速器Rattle改善明显，车内声品质也有提升，见图3。
图3 换挡拉索对驾驶员耳旁噪声的影响
换挡球头
换挡球头（图4）作为直接响应，增加球头重量及换挡杆长度，对降低响应处振动均有帮助。
图 4换挡球头示例
换挡摇臂
摇臂配重与换挡拉索的位置关系，在不同的档位下有不同的位置偏差，由于动力总成的振动左作用在摇臂配重这样一个悬臂梁结构上可能会放大，也可能会作用到换挡接头，进而传递到车内换挡手柄。请看以下案例：
某手动变速箱车型，车辆评估时发现，各档位，车辆滑行，发动机转速下降至2000RPM左右时，奇数档位下，换挡杆都会出现不同程度抖动现象，3挡较明显，初步判断振动由动力总成通过换挡拉索传至档杆（见图5）。
图5 3档加速滑行换挡杆振动加速度对比
原因分析：
此问题有以下特征：
1、车辆在运动及静止状态下（踩下离合空踩油门）均无此现象
2、换挡摇臂处此振动特征明显，但换挡拉索支架处并无此振动特征
3、此振动与发动机二阶有关，并且共振特征明显
4、换挡摇臂处一阶模态与换挡杆抖动频率一致，初步怀疑换挡杆摇臂模态不足，导致共振。
图6 故障分析导图
解决措施：
在摇臂处加筋（见图7），把模态提升到150HZ附近（见图8），主观评估异响消失。
图7 加强方案
图8 模态分析图
拉索接头及拉索支架
拉索头与换挡摇臂接头处，可采用软接头，可以有效的降低从动力总成处传递过来的振动能量。
拉索支架处也可以采用软支架的方式降低能力传递。对变速器敲击有明显改善。
拉索支架模态提升也对车内加速声品质有影响（见图8）。
图8 拉索支架模态提升也对车内加速声品质的影响。
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