CN108931374A - 一种驱动桥噪声测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种驱动桥噪声测试系统，包括驱动电机、负载电机和待测驱动桥，驱动电机通过传动轴与待测驱动桥的输入端连接，待测驱动桥的两个输出端各连接一个负载电机，利用驱动电机和负载电机模拟驱动桥的实际运行工况，并利用待测驱动桥处布置的噪声检测装置来对驱动桥发出的噪声进行检测。根据对整车实际运行时的运行工况，对驱动电机的转速参数以及负载电机的负载参数进行设定，实现驱动桥负载条件下的全工况噪声测试，使驱动桥近似运行于实际运行工况，使驱动桥噪声测试结果更为接近整车实际运行时的真实水平。因此，该测试系统真实反映驱动桥整车上运行时的噪声水平，测试工况全面，测试值真实准确，测试结果准确度高。

Description

一种驱动桥噪声测试系统

技术领域

本发明涉及一种驱动桥噪声测试系统。

背景技术

驱动桥是目前商用车底盘的重要传动部件，其位于传动系统的末端，主要由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳组成。驱动桥主要功能是将发动机的动力扭矩通过降速增扭的过程传递到两侧驱动轮胎，保证车辆正常行驶，在此过程中，由于后桥主减齿轮的啮合，必然产生噪声，并通过驱动桥壳辐射出来，影响整车噪声性能。

为控制驱动桥本体噪声，汽车行业标准QC/533规定了驱动桥噪声台架的测量方法，但由于台架负载状态为空载，同时驱动桥的测试转速仅相当于实际车辆车速的50km/h，对于目前商用车60-90km/h的常用车速，台架的模拟测试条件与实际车辆的使用状态差距较大，无法准确反映驱动桥本体噪声水平。

公开号为CN203672476U的中国专利文件提供了一种在整车上测量驱动桥噪声的装置，该装置通过取音头收集驱动桥内的噪声，并由传音管传递至隔音管后通过噪声计测量，该测试装置在整车上对驱动桥噪声进行测试，驱动桥本体为真实运行工况，所以，该测试装置存在以下不足之处：1、取音头位于驱动桥桥壳附近处，虽然可以读取到驱动桥的噪声，但是由于驱动桥处于实际运行中，因此，底盘的其他噪声(如发动机本体噪声、路面胎噪、风噪、变速箱噪声等)也一并被读取，且底盘其他噪声与驱动桥噪声无法区分出来，导致测试的噪声失真；2、取音头读取噪声后需要经过传音管、隔音箱等一系列设备进行传递，在此过程中，驱动桥附近读取的噪声值由于传递路径长、接触部件等原因进行了衰减，导致车内噪声计测试值远小于实际值，测试数据失真。

发明内容

本发明的目的是提供一种驱动桥噪声测试系统，用以解决驱动桥在实际运行中无法准确检测驱动桥噪声的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种驱动桥噪声测试系统，包括驱动电机、负载电机和待测驱动桥，所述驱动电机通过传动轴与待测驱动桥的输入端连接，所述待测驱动桥的两个输出端各连接一个负载电机，利用驱动电机和负载电机模拟待测驱动桥的实际运行工况，待测驱动桥处布置有噪声检测装置，用于对待测驱动桥发出的噪声进行检测。

所述噪声检测装置包括三个噪声检测模块，分别布置在能够检测所述待测驱动桥发出噪声的三个检测位置处。

所述三个检测位置分别为主减壳中部上方距离桥壳300mm处、桥壳后盖中部后方距离桥壳300mm处和单侧半轴上方距离桥壳300mm处。

所述待测驱动桥最终的噪声为各噪声检测模块检测出的噪声数据的平均值。

利用驱动电机和负载电机模拟驱动桥的实际运行工况具体为：驱动电机输出与要求车速对应的转速作为待测驱动桥的输入转速，负载电机输出相应地扭矩作为整车实际负载。

所述驱动电机和负载电机能够模拟待测驱动桥运行于加速工况、匀速工况和减速工况，所述噪声检测装置对运行于加速工况、匀速工况和减速工况的待测驱动桥发出的噪声进行检测。

所述待测驱动桥布置在一个消声室内，所述驱动电机和负载电机布置在所述消声室外。

所述消声室内设置有固定立柱，所述待测驱动桥安装在所述固定立柱上。

本发明提供的驱动桥噪声测试系统为一个测试平台，将待测驱动桥置于该测试平台中，驱动桥并非处于实际运行工况，而是在试验状态下。并且由于该测试系统只涉及驱动桥，所以，该测试系统中就不存在发动机本体噪声、路面胎噪、风噪、变速箱噪声等其他干扰信息，提升了驱动桥噪声检测精度。并且，待测驱动桥的输入端连接有驱动电机，待测驱动桥的两个输出端各连接一个负载电机，并且，利用待测驱动桥处布置的噪声检测装置来对驱动桥发出的噪声进行检测。利用驱动电机和负载电机模拟驱动桥的实际运行工况，驱动电机输出的转速作为待测驱动桥的输入转速，并且，测试工况中基于整车运行状态增加半轴负载，利用负载电机输出一定的扭矩来模拟整车实际负载，实现驱动桥运行状态与整车驱动桥运转状态一致，实现在模拟驱动桥实际负载状态下的噪声测试。因此，根据对整车实际运行时的运行工况，对驱动电机的转速参数以及负载电机的负载参数进行设定，实现驱动桥负载条件下的真实工况噪声测试，使驱动桥近似运行于实际运行工况，保证驱动桥噪声测试结果接近整车实际运行时的真实水平。因此，该测试系统真实反映驱动桥整车上运行时的噪声水平，测试值真实准确，测试结果准确度高。另外，通过控制驱动电机的转速变化，可以使待测驱动桥运行于加速状态、匀速状态和减速状态，满足待测驱动桥在这三种状态下的噪声测试，由于通常情况下，驱动桥只存在这三种状态，那么，该测试系统能够实现运行状态的全面噪声测试。

附图说明

图1是驱动桥噪声测试系统的俯视图；

图2是驱动桥噪声测试系统的正视图；

图3是噪声检测点A和C的位置布置示意图；

图4是噪声检测点B的位置布置示意图；

其中，1为半轴电机，2为驱动电机，3为半消声室，4为传动轴，5为固定立柱，6为待测驱动桥。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明提供的驱动桥噪声测试系统包括驱动电机、负载电机和待测驱动桥，其中，驱动电机的个数是一个，负载电机的个数是两个，驱动电机和负载电机均可以为现有的电机。本实施例中，负载电机为半轴电机。如图1所示，驱动电机2的输出端通过传动轴4与待测驱动桥6的输入端连接，待测驱动桥有两个半轴输出端，各半轴输出端均通过传动轴4连接到半轴电机1上。而且，该测试系统中还包括一个消声室，本实施例为半消声室，待测驱动桥6布置在半消声室3内，能够避免测试过程中外部噪声的干扰，并且，驱动电机2和半轴电机1布置在半消声室3外，可避免这两种电机产生的电机噪声影响驱动桥噪声的测试结果。另外，为了将待测驱动桥6固定在半消声室3内，半消声室3内还设置有固定立柱5，如图2所示，待测驱动桥6通过U型螺栓固定安装在固定立柱5上，并且，为了达到实际运行工况的效果，待测驱动桥6的安装固定方式与整车保持一致。

该测试系统中设置有噪声检测装置，该噪声检测装置在本实施例中称为声级计测试系统。声级计测试系统布置在待测驱动桥6处，能够对待测驱动桥6发出的噪声进行检测。

声级计测试系统包括有至少一个噪声检测模块，用于采集待测驱动桥6发出的噪声，当然，噪声检测模块可能还连接有处理设备，用于对噪声数据进行相应地处理和检测，由于处理设备属于常规技术，并且与本发明的发明点无关，这里就不再具体说明。噪声检测模块，本实施例以传声器为例，其设置的个数与所要求检测的精度相关，传声器的个数越多，将其布置在待测驱动桥6相关检测位置，得到的数据越多，通过求取平均值能够获取更加精准地结果。为了便于说明，本实施例中，传声器的个数是三个，分别是传声器A、B和C，这三个传声器通过固定支架固定在待测驱动桥6的桥壳附近的三个检测位置处，本实施例给出三个具体的检测位置，当然，作为其他的实施例，还可以是其他能够检测待测驱动桥6的噪声的位置。如图3和4所示，传声器A布置在主减壳中部(即主减齿轮啮合中心处)上方距离桥壳300mm处，传声器C布置在单侧半轴上方距离桥壳300mm处，传声器B布置在桥壳后盖中部后方距离壳300mm处。这三个传声器能够从各自的检测位置检测到待测驱动桥6的噪声，待测驱动桥6最终的噪声值即为这三处噪声测试值的平均值。

利用驱动电机2和半轴电机1来模拟待测驱动桥6的实际运行工况，其中，将所需的车速换算为驱动电机2输出的转速，驱动电机2输出的转速作为待测驱动桥6的输入转速，并且，测试工况中基于整车运行状态增加半轴负载，利用半轴电机1输出一定的扭矩来模拟整车实际负载，实现驱动桥运行状态与整车驱动桥运转状态一致(负载、转速等技术参数一致)，实现驱动桥负载状态下的噪声测试。利用驱动电机和负载电机模拟驱动桥的实际运行工况具体为：通过车速s(如s＝90km/h＝90*1000/3600m/s＝25m/s)和轮胎半径r(如r＝0.46m)，换算出轮胎转速n(n＝s/(2*π*r)＝6.63)，轮胎转速n即为半轴转速，再通过主减速比f(如f＝3.91)即可得到主减输入端转速w(w＝n*f＝25.9转/秒＝1555rpm)，主减转速w(1555rpm)即为驱动电机的输入转速，通过对驱动电机转速的控制(即设置为w＝1555rpm)即实现“驱动电机输出与要求车速对应的转速作为待测驱动桥的输入转速”；针对“负载电机输出相应的扭矩作为整车的实际负载”这个实现过程，主要通过对整车阻力的计算(下文中∑F的计算过程)换算到轮胎上，得到驱动桥两端轮胎阻力的扭矩值，该扭矩值即为整车驱动桥实际输出扭矩，将该扭矩值设置为负载电机的输出扭矩，即实现驱动桥测试的负载工况为实际运行工况。

因此，根据对整车实际运行时的运行工况，对驱动电机2的转速参数以及半轴电机1的负载参数进行设定，实现驱动桥负载条件下的全工况噪声测试，使驱动桥近似运行于实际运行工况，使驱动桥噪声测试结果更为接近整车实际运行时的真实水平。另外，满足驱动桥负载状态，实现驱动桥正向、反向旋转，与整车状态下的驱动桥运行工况(负载、转速等条件)一致。

为实现待测驱动桥6的全面测试，其测试工况分为三种测试工况，即为定速工况、加速工况和减速(反拖)工况，分别对应整车运行时的匀速工况、加速工况和滑行工况。本实施例中，匀速对应的速度有60km/h、70km/h、80km/h、90km/h，加速工况对应的速度变化为60km/h-90km/h，滑行工况对应的速度变化为90km/h-60km/h，这样设置速度能够保证待测驱动桥6的测试工况覆盖整车正常运行时的所有工况。各工况下，待测驱动桥6的输入端转速(即驱动电机2的转速)依据整车运行工况并通过轮胎半径等参数换算而成，待测驱动桥6半轴输出端负载依据轮胎负载(∑F＝F_f+F_w+F_i+F_j，各参数具体见表1)换算得到，将计算得到的待测驱动桥输入端转速由驱动电机2输出给待测驱动桥6，并以此转速驱动待测驱动桥6运行；将计算得到的待测驱动桥半轴负载由半轴电机1输出，并以此负载值作用在待测驱动桥6半轴上，实现待测驱动桥6运行时处于加载状态，保证待测驱动桥的运行工况与整车运行时驱动桥运行工况状态一致。

表1

需要说明的是，驱动桥噪声的测试是参考整车车内噪声的测试工况，整车噪声测试时为整车在平坦的道路正常行驶，上下坡行驶为非常用工况，因此驱动桥噪声测试的负载工况不包括坡度阻力计算。所以，整车在平坦的道路正常行驶时，在噪音测试时不考虑坡度阻力Fi，即坡度阻力为0。

以下结合具体数据对驱动桥噪声的三种测试工况的具体测试步骤进行说明：

测试工况一：定速工况

步骤1：驱动电机2驱动待测驱动桥6运行并控制其输出端转速，维持在所需转速下(依据整车测速换算得到)；

步骤2：半轴电机1启动并将运行工况负载作用在待测驱动桥6的半轴两端；

步骤3：当待测驱动桥6稳定运转后，开启声级计测试系统测试噪声，测量时间10s；

步骤4：通过传声器A、B和C记录待测驱动桥6附近三处的噪声值，取平均值，得到该工况下的待测驱动桥的噪声值；

步骤5：利用上述步骤连续测量两次，结果取其平均值；

步骤6：依据表2和表3的格式输出测试结果。

测试工况二：加速工况

步骤1：驱动电机2控制待测驱动桥6输入端转速，并使其稳定在初始转速；

步骤2：半轴电机1启动并将运行工况负载作用在待测驱动桥6的半轴两端；

步骤3：当待测驱动桥6稳定运转后，半轴电机1端负载保持不变，调整驱动电机2转速，使其逐渐加速至终了转速，以此同时开启声级计测试系统测试噪声；

步骤4：通过传声器A、B和C记录待测驱动桥6附近三处的噪声值，取平均值，得到该工况下的待测驱动桥的噪声值；

步骤5：利用上述步骤连续测量两次，结果取其平均值；

步骤6：依据表2和表3的格式输出测试结果。

测试工况三：减速(反拖)工况

步骤1：半轴电机1通过输出端半轴控制待测驱动桥6输入端转速，并使其稳定在初始转速；

步骤2：驱动电机2启动并将运行工况负载作用在待测驱动桥6的主动端；

步骤3：当待测驱动桥6稳定运转后，驱动电机2的负载保持不变，调整半轴电机1转速，使其减速至终了转速，以此同时开启声级计测试系统6测试噪声；

步骤4：通过传声器A、B和C记录待测驱动桥6附近三处的噪声值，取平均值，得到该工况下的待测驱动桥的噪声值；

步骤5：利用上述步骤连续测量两次，结果取其平均值；

步骤6：依据表2和表3的格式输出测试结果。

此测试工况为减速(反拖)工况，即为整车松油门滑行状态，由于惯性力的作用使得整车轮胎端为转速输入端，轮胎带动主减齿轮旋转，并因此带动发动机曲轴转动(此过程主动力与整车匀速行驶和加速行驶时正好反向)，此时驱动桥主减总成为盆齿带动主动齿旋转(整车匀速行驶和加速行驶时为主动齿带动盆齿旋转)，因此需要通过半轴电机1控制驱动桥6的转速，驱动电机2控制负载(目的也是为了保证盆齿为主动端带动主动齿旋转)。同时因为此测试工况为减速工况，因此必须通过控制半轴电机1的转速，才能实现减速状态。

表2

表3

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种驱动桥噪声测试系统，其特征在于，包括驱动电机、负载电机和待测驱动桥，所述驱动电机通过传动轴与待测驱动桥的输入端连接，所述待测驱动桥的两个输出端各连接一个负载电机，利用驱动电机和负载电机模拟待测驱动桥的实际运行工况，待测驱动桥处布置有噪声检测装置，用于对待测驱动桥发出的噪声进行检测。

2.根据权利要求1所述的驱动桥噪声测试系统，其特征在于，所述噪声检测装置包括三个噪声检测模块，分别布置在能够检测所述待测驱动桥发出噪声的三个检测位置处。

3.根据权利要求2所述的驱动桥噪声测试系统，其特征在于，所述三个检测位置分别为主减壳中部上方距离桥壳300mm处、桥壳后盖中部后方距离桥壳300mm处和单侧半轴上方距离桥壳300mm处。

4.根据权利要求2或3所述的驱动桥噪声测试系统，其特征在于，所述待测驱动桥最终的噪声为各噪声检测模块检测出的噪声数据的平均值。

5.根据权利要求1所述的驱动桥噪声测试系统，其特征在于，利用驱动电机和负载电机模拟驱动桥的实际运行工况具体为：驱动电机输出与要求车速对应的转速作为待测驱动桥的输入转速，负载电机输出相应地扭矩作为整车实际负载。

6.根据权利要求5所述的驱动桥噪声测试系统，其特征在于，所述驱动电机和负载电机能够模拟待测驱动桥运行于加速工况、匀速工况和减速工况，所述噪声检测装置对运行于加速工况、匀速工况和减速工况的待测驱动桥发出的噪声进行检测。

7.根据权利要求1所述的驱动桥噪声测试系统，其特征在于，所述待测驱动桥布置在一个消声室内，所述驱动电机和负载电机布置在所述消声室外。

8.根据权利要求7所述的驱动桥噪声测试系统，其特征在于，所述消声室内设置有固定立柱，所述待测驱动桥安装在所述固定立柱上。