CN109738183B - 汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法，采用测试设备，且包括步骤：S1、将被测物置入测试设备的半消声室中，将被测物与测试设备的输入电机连接，被测物为齿轮传动系统；S2、输入电机带动被测物运转，采集测试数据；S3、根据采集的测试数据，评估被测物的敲击特性。本发明汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法，采用专用的测试设备，无需匹配发动机，使用电机模拟发动机输出扭矩，可满足不同齿轮传动系统的敲击测试需求，利用率高，节省社会资源，可确保测试结果的准确性。

Description

汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法

技术领域

本发明属于汽车制造技术领域，具体地说，本发明涉及一种汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法。

背景技术

汽车动力总成研发过程中，NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能至关重要，因为噪声和振动给予驾驶员的驾驶感受是最直接的。有相关统计资料显示，大部分汽车公司的研发费用，有五分之一消耗在解决车辆的NVH问题上。

在整个汽车NVH性能开发过程中，齿轮传动系统的NVH性能扮演了重要地位。为了保证整车的NVH性能以及降低市场故障率，研发单位都会在各个研发阶段，对齿轮传动系进行NVH测试。预评估并逐步改善产品的NVH性能，直到产品满足技术要求。

现有用于齿轮传动系统敲击噪声的测试方法，测试结果准确性低，采用的测试设备结构复杂，重复利用率低，导致测试成本高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法，目的是提高测试结果的准确性。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法，采用测试设备，且包括步骤：

S1、将被测物置入测试设备的半消声室中，将被测物与测试设备的输入电机连接，被测物为齿轮传动系统；

S2、输入电机带动被测物运转，采集测试数据；

S3、根据采集的测试数据，评估被测物的敲击特性。

所述测试设备包括用于对被测物提供负载扭矩的测功机，测功机位于半消声室的外部；在所述步骤S2中，由测功机设定被测物的转速。

所述测试设备还包括设置于半消声室内部的隔音罩，所述输入电机设置于隔音罩内部。

所述测试设备还包括与被测物的动力输出端连接且用于吸收振动的阻尼器，阻尼器通过传动轴与所述测功机连接，阻尼器位于所述半消声室的内部。

所述测功机设置两个，各个测功机分别通过一个传动轴与所述阻尼器连接。

所述测试设备还包括设置于被测物上的振动加速度计，在所述步骤S2中，振动加速度计测量被测物的振动加速度。

所述测试设备还包括设置于所述半消声室的内部的声压计，在所述步骤S2中，声压计测量被测物发出的噪音。

所述半消声室包括外隔声墙、设置于外隔声墙内侧的内隔声墙和设置于内隔声墙上的消声尖劈。

本发明汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法，采用专用的测试设备，无需匹配发动机，使用电机模拟发动机输出扭矩，可满足不同齿轮传动系统的敲击测试需求，利用率高，节省社会资源，可确保测试结果的准确性。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是测试设备的俯视图；

图2是轴承座的结构示意图；

图3是轴承座的主视图；

图4是轴承座的侧视图；

图5是轴承座的俯视图；

图中标记为：1、外隔声墙；2、内隔声墙；3、轴承座；301、底板；302、定位块、303、支柱；304、第一加强筋；305、第二加强筋；306、安装面板；307、第一避让孔；308、轴孔；4、齿轮传动系统；5、输入电机；6、隔音罩；7、测功机；8、传动轴；9、消声劈尖；10、地板。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”和“第二”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

本发明还提供了一种汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法，采用测试设备，如图1所示，该测试设备包括用于容纳被测物的半消声室、设置于半消声室内部的隔音罩6、设置于隔音罩6内部且用于向被测物提供驱动力的输入电机5和用于对被测物提供负载扭矩的测功机7，测功机7位于半消声室的外部，被测物为齿轮传动系统。本申请中的齿轮传动系统是指在实际汽车上，用于将来自发动机的动力传递至车轮的部件，如手动变速箱、双离合变速箱或自动变速箱等。

具体地说，本发明的汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法包括如下的步骤：

S1、将被测物置入半消声室中，将被测物与输入电机5连接；

S2、输入电机5带动被测物运转，采集测试数据；

S3、根据采集的测试数据，评估被测物的敲击特性。

如图1所示，半消声室的主要作用是为传动系统噪声测试提供一个半自由声场空间(半自由声场空间是指声波在无限大空间传播时，除地板外，不存在任何反射体)，被测物放置在半消声室的内部。被测物的动力输入端与输入电机5连接，接收来自输入电机5的驱动力，测功机7与被测物的动力输出端连接，测试时由输入电机5带动被测物进行运转。

如图1所示，隔音罩6设置在半消声室的内部，隔音罩6罩住输入电机5，吸音罩用于隔离输入电机5产生的噪声和吸收半消声室内的声波，输入电机5产生的噪声通过隔音罩6进行了吸声处理，保证了半消声室声学质量，降低了半消声室内的背景噪声，提高了测试结果的准确性。输入电机5为永磁同步电机且为高动态低惯量永磁同步电机，可以模拟发动机由于活塞周期惯性力而产生的扭矩脉动，实现在半消声室内对齿轮传动系统的敲击噪声测试，从而可以无需设置发动机，缩短整个汽车动力总成乃至整车的研发时间。

如图1所示，测试设备还包括与被测物的动力输出端连接且用于吸收振动的阻尼器，阻尼器通过传动轴8与测功机7连接，阻尼器位于半消声室的内部。传动轴8为水平设置，传动轴8的一端与阻尼器连接，传动轴8的另一端与测功机7连接，传动轴8穿过半消声室的墙体，传动轴8的轴线与输入电机5的轴线相平行。传动轴8的材质为碳纤维，强度高，重量轻，转动时噪声小。

在本实施例中，如图1所示，测功机7设置两个，各个测功机7分别通过一个传动轴8与阻尼器连接，被测物的动力输出端分别通过一个阻尼器与一个传动轴8连接，半消声室位于两个测功机7之间。阻尼器与被测物的输出轴连接，阻尼器用于吸收振动并且在被测物的输出端与测功机7之间传输扭矩，阻尼器为旋转阻尼器，其结构如同本领域技术人员，在此不再赘述。

如图1所示，测试设备还包括设置于被测物上且用于测量振动加速度的振动加速度计和设置于半消声室的内部且用于测量被测物发出的噪音的声压计。被测物上设置测试点，振动加速度计设置于测试点处，以在被测物运转过程中测量该测试点的振动加速度。声压计布置在被测物的周围，声压计与被测物之间具有一定的一定距离，测量由被测物发出的噪音。振动加速度计和声压计与控制系统电连接，振动加速度计将获取的振动加速度数据传输至控制系统，声压计将获取的噪音数据传输至控制系统，完成测试数据的采集。

在进行齿轮传动系统敲击噪声测试时，通过测功机7设定被测物的转速。而且由控制系统设定输入电机5的负载扭矩，在进行齿轮传动系统敲击噪声测试时，通常是轻载或者是空载。

输入电机5受到变频器的控制，变频器设置在半消声室的外部。通过变频器控制输入电机，模拟发动机由于活塞周期惯性力而产生的扭矩脉动。控制系统可根据测试需求，在不同转速工况下，设定输入电机的扭矩脉动的幅值与频率，来模拟不同发动机或者相同发动机不同工况下的扭矩脉动。

如图1所示，半消声室包括地板、外隔声墙1、设置于外隔声墙1内侧的内隔声墙2和设置于内隔声墙2上的消声尖劈。地板为水平设置，隔音罩6设置于地板上，外隔声墙1和内隔声墙2为竖直设置于地板上，外隔声墙1位于内隔声墙2的外部，外隔声墙1包围内隔声墙2，内隔声墙2包围被测物和隔音罩6等部件，外隔声墙1与内隔声墙2之间距离一定的距离，形成双层中空墙体。消声尖劈设置在内隔声墙2的内壁面上，消声尖劈具有强吸声能力，确保半消声室取得良好的自由声场性能，使消声室除地面以外，没有来自其他表面的声波反射。因此整个实验室可看作一个近似的半自由场。

如图1所示，测试设备还包括设置于半消声室内部且用于对传动轴8提供支撑的轴承座。如图2至图5所示，该轴承座包括支撑座和设置于支撑座上且高度位置可调的安装面板306，支撑座设置于地板上。支撑座包括底板301、设置于底板301上的两个支柱303、与支柱303和底板301连接的第一加强筋304以及与两个支柱303连接的第二加强筋305。

如图2至图5所示，底板301为水平设置，底板301为矩形平板，底板301与半消声室的地板固定连接，支柱303为竖直设置，两个支柱303朝向底板301的上方延伸，支柱303的下端与底板301固定连接，支柱303与底板301相垂直。支柱303具有一定的长度，支柱303是横截面(该横截面是指与支柱303的长度方向相垂直的平面)为矩形的杆状结构，安装面板306设置于两个支柱303上且安装面板306为竖直设置，各个支柱303的一个侧面与安装面板306的同一侧面贴合，增加了安装面板306与支柱303的有效接触面积和预紧力。轴承安装在安装面板306上，安装面板306具有让传动轴8穿过的轴孔308，轴孔308为圆孔且该轴孔308为在安装面板306上沿板厚方向贯穿设置的通孔。

如图2至图5所示，第一加强筋304设置两个且两个第一加强筋304分别与一个支柱303连接。第一加强筋304为倾斜设置，两个第一加强板相平行，第一加强筋304与支柱303和底板301为焊接连接。第一加强筋304具有一定的长度，第一加强筋304的上端是在支柱303的长度方向上的两端之间的位置处与支柱303固定连接，第一加强筋304的下端与底板301固定连接，第一加强筋304朝向支柱303的侧下方延伸，第一加强筋304的长度方向与支柱303的长度方向之间具有夹角且该夹角为锐角。第二加强筋305位于两个支柱303之间且第二加强筋305与支柱303相垂直，第二加强筋305与支柱303为焊接连接，第二加强筋305并位于底板301的上方且第二加强筋305与底板301相平行，第二加强筋305是在支柱303的长度方向上的两端之间的位置处与支柱303固定连接。支撑座的两支柱303之间、支柱303与底板301之间均通过加强筋加固，提高了轴承座的整体刚性和稳定性。

如图2至图5所示，安装面板306通过第一螺栓与支柱303连接，安装面板306具有让第一螺栓穿过的第一避让孔307，支柱303具有让第一螺栓插入的内螺纹孔，第一避让孔307为腰型孔且第一避让孔307的长度方向与支柱303的长度方向相平行。第一避让孔307为在安装面板306上沿板厚方向贯穿设置的通孔，轴孔308位于安装面板306的上端，第一避让孔307位于轴孔308的下方，所有第一避让孔307按照两列进行布置且各列具有同等数量的第一避让孔307，位于同一列的所有第一避让孔307为沿安装面板306的长度方向依次布置且为等距分布。第一避让孔307的长度大于第一螺栓的直径，第一避让孔307的宽度与第一螺栓的直径大小相等。安装面板306通过多个第一螺栓与支柱303连接，安装面板306上的第一避让孔307设置多个且各个第一避让孔307中分别插入一个第一螺栓，安装面板306通过同等数量的第一螺栓安装在两个支柱303上。两个支柱303上设置同等数量的内螺纹孔，支柱303上的所有内螺纹孔为沿支柱303的长度方向依次布置且为等距分布，支柱303上的让第一螺栓拧入的内螺纹孔的数量多于第一避让孔307的数量。在第一螺栓拧松后，安装面板306可以在竖直方向上进行上下滑动，可以安装面板306的对高度进行微调和粗调，实现轴承座整体高度尺寸的调节。在安装面板306调节至合适高度后，拧紧第一螺栓，将安装面板306固定在两个支柱303上。采用螺栓固定的方式，方便拆装。

如图2至图5所示，支撑座还包括用于对安装面板306起定位作用的两个定位块302，两个定位块302分别设置于一个支柱303上，安装面板306位于两个定位块302之间。定位块302通过第二螺栓与支柱303连接，定位块302具有让第二螺栓穿过的第二避让孔，第二避让孔为圆孔，支柱303具有让第二螺栓插入的内螺纹孔。定位块302具有一定的长度且定位块302的长度方向与支柱303的长度方向相平行，定位块302和安装面板306位于支柱303的同一侧，两个定位块302分别位于安装面板306的一侧，安装面板306可以在两个定位块302之间上下滑动，从而调节了轴承座的高度。

在上述步骤S1中，将被测物的输入轴与输入电机5连接，将被测物的输出轴与阻尼器连接，阻尼器通过传动轴8与测功机7连接，完成被测物的安装。

在上述步骤S2中，进行齿轮传动系统敲击噪声测试时，由测功机7设定被测物的转速，输入电机5带动被测物运转。在原有负载扭矩基础上，叠加设定一定幅值和频率的扭矩脉动。使用转速传感器输可记录被测物的输入轴的转速波动，转速传感器将获取的转速数据传输至控制系统。与此同时，振动加速度计测量被测物上的测试点的振动加速度，声压计测量被测物发出的噪音，振动加速度计将获取的振动加速度数据传输至控制系统，声压计将获取的噪音数据传输至控制系统。而且设置转速传感器、振动加速度计和声压计的最高采样频率为96kHz，确保采集的数据真实可靠。

在上述步骤S2中，输入电机5用于模拟发动机由于活塞周期惯性力而产生的扭矩脉动，实现在半消声室内对齿轮传动系统的敲击噪声测试。控制系统可根据测试需求，设定输入电机5的扭矩脉动的幅值与频率，从而可满足不同齿轮传动系统的敲击测试需求。

在上述步骤S3中，测试数据采集成功后，使用专业NVH软件，评估齿轮传动系统在特定工况下的敲击特性，获得评估结果。使得设计人员可以根据评估结果，针对性的改善齿轮传动系设计，最终满足设计要求。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法，其特征在于，采用测试设备，且包括步骤：

S1、将被测物置入测试设备的半消声室中，将被测物与测试设备的输入电机连接，被测物为齿轮传动系统；

S2、输入电机带动被测物运转，采集测试数据；

S3、根据采集的测试数据，评估被测物的敲击特性；

其中，所述测试设备包括用于对被测物提供负载扭矩的测功机和与被测物的动力输出端连接且用于吸收振动的阻尼器，测功机位于半消声室的外部；在所述步骤S2中，由测功机设定被测物的转速；

阻尼器为旋转阻尼器，阻尼器通过传动轴与所述测功机连接，阻尼器位于所述半消声室的内部；传动轴的一端与阻尼器连接，传动轴的另一端与测功机连接，传动轴穿过半消声室的墙体；

所述测试设备还包括设置于半消声室内部且用于对传动轴提供支撑的轴承座，该轴承座包括支撑座和设置于支撑座上且高度位置可调的安装面板，支撑座包括底板、设置于底板上的两个支柱、与支柱和底板连接的第一加强筋以及与两个支柱连接的第二加强筋；

两个支柱朝向底板的上方延伸，支柱的下端与底板固定连接，安装面板设置于两个支柱上且安装面板为竖直设置，各个支柱的一个侧面与安装面板的同一侧面贴合，轴承安装在安装面板上，安装面板具有让传动轴穿过的轴孔；

第一加强筋设置两个且两个第一加强筋分别与两个支柱连接，第一加强筋为倾斜设置，两个第一加强板相平行，第一加强筋的上端是在支柱的长度方向上的两端之间的位置处与支柱固定连接，第一加强筋的下端与底板固定连接，第一加强筋朝向支柱的侧下方延伸，第一加强筋的长度方向与支柱的长度方向之间具有夹角且该夹角为锐角；

第二加强筋位于两个支柱之间且第二加强筋与支柱相垂直，第二加强筋位于底板的上方且第二加强筋与底板相平行，第二加强筋是在支柱的长度方向上的两端之间的位置处与支柱固定连接；

安装面板通过第一螺栓与支柱连接，安装面板具有让第一螺栓穿过的第一避让孔，支柱具有让第一螺栓插入的内螺纹孔，第一避让孔为腰型孔且第一避让孔的长度方向与支柱的长度方向相平行；第一避让孔为在安装面板上沿板厚方向贯穿设置的通孔，轴孔位于安装面板的上端，第一避让孔位于轴孔的下方，所有第一避让孔按照两列进行布置且各列具有同等数量的第一避让孔，位于同一列的所有第一避让孔为沿安装面板的长度方向依次布置且为等距分布；第一避让孔的长度大于第一螺栓的直径，第一避让孔的宽度与第一螺栓的直径大小相等；安装面板通过多个第一螺栓与支柱连接，安装面板上的第一避让孔设置多个且各个第一避让孔中分别插入一个第一螺栓，安装面板通过同等数量的第一螺栓安装在两个支柱上；两个支柱上设置同等数量的内螺纹孔，支柱上的所有内螺纹孔为沿支柱的长度方向依次布置且为等距分布，支柱上的让第一螺栓拧入的内螺纹孔的数量多于第一避让孔的数量；

在第一螺栓拧松后，安装面板能够在竖直方向上进行上下滑动，能够安装面板的对高度进行微调和粗调，实现轴承座整体高度尺寸的调节；在安装面板调节至合适高度后，拧紧第一螺栓，将安装面板固定在两个支柱上；

支撑座还包括用于对安装面板起定位作用的两个定位块，两个定位块分别设置于两个支柱上，安装面板位于两个定位块之间；定位块通过第二螺栓与支柱连接，定位块具有让第二螺栓穿过的第二避让孔，第二避让孔为圆孔，支柱具有让第二螺栓插入的内螺纹孔；定位块的长度方向与支柱的长度方向相平行，定位块和安装面板位于支柱的同一侧，两个定位块分别位于安装面板的一侧，安装面板能够在两个定位块之间上下滑动，调节轴承座的高度。

2.根据权利要求1所述的汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法，其特征在于，所述测试设备还包括设置于半消声室内部的隔音罩，所述输入电机设置于隔音罩内部。

3.根据权利要求1所述的汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法，其特征在于，所述测功机设置两个，各个测功机分别通过一个传动轴与所述阻尼器连接。

4.根据权利要求1所述的汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法，其特征在于，所述传动轴为水平设置，传动轴的材质为碳纤维。

5.根据权利要求1所述的汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法，其特征在于，所述半消声室包括外隔声墙、设置于外隔声墙内侧的内隔声墙和设置于内隔声墙上的消声尖劈。

6.根据权利要求1至5任一所述的汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法，其特征在于，所述测试设备还包括设置于被测物上的振动加速度计，在所述步骤S2中，振动加速度计测量被测物的振动加速度。

7.根据权利要求1至5任一所述的汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法，其特征在于，所述测试设备还包括设置于所述半消声室的内部的声压计，在所述步骤S2中，声压计测量被测物发出的噪音。

8.根据权利要求1至5任一所述的汽车动力总成的齿轮传动系统敲击噪声测试方法，其特征在于，所述第一加强筋与支柱和底板为焊接连接，所述第二加强筋与支柱为焊接连接。

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