CN109406160A - 低速制动行驶时cvt变速箱异响测试和分析系统及方法 - Google Patents

低速制动行驶时cvt变速箱异响测试和分析系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低速制动行驶时CVT变速箱异响测试和分析系统及方法，包括数据采集分析仪、设置在CVT变速箱输出轴附近壳体上的加速度传感器、设置在CVT变速箱输出轴附近壳体上的第一音频采集器，设置在车内驾驶席头枕的内耳部位布置第二音频采集器、连接车载电源接口的车速传感器，所述数据采集分析仪通过电缆线与所述加速度传感器、第一音频采集器、第二音频采集器和车速传感器相连接，用于采集和分析CVT变速箱发出的异响信号。本发明实现了CVT在实车减速行驶工况下的异响诊断和评价，可用于分析异响的频率特征和传播路径，帮助产品设计和品质保证工程师识别出异响源，指出改善产品质量的方向。

Description

低速制动行驶时CVT变速箱异响测试和分析系统及方法
技术领域
本发明属于汽车零部件噪声测试领域，具体涉及一种低速制动行驶时CVT变速箱异响测试和分析系统及方法。
背景技术
随着客户对汽车驾驶运动感和乘坐舒适性能的不断追求，在汽车用变速箱当中，CVT的市场占比越来越高。相对于MT，DCT等，CVT实现了无级换档，没有换档时的顿挫感，换档更加柔顺，能带给客户高品质的体验。品质优异的CVT能够明显提高产品的号召力。
CVT的噪声性能是异响其品质的诸多重要因素之一。目前，CVT异响性能验证主要通过实车行驶过程中的主观评价为主，在验证过程中一般通过对比多台样本和噪声现象，
分析钢带，齿轮等加工精度是否达到设计和工艺精度要求，然后再将主观感觉好和差的整车互换变速箱之后重新评价来进行，难以把握到变速箱异响的客观原因。
发明内容
本发明的目的是提供一种CVT在实车减速行驶工况下的异响诊断和评价方法，分析异响的频率特征和传播路径，帮助产品设计和品质保证工程师识别出异响源，指出改善产品质量的方向。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明一方面提供了一种低速制动行驶时CVT变速箱异响测试和分析系统，包括数据采集分析仪、设置在CVT变速箱输出轴附近壳体上的加速度传感器、设置在CVT变速箱输出轴附近壳体上的第一音频采集器，设置在车内驾驶席头枕的内耳部位布置第二音频采集器、连接车载电源接口的车速传感器，所述数据采集分析仪通过电缆线与所述加速度传感器、第一音频采集器、第二音频采集器和车速传感器相连接，用于采集和分析CVT变速箱发出的异响信号。
作为优选，所述的加速度传感器为三向振动加速度计，X，Y，Z方向的正方向分别对应于车辆的后向、右侧和上方。
作为优选，所述第二音频采集器的扇面朝向车辆前方，所述第二音频采集器的下表面距离座椅坐垫表面的距离为0.6-0.7m。
作为优选，所述的第二音频采集器为传声器或双耳人工头，信号采集效果更好。
作为优选，所述的所述第二音频采集器为双耳耳机，罩在座椅头枕的左右两边，信号采集效果更好。
作为优选，经过所述CVT变速箱、底盘，车身，车门的电缆线通过胶带固定且胶带表面光滑无凸起边缘或褶皱。确保在车辆行驶过程中不产生额外异响源。
作为优选，所述的第一音频采集器通过夹具固定在CVT变速箱输出轴附近壳体上，固定可靠且方便拆卸。
本发明另一方面提供了一种基于所述系统的低速制动行驶时CVT变速箱异响测试和分析方法，包括步骤：
步骤一、先将装有第二音频采集器的驾驶员座椅调整至合适位置，座椅在前后方向上移动至正中位置，靠背的倾斜角度为65-70度；
步骤二、设置数据采集分析仪的测试参数并确认数据采集正常；
步骤三、试验开始之前使车门、车窗、天窗处于关闭状态，关闭空调鼓风机、内循环；
步骤四、加速到45kph之后，踩制动踏板滑行至10kph以下，同时采集车速、噪声和振动信号；
步骤五、在车速随时间变化的曲线当中，截取一定时间区间及其对应的车速变化范围，利用FFT分析(快速傅里叶分析)，识别出噪声的频率特征，然后分别进行噪声的频谱分析和滤波分析；
步骤六、确认数据可靠性和一致性，在测量完毕后，结束全部试验过程；对设备仪器和辅助工具等进行整理和清洁，恢复车辆正常状态；
作为优选，步骤二中，设置数据采集分析仪的测试参数时，将噪声信号的分析频率范围设定在10Hz～10kHz；振动信号的分析频率范围设定在10Hz～5kHz；分辨率为1Hz。
作为优选，步骤五中，所述的频谱包括CVT变速箱的近场噪声和车内噪声频谱、CVT变速箱的输出轴部位附近壳体的X、 Y、 Z方向的振动加速度频谱。
相比现有技术，本发明结合主观评价，针对CVT变速箱在低速25～10km/h制动减速行驶过程中的异响问题，通过实测得到的噪声及振动试验数据信号，给出了CVT在实车减速行驶工况下的异响诊断和评价方法，可用于分析异响的频率特征和传播路径，帮助产品设计和品质保证工程师识别出异响源，指出改善产品质量的方向。
附图说明
图1是CVT变速箱轮廓图及传感器布置位置示意图；
图2是CVT变速箱噪声和振动测试部位示意图；
图3是CVT车的车内外噪声和振动测试部位示意图；
图4是低速制动行驶时CVT变速箱异响发生的车速随时间变化曲线示意图；
图5是CVT变速箱的近场噪声和车内噪声频谱示意图；
图6是CVT变速箱的输出轴部位附近壳体的X、 Y、 Z方向的振动加速度频谱；
图7是变速箱近场原始信号时频分析；
图8是变速箱近场信号删除异响特征信号后的时频分析。
附图标注明：1-CVT变速箱，2-加速度传感器安装部，3-第一音频采集器，4-加速度传感器，5-第二音频采集器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施做进一步的详细描述，但本发明的实施不限于此。
如图1至图3所示，一种低速制动行驶时CVT变速箱异响测试和分析系统，包括数据采集分析仪、设置在CVT变速箱1输出轴附近壳体上的加速度传感器4、设置在CVT变速箱1输出轴附近壳体上的第一音频采集器3，设置在车内驾驶席头枕的内耳部位布置第二音频采集器5、连接车载电源接口的车速传感器，所述数据采集分析仪通过电缆线与所述加速度传感器4、第一音频采集器3、第二音频采集器5和车速传感器相连接，用于采集和分析CVT变速箱1发出的异响信号。
所述的加速度传感器4为三向振动加速度计，X，Y，Z方向的正方向分别对应于车辆的后向、右侧和上方。
所述第二音频采集器5的扇面朝向车辆前方，所述第二音频采集器5的下表面距离座椅坐垫表面的距离为0.6-0.7m。
在一可行的实施例中，所述的第二音频采集器5为传声器或双耳人工头，信号采集效果更好。
在另一可行的实施例中，所述的所述第二音频采集器5为双耳耳机，罩在座椅头枕的左右两边，信号采集效果更好。
另外，经过所述CVT变速箱1、底盘，车身，车门的电缆线通过胶带固定且胶带表面光滑无凸起边缘或褶皱。确保在车辆行驶过程中不产生额外异响源。
安装过程中，采用举升机（双柱举升机和剪式平板举升机均可）将供试车辆举到适度高度，比如约1.8m，确保能够比较合适地在加速度传感器安装部2和CVT变速箱1输出轴附近壳体上布置振动加速度传感器和传声器，见图1。用502或其他粘合剂在变速箱输出轴附近的壳体上布置三向振动加速度计，X，Y，Z方向的正方向分别对应于车辆的后向，右侧，上方，保证加速度计安装紧固，如图2。所述的第一音频采集器3通过夹具固定在CVT变速箱1输出轴附近壳体上，固定可靠且方便拆卸。
借助GPS定位系统接上车载电源，安装好实时监控车速的车速传感器，将其置于仪表台上后通过支架接在前风挡玻璃车内侧；
将所述数据采集分析仪置于车内后排座椅上并用安全带或其他方式固定好，避免试验车行驶时晃动，最后将所有传感器的电缆线连接在数采的通道上，并在电缆线两头做在好标记（可以用编号或命名的方式），以示区分。
一种基于所述系统的低速制动行驶时CVT变速箱异响测试和分析方法，包括步骤：
步骤一、如图3所示，先将装有第二音频采集器5的驾驶员座椅调整至合适位置，座椅在前后方向上移动至正中位置，靠背的倾斜角度为65-70度；
步骤二、设置数据采集分析仪的测试参数：将噪声信号的分析频率范围设定在10Hz～10kHz；振动信号的分析频率范围设定在10Hz～5kHz；分辨率为1Hz，确认数据采集正常；
步骤三、试验开始之前使车门、车窗、天窗处于关闭状态，关闭空调鼓风机、内循环；
步骤四、加速到45kph之后，踩制动踏板滑行至10kph以下，如图4，同时采集车速、噪声和振动信号；
步骤五、结合噪声信号试听分析，在图4所示车速随时间变化的曲线当中，截取时间13～14s，相应的车速变化范围为14～12kph，接着利用FFT分析(快速傅里叶分析)，识别出噪声的频率特征，然后分别进行噪声的频谱分析（如图5和6）和滤波分析（如图7和8），所述的频谱包括CVT变速箱1的近场噪声和车内噪声频谱、CVT变速箱1的输出轴部位附近壳体的X、Y、 Z方向的振动加速度频谱；
再如图7，车速在40km/h时，由于有发动机或轮胎噪声掩蔽，没有特别的噪声问题；但是当减速行驶到车速降至25km/h以下之后，CVT变速箱1的异响问题变得比较突出。删减掉图7中的特征信号成分（图7中的矩形虚线框内）之后，得到如图8所示的，再次试听发现，能够听到异响问题也明显消失了。本实施例中，删减掉图7中的特征信号成分的步骤可采用Audition软件，待安装成功之后，进入软件操作界面，导入采集到的噪声信号文件，显示出时间-频率-声压图形，然后选取套索选择工具，截取声音信号中的异响成分；选中之后，点击鼠标右键，确认后删除所选中的区域。
步骤六、确认数据可靠性和一致性，在测量完毕后，结束全部试验过程；对设备仪器和辅助工具等进行整理和清洁，恢复车辆正常状态。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低速制动行驶时CVT变速箱异响测试和分析系统，其特征在于：包括数据采集分析仪、设置在CVT变速箱(1)输出轴附近壳体上的加速度传感器(4)、设置在CVT变速箱(1)输出轴附近壳体上的第一音频采集器(3)，设置在车内驾驶席头枕的内耳部位布置第二音频采集器(5)、连接车载电源接口的车速传感器，所述数据采集分析仪通过电缆线与所述加速度传感器(4)、第一音频采集器(3)、第二音频采集器(5)和车速传感器相连接，用于采集和分析CVT变速箱(1)发出的异响信号。
2.根据权利要求1所述的低速制动行驶时CVT变速箱异响测试和分析系统，其特征在于：所述的加速度传感器(4)为三向振动加速度计，X，Y，Z方向的正方向分别对应于车辆的后向、右侧和上方。
3.根据权利要求1所述的低速制动行驶时CVT变速箱异响测试和分析系统，其特征在于：所述第二音频采集器(5)的扇面朝向车辆前方，所述第二音频采集器(5)的下表面距离座椅坐垫表面的距离为0.6-0.7m。
4.根据权利要求3所述的低速制动行驶时CVT变速箱异响测试和分析系统，其特征在于：所述的第二音频采集器(5)为传声器或双耳人工头。
5.根据权利要求3所述的低速制动行驶时CVT变速箱异响测试和分析系统，其特征在于：所述的所述第二音频采集器(5)为双耳耳机，罩在座椅头枕的左右两边。
6.根据权利要求1所述的低速制动行驶时CVT变速箱异响测试和分析系统，其特征在于：经过所述CVT变速箱(1)、底盘，车身，车门的电缆线通过胶带固定且胶带表面光滑无凸起边缘或褶皱。
7.根据权利要求1所述的低速制动行驶时CVT变速箱异响测试和分析系统，其特征在于：所述的第一音频采集器(3)通过夹具固定在CVT变速箱(1)输出轴附近壳体上。
8.一种基于权利要求1至7中任一项所述系统的低速制动行驶时CVT变速箱异响测试和分析方法，其特征在于，包括步骤：
步骤一、先将装有第二音频采集器(5)的驾驶员座椅调整至合适位置，座椅在前后方向上移动至正中位置，靠背的倾斜角度为65-70度；
步骤二、设置数据采集分析仪的测试参数并确认数据采集正常；
步骤三、试验开始之前使车门、车窗、天窗处于关闭状态，关闭空调鼓风机、内循环；
步骤四、加速到45kph之后，踩制动踏板滑行至10kph以下，同时采集车速、噪声和振动信号；
步骤五、在车速随时间变化的曲线当中，截取一定时间区间及其对应的车速变化范围，利用FFT分析，识别出噪声的频率特征，然后分别进行噪声的频谱分析和滤波分析；
步骤六、确认数据可靠性和一致性，在测量完毕后，结束全部试验过程；对设备仪器和辅助工具等进行整理和清洁，恢复车辆正常状态。
9.根据权利要求8所述的CVT变速箱异响测试和分析方法，其特征在于，步骤二中，设置数据采集分析仪的测试参数时，将噪声信号的分析频率范围设定在10Hz～10kHz；振动信号的分析频率范围设定在10Hz～5kHz；分辨率为1Hz。
10.根据权利要求8所述的CVT变速箱异响测试和分析方法，其特征在于，步骤五中，所述的频谱包括CVT变速箱(1)的近场噪声和车内噪声频谱、CVT变速箱的输出轴部位附近壳体的X、 Y、 Z方向的振动加速度频谱。
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