CN116341123A - 一种汽车变速箱敲击噪声优化方法及系统 - Google Patents

一种汽车变速箱敲击噪声优化方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116341123A
CN116341123A CN202310619475.8A CN202310619475A CN116341123A CN 116341123 A CN116341123 A CN 116341123A CN 202310619475 A CN202310619475 A CN 202310619475A CN 116341123 A CN116341123 A CN 116341123A
Authority
CN
China
Prior art keywords
knocking
gearbox
bearing
noise
model
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202310619475.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116341123B (zh
Inventor
汪文华
张磊
倪魏伟
徐辉辉
周益
刘宇翔
李王英
殷金菊
黄斌
文新海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magna PT Powertrain Jiangxi Co Ltd
Original Assignee
Magna PT Powertrain Jiangxi Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magna PT Powertrain Jiangxi Co Ltd filed Critical Magna PT Powertrain Jiangxi Co Ltd
Priority to CN202310619475.8A priority Critical patent/CN116341123B/zh
Publication of CN116341123A publication Critical patent/CN116341123A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116341123B publication Critical patent/CN116341123B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/10—Noise analysis or noise optimisation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种汽车变速箱敲击噪声优化方法及系统，该方法包括：根据变速箱结构，建立用于对变速箱敲击噪声进行仿真测试的变速箱敲击模型；根据预设测试要求，对变速箱敲击模型的测试工况进行设定；按照测试工况对变速箱敲击模型进行仿真测试，若变速箱敲击模型中传动齿轮发生敲击时，计算传动齿轮的敲击功率；根据敲击功率，计算变速箱敲击模型的敲击噪声，并将敲击噪声与预设噪声阈值进行对比，输出仿真分析结果；根据仿真分析结果，输出变速箱的优化方案，以根据优化方案对变速箱的结构进行调整。旨在解决现有技术中敲击噪声优化方法计算结果较为单一，不够全面，无法准确反映变速箱实际敲击噪声结果的技术问题。

Description

一种汽车变速箱敲击噪声优化方法及系统
技术领域
本发明涉及车辆仿真测试技术领域，具体涉及一种汽车变速箱敲击噪声优化方法及系统。
背景技术
随着汽车发动机的技术提升以及整车NVH要求的提高，变速箱敲击问题（rattle）逐渐在车内体现出来。对于使用传统双离合变速箱以及混合动力变速箱的整车而言，传动系统由发动机提供动力时，由于发动机的不连续做功和往复惯量产生的周期性扭矩和转速波动，从而会导致车辆在整个传动系统上产生扭转振动，导致变速箱输入轴角加速度发生变化，满足一定条件后，使得变速箱内部的空套齿轮发生敲击，通过空气辐射和结构振动传递，产生敲击噪声，会严重影响整车的内部NVH水平。
目前对于敲击问题的分析解决主要是通过变速箱台架试验验证。通过变速箱总成台架测试，控制变速箱输入轴的角加速度变化，找到变速箱不同挡位发生敲击噪声的输入轴角加速度阈值，然后通过降低输入轴角加速度（例如使用双质量飞轮等）来避免变速箱敲击问题的产生。
对于仿真分析，现有的分析方法是进行传动系统的扭振分析及齿轮敲击力研究。例如CN107133421A-一种湿式双离合器自动变速箱齿轮敲击优化方法及系统，该方法通过AMESim搭建整车动力学模型，其输出结果包括以下：各部件的转速与角加速度，传动系统的各阶模态频率值，齿轮的接触力等。
然而，上述优化方法考虑了变速箱内部旋转件的作用，忽略了从动齿轮存在的轴向间隙影响，计算结果为齿轮的接触力，计算结果比较单一，无法反映变速箱实际敲击噪声结果(dB(A))，该建模方法有待进一步完善。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种汽车变速箱敲击噪声优化方法及系统，旨在解决现有技术中敲击噪声优化方法计算结果较为单一，不够全面，无法准确反映变速箱实际敲击噪声结果的技术问题。
本发明的第一方面提供了一种汽车变速箱敲击噪声优化方法，所述方法包括：
根据变速箱结构，建立用于对变速箱敲击噪声进行仿真测试的变速箱敲击模型；
根据预设测试要求，对所述变速箱敲击模型的测试工况进行设定，包括设定所述变速箱敲击模型中的工作挡位以及预挂挡位、输入轴的转速预计角加速度变化趋势以及输出端扭矩；
按照所述测试工况对所述变速箱敲击模型进行仿真测试，若所述变速箱敲击模型中齿轮发生敲击时，计算所述轴承座的敲击功率；
根据所述敲击功率，计算所述变速箱敲击模型的敲击噪声，并将所述敲击噪声与预设噪声阈值进行对比，输出仿真分析结果；
根据所述仿真分析结果，输出变速箱的优化方案，以根据所述优化方案对所述变速箱的结构进行调整。
根据上述技术方案的一方面，根据变速箱结构，建立用于对变速箱敲击噪声进行仿真测试的变速箱敲击模型的步骤之前，所述方法还包括：
获取变速箱的三维模型；
根据所述变速箱的三维模型，获取所述变速箱中的结构布置信息，包括轴系布置、挡位分布、同步器布置以及轴承布置。
根据上述技术方案的一方面，按照所述测试工况对所述变速箱敲击模型进行仿真测试，若所述变速箱敲击模型中齿轮发生敲击时，计算所述轴承座的敲击功率的步骤，具体包括：
按照所述测试工况对所述变速箱敲击模型进行仿真测试；
在仿真测试的过程中，当所述变速箱敲击模型发出敲击噪声；
计算所述变速箱敲击模型中变速箱壳体内部各个轴承在不同挡位齿轮工作时的轴承径向受力与轴承轴向受力；
获取轴承径向敲击速度与轴承轴向敲击速度；
根据所述轴承径向敲击速度与所述轴承径向受力，得到轴承径向敲击功率，以及根据所述轴承轴向敲击速度与所述轴承轴向受力，得到轴承轴向敲击功率；
所有轴承的轴承径向敲击功率取均方根，得到变速箱敲击模型的轴承径向敲击功率结果，以及所有轴承的轴承轴向敲击功率取均方根，得到变速箱敲击模型的轴承轴向敲击功率结果。
根据上述技术方案的一方面，轴承敲击功率计算公式为：
Figure SMS_1
；
Figure SMS_2
；
式中，
Figure SMS_3
、/>
Figure SMS_4
分别为轴承径向敲击功率和轴承轴向敲击功率，/>
Figure SMS_5
、/>
Figure SMS_6
分别为轴承径向受力和轴承轴向受力，/>
Figure SMS_7
、/>
Figure SMS_8
分别为轴承径向敲击速度与轴承轴向敲击速度；
其中，不同类型轴承工作受力不同，圆柱滚子轴承只需要计算轴承径向敲击功率，深沟球轴承以及圆锥滚子轴承需要同时计算轴承轴向敲击功率和轴承径向敲击功率。
根据上述技术方案的一方面，根据所述敲击功率，计算所述变速箱敲击模型的敲击噪声，并将所述敲击噪声与预设噪声阈值进行对比，输出仿真分析结果的步骤，具体包括：
根据所述轴承径向敲击功率与所述轴承轴向敲击功率，计算变速箱敲击模型的敲击噪声；
将所述敲击噪声与预设噪声阈值进行对比，输出仿真分析结果，以识别所述变速箱敲击模型是否存在敲击。
根据上述技术方案的一方面，敲击噪声的计算公式为：
Figure SMS_9
；
式中，
Figure SMS_10
为指定变速箱输入工况下，相应的输入轴角加速度为0rad/s2时变速箱在台架测试的噪声测试结果，/>
Figure SMS_11
为传递路径修正系数，/>
Figure SMS_12
为变速箱壳体轴承座位置在相应轴承力作用下的轴承轴向敲击功率和轴承径向敲击功率的功率总和；
其中，轴承轴向敲击功率和轴承径向敲击功率的功率总和的计算公式为：
Figure SMS_13
；
式中，
Figure SMS_14
为轴承径向敲击功率与轴向敲击功率的比值。
根据上述技术方案的一方面，所述变速箱敲击模型基于ITI-simulationX软件进行建模与分析。
本发明的第二方面在于提供一种汽车变速箱敲击噪声优化系统，所述系统包括：
敲击模型建模模块，用于根据变速箱结构，建立用于对变速箱敲击噪声进行仿真测试的变速箱敲击模型；
测试工况设定模块，用于根据预设测试要求，对所述变速箱敲击模型的测试工况进行设定，包括设定所述变速箱敲击模型中的工作挡位以及预挂挡位、输入轴的转速预计角加速度变化趋势以及输出端扭矩；
敲击功率计算模块，用于按照所述测试工况对所述变速箱敲击模型进行仿真测试，若所述变速箱敲击模型中齿轮发生敲击时，计算用于安装该齿轮的轴承的敲击功率；
敲击噪声计算模块，用于根据所述敲击功率，计算所述变速箱敲击模型的敲击噪声，并将所述敲击噪声与预设噪声阈值进行对比，输出仿真分析结果；
优化方案输出模块，用于根据所述仿真分析结果，输出变速箱的优化方案，以根据所述优化方案对所述变速箱的结构进行调整。
本发明的第三方面在于提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现上述技术方案当中所述方法的步骤。
本发明的第四方面在于提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例当中所述方法的步骤。
与现有技术相比，采用本发明所示的汽车变速箱敲击噪声优化方法及系统，有益效果在于：
通过搭建更加全面、完整的变速箱敲击模型，并结合早期的台架测试结果修正相应模型及系数后，从而得到更准确的计算模型，在综合考虑了变速箱内部齿轮、轴承、离合器以及同步器的拖拽扭矩影响，计算变速箱内部与壳体接触的轴承座位置的轴向和径向敲击功率，计算转化为与实际客户要求一致的变速箱敲击噪声值（dB(A)）,通过分析变速箱敲击噪声结构传递路径，进而帮助相关设计人员快速识别潜在风险，并在初始设计阶段针对不同的优化方案进行验证。
附图说明
本发明的上述与/或附加的方面与优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显与容易理解，其中：
图1为本发明第一实施例当中所示汽车变速箱敲击噪声优化方法的流程示意图；
图2为本发明第一实施例当中所示汽车变速箱敲击噪声优化方法中变速箱敲击模型处于1挡时的测试结果示意图；
图3为本发明第一实施例当中所示汽车变速箱敲击噪声优化方法中变速箱敲击模型处于4挡时的测试结果示意图；
图4为本发明第三实施例当中所示汽车变速箱敲击噪声优化系统的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征与优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
请参阅图1，本发明的第一实施例提供了一种汽车变速箱敲击噪声优化方法，本实施例当中所示的敲击噪声优化方法，包括步骤S10-S50：
步骤S10，根据变速箱结构，建立用于对变速箱敲击噪声进行仿真测试的变速箱敲击模型；
其中，变速箱结构包括硬件结构，硬件结构包括变速器中的变速箱中的离合器、齿轮、轴、轴承以及同步器等零部件的结构，通过获取变速箱结构，根据变速箱结构在仿真测试软件中建立用于对变速箱敲击噪声进行仿真测试的变速箱敲击模型。该变速箱敲击模型基于ITI-simulationX软件进行建模与分析。
具体而言，在变速箱敲击模型中的虚拟部件与变速箱中的实体部件的结构、位置以及配合关系一致，从而能够通过对变速箱敲击模型进行仿真测试以实现对变速箱的测试。
在本实施例当中，在变速箱敲击模型中，设定以下子模块以对敲击噪声进行仿真：
齿轮、轴：输入变速箱各个挡位齿轮的宏观参数及其啮合侧隙，变速箱中松动齿轮的轴向间隙、齿轮和轴的转动惯量，需要等效转化到简化后的变速箱敲击模型上，松动齿轮和所在轴的质量也要考虑；
轴承：考虑所有轴承的刚度，阻尼以及不同挡位工作时的轴承受力结果，而轴承刚度和轴承受力结果可以从MASTA软件中获得；
同步器：考虑变速箱不同挡位的选择以及双离合变速箱存在的预挂挡位模式，建模分析时要根据变速箱结构设置相应的同步器模块，同时输入同步器齿毂、齿套和同步环的惯量等；
拖拽扭矩：考虑变速箱内部多个零部件的拖拽扭矩，齿轮，轴承，同步器以及离合器的拖拽扭矩均需要输入到变速箱敲击模型中。
步骤S20，根据预设测试要求，对所述变速箱敲击模型的测试工况进行设定，包括设定所述变速箱敲击模型中的工作挡位以及预挂挡位、输入轴的转速预计角加速度变化趋势以及输出端扭矩；
在本实施例当中，对变速箱敲击模型的测试工况进行设定，包括设定相应的信号模块模拟发动机的输出转速以及相对应的角加速度。
示例而言，例如输入转速为1000rpm,输入角加速度变化范围0-1000rad/s2，变速箱后端增加负载，设置输出扭矩为100Nm。根据变速箱的挡位工作情况，设置工作的离合器以及相应的同步器，对于含双离合变速箱，此时另一个离合器就为打开的状态。由于存在工作挡位以及预选挡位，相应的预挂挡位的同步器也要设置闭合状态。
步骤S30，按照所述测试工况对所述变速箱敲击模型进行仿真测试，若所述变速箱敲击模型中齿轮发生敲击时，计算用于安装该齿轮的轴承的敲击功率；
在本实施例当中，当变速箱中传动齿轮发生松动以至敲击时，齿面的敲击力会通过齿轮和轴系传递到壳体与轴承连接处。该模型主要是通过计算变速箱内部与壳体连接的各个轴承在不同挡位齿轮的工作时的轴承受力，并结合轴承径向和轴向的敲击速度，两者相乘计算得到相应的敲击功率，所有轴承的敲击功率取均方根则得到变速箱总的轴承径向和轴向敲击功率结果。
其中，轴承敲击功率计算公式为：
Figure SMS_15
；
Figure SMS_16
；
式中，
Figure SMS_17
、/>
Figure SMS_18
分别为轴承径向敲击功率和轴承轴向敲击功率，/>
Figure SMS_19
、/>
Figure SMS_20
分别为轴承径向受力和轴承轴向受力，/>
Figure SMS_21
、/>
Figure SMS_22
分别为轴承径向敲击速度与轴承轴向敲击速度；
在本实施例当中，不同类型轴承工作受力不同，圆柱滚子轴承只需要计算轴承径向敲击功率，深沟球轴承以及圆锥滚子轴承需要同时计算轴承轴向敲击功率和轴承径向敲击功率。
步骤S40，根据所述敲击功率，计算所述变速箱敲击模型的敲击噪声，并将所述敲击噪声与预设噪声阈值进行对比，输出仿真分析结果；
在本实施例当中，根据上述计算的轴承敲击功率作为参照，计算变速箱的敲击噪声，以便分析变速箱各个挡位在相应测试工况下的敲击噪声，并与预设噪声阈值比较，该预设噪声阈值即用户所需的目标值，快速识别变速箱敲击模型是否存在敲击问题，并根据各个参数的优化来提升变速箱的NVH水平，更好的满足用户使用要求。
在本实施例当中，敲击噪声的计算公式为：
Figure SMS_23
；
式中，
Figure SMS_24
为指定变速箱输入工况下，相应的输入轴角加速度为0rad/s2时变速箱在台架测试的噪声测试结果，/>
Figure SMS_25
为传递路径修正系数，即根据现有的变速箱台架敲击试验的试验结果而设定的修正传递路径系数，/>
Figure SMS_26
为变速箱壳体轴承座位置在相应轴承力作用下的轴承轴向敲击功率和轴承径向敲击功率的功率总和；
其中，轴承轴向敲击功率和轴承径向敲击功率的功率总和的计算公式为：
Figure SMS_27
；
式中，
Figure SMS_28
为轴承径向敲击功率与轴向敲击功率的比值。
步骤S50，根据所述仿真分析结果，输出变速箱的优化方案，以根据所述优化方案对所述变速箱的结构进行调整。
具体而言，根据仿真分析结果，识别变速箱不同挡位工作时潜在的敲击问题，并分析各个因子的贡献及敏感性，依据计算结果，对可能的方案进行仿真分析，通过不同方案的对比，找到可能的优化结果。以验证不同优化方案的改善效果。
在本实施例当中，变速箱敲击模型计算当前变速箱中若干个轴承的轴承敲击功率，根据轴承敲击功率，计算得到敲击噪声，输出相应的敲击噪声分析结果，从而基于该噪声分析结果对变速箱进行计算。
其中，图2与图3分别为该变速箱1挡和4挡基于上述工况的仿真结果。
与现有技术相比，采用本实施例当中所示的汽车变速箱敲击噪声优化方法，有益效果在于：
通过搭建更加全面、完整的变速箱敲击模型，并结合早期的台架测试结果修正相应模型及系数后，从而得到更准确的计算模型，在综合考虑了变速箱内部齿轮、轴承、离合器以及同步器的拖拽扭矩影响，计算变速箱内部与壳体接触的轴承座位置的轴向和径向敲击功率，计算转化为与实际客户要求一致的变速箱敲击噪声值（dB(A)）,通过分析变速箱敲击噪声结构传递路径，进而帮助相关设计人员快速识别潜在风险，并在初始设计阶段针对不同的优化方案进行验证。
实施例二
本发明的第二实施例同样提供了一种汽车变速箱敲击噪声优化方法，本实施例当中所示的优化方法与第一实施例当中所示的优化方法基本一致，不同之处在于：
在本实施例当中，根据变速箱结构，建立用于对变速箱敲击噪声进行仿真测试的变速箱敲击模型的步骤之前，所述方法还包括：
获取变速箱的三维模型；
根据所述变速箱的三维模型，获取所述变速箱中的结构布置信息，包括轴系布置、挡位分布、同步器布置以及轴承布置。
在本实施例当中，按照所述测试工况对所述变速箱敲击模型进行仿真测试，若所述变速箱敲击模型中齿轮发生敲击时，计算用于安装该齿轮的轴承的敲击功率的步骤，具体包括：
按照所述测试工况对所述变速箱敲击模型进行仿真测试；
在仿真测试的过程中，当所述变速箱敲击模型发出敲击噪声；
计算所述变速箱敲击模型中变速箱壳体内部各个轴承在不同挡位齿轮工作时的轴承径向受力
Figure SMS_29
与轴承轴向受力/>
Figure SMS_30
；
获取轴承径向敲击速度
Figure SMS_31
与轴承轴向敲击速度/>
Figure SMS_32
；
根据所述轴承径向敲击速度
Figure SMS_33
与所述轴承径向受力/>
Figure SMS_34
，得到轴承径向敲击功率/>
Figure SMS_35
，以及根据所述轴承轴向敲击速度/>
Figure SMS_36
与所述轴承轴向受力/>
Figure SMS_37
，得到轴承轴向敲击功率/>
Figure SMS_38
；
所有轴承的轴承径向敲击功率
Figure SMS_39
取均方根，得到变速箱敲击模型的轴承径向敲击功率结果，以及所有轴承的轴承轴向敲击功率/>
Figure SMS_40
取均方根，得到变速箱敲击模型的轴承轴向敲击功率结果。
在本实施例当中，根据所述敲击功率，计算所述变速箱敲击模型的敲击噪声，并将所述敲击噪声与预设噪声阈值进行对比，输出仿真分析结果的步骤，具体包括：
根据所述轴承径向敲击功率与所述轴承轴向敲击功率，计算变速箱敲击模型的敲击噪声；
将所述敲击噪声与预设噪声阈值进行对比，输出仿真分析结果，以识别所述变速箱敲击模型是否存在敲击。
与现有技术相比，采用本实施例当中所示的汽车变速箱敲击噪声优化方法，有益效果在于：
通过搭建更加全面、完整的变速箱敲击模型，并结合早期的台架测试结果修正相应模型及系数后，从而得到更准确的计算模型，在综合考虑了变速箱内部齿轮、轴承、离合器以及同步器的拖拽扭矩影响，计算变速箱内部与壳体接触的轴承座位置的轴向和径向敲击功率，计算转化为与实际客户要求一致的变速箱敲击噪声值（dB(A)）,通过分析变速箱敲击噪声结构传递路径，进而帮助相关设计人员快速识别潜在风险，并在初始设计阶段针对不同的优化方案进行验证。
实施例三
请参阅图4，本发明的第三实施例提供了一种汽车变速箱敲击噪声优化系统，本实施例当中所示的敲击噪声优化系统，该系统包括：敲击模型建模模块10、测试工况设定模块20、敲击功率计算模块30、敲击噪声计算模块40与优化方案输出模块50。
敲击模型建模模块10，用于根据变速箱结构，建立用于对变速箱敲击噪声进行仿真测试的变速箱敲击模型；
其中，变速箱结构包括硬件结构，硬件结构包括变速器中的变速箱中的离合器、齿轮、轴、轴承以及同步器等零部件的结构，通过获取变速箱结构，根据变速箱结构在仿真测试软件中建立用于对变速箱敲击噪声进行仿真测试的变速箱敲击模型。该变速箱敲击模型基于ITI-simulationX软件进行建模与分析。
具体而言，在变速箱敲击模型中的虚拟部件与变速箱中的实体部件的结构、位置以及配合关系一致，从而能够通过对变速箱敲击模型进行仿真测试以实现对变速箱的测试。
在本实施例当中，在变速箱敲击模型中，设定以下子模块以对敲击噪声进行仿真：
齿轮、轴：输入变速箱各个挡位齿轮的宏观参数及其啮合侧隙，变速箱中松动齿轮的轴向间隙、齿轮和轴的转动惯量，需要等效转化到简化后的变速箱敲击模型上，松动齿轮和所在轴的质量也要考虑；
轴承：考虑所有轴承的刚度，阻尼以及不同挡位工作时的轴承受力结果，而轴承刚度和轴承受力结果可以从MASTA软件中获得；
同步器：考虑变速箱不同挡位的选择以及双离合变速箱存在的预挂挡位模式，建模分析时要根据变速箱结构设置相应的同步器模块，同时输入同步器齿毂、齿套和同步环的惯量等；
拖拽扭矩：考虑变速箱内部多个零部件的拖拽扭矩，齿轮，轴承，同步器以及离合器的拖拽扭矩均需要输入到变速箱敲击模型中。
测试工况设定模块20，用于根据预设测试要求，对所述变速箱敲击模型的测试工况进行设定，包括设定所述变速箱敲击模型中的工作挡位以及预挂挡位、输入轴的转速预计角加速度变化趋势以及输出端扭矩；
在本实施例当中，对变速箱敲击模型的测试工况进行设定，包括设定相应的信号模块模拟发动机的输出转速以及相对应的角加速度。
示例而言，例如输入转速为1000rpm,输入角加速度变化范围0-1000rad/s2，变速箱后端增加负载，设置输出扭矩为100Nm。根据变速箱的挡位工作情况，设置工作的离合器以及相应的同步器，对于含双离合变速箱，此时另一个离合器就为打开的状态。由于存在工作挡位以及预选挡位，相应的预挂挡位的同步器也要设置闭合状态。
敲击功率计算模块30，用于按照所述测试工况对所述变速箱敲击模型进行仿真测试，若所述变速箱敲击模型中齿轮发生敲击时，计算用于安装该齿轮的轴承的敲击功率；
在本实施例当中，当变速箱中传动齿轮发生松动以至敲击时，齿面的敲击力会通过齿轮和轴系传递到壳体与轴承连接处。该模型主要是通过计算变速箱内部与壳体连接的各个轴承在不同挡位齿轮的工作时的轴承受力，并结合轴承径向和轴向的敲击速度，两者相乘计算得到相应的敲击功率，所有轴承的敲击功率取均方根则得到变速箱总的轴承径向和轴向敲击功率结果。
其中，轴承敲击功率计算公式为：
Figure SMS_41
；
Figure SMS_42
；
式中，
Figure SMS_43
、/>
Figure SMS_44
分别为轴承径向敲击功率和轴承轴向敲击功率，/>
Figure SMS_45
、/>
Figure SMS_46
分别为轴承径向受力和轴承轴向受力，/>
Figure SMS_47
、/>
Figure SMS_48
分别为轴承径向敲击速度与轴承轴向敲击速度；
在本实施例当中，不同类型轴承工作受力不同，圆柱滚子轴承只需要计算轴承径向敲击功率，深沟球轴承以及圆锥滚子轴承需要同时计算轴承轴向敲击功率和轴承径向敲击功率。
敲击噪声计算模块40，用于根据所述敲击功率，计算所述变速箱敲击模型的敲击噪声，并将所述敲击噪声与预设噪声阈值进行对比，输出仿真分析结果；
在本实施例当中，根据上述计算的轴承敲击功率作为参照，计算变速箱的敲击噪声，以便分析变速箱各个挡位在相应测试工况下的敲击噪声，并与预设噪声阈值比较，该预设噪声阈值即用户所需的目标值，快速识别变速箱敲击模型是否存在敲击问题，并根据各个参数的优化来提升变速箱的NVH水平，更好的满足用户使用要求。
在本实施例当中，敲击噪声的计算公式为：
Figure SMS_49
；
式中，
Figure SMS_50
为指定变速箱输入工况下，相应的输入轴角加速度为0rad/s2时变速箱在台架测试的噪声测试结果，/>
Figure SMS_51
为传递路径修正系数，/>
Figure SMS_52
为变速箱壳体轴承座位置在相应轴承力作用下的轴承轴向敲击功率和轴承径向敲击功率的功率总和；
其中，轴承轴向敲击功率和轴承径向敲击功率的功率总和的计算公式为：
Figure SMS_53
；
式中，
Figure SMS_54
为轴承径向敲击功率与轴向敲击功率的比值。
优化方案输出模块50，用于根据所述仿真分析结果，输出变速箱的优化方案，以根据所述优化方案对所述变速箱的结构进行调整。
具体而言，根据仿真分析结果，识别变速箱不同挡位工作时潜在的敲击问题，并分析各个因子的贡献及敏感性，依据计算结果，对可能的方案进行仿真分析，通过不同方案的对比，找到可能的优化结果。以验证不同优化方案的改善效果。
在本实施例当中，变速箱敲击模型计算当前变速箱中若干个轴承的轴承敲击功率，根据轴承敲击功率，计算得到敲击噪声，输出相应的敲击噪声分析结果，从而基于该噪声分析结果对变速箱进行计算。
与现有技术相比，采用本实施例当中所示的汽车变速箱敲击噪声优化系统，有益效果在于：
通过搭建更加全面、完整的变速箱敲击模型，并结合早期的台架测试结果修正相应模型及系数后，从而得到更准确的计算模型，在综合考虑了变速箱内部齿轮、轴承、离合器以及同步器的拖拽扭矩影响，计算变速箱内部与壳体接触的轴承座位置的轴向和径向敲击功率，计算转化为与实际客户要求一致的变速箱敲击噪声值（dB(A)）,通过分析变速箱敲击噪声结构传递路径，进而帮助相关设计人员快速识别潜在风险，并在初始设计阶段针对不同的优化方案进行验证。
实施例四
本发明的第四实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现上述实施例当中所述方法的步骤。
实施例五
本发明的第五实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例当中所述方法的步骤。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体与详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形与改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种汽车变速箱敲击噪声优化方法，其特征在于，所述方法包括：
根据变速箱结构，建立用于对变速箱敲击噪声进行仿真测试的变速箱敲击模型；
根据预设测试要求，对所述变速箱敲击模型的测试工况进行设定，包括设定所述变速箱敲击模型中的工作挡位以及预挂挡位、输入轴的转速预计角加速度变化趋势以及输出端扭矩；
按照所述测试工况对所述变速箱敲击模型进行仿真测试，若所述变速箱敲击模型中齿轮发生敲击时，计算用于安装该齿轮的轴承的敲击功率；
根据所述敲击功率，计算所述变速箱敲击模型的敲击噪声，并将所述敲击噪声与预设噪声阈值进行对比，输出仿真分析结果；
根据所述仿真分析结果，输出变速箱的优化方案，以根据所述优化方案对所述变速箱的结构进行调整。
2.根据权利要求1所述的汽车变速箱敲击噪声优化方法，其特征在于，根据变速箱结构，建立用于对变速箱敲击噪声进行仿真测试的变速箱敲击模型的步骤之前，所述方法还包括：
获取变速箱的三维模型；
根据所述变速箱的三维模型，获取所述变速箱中的结构布置信息，包括轴系布置、挡位分布、同步器布置以及轴承布置。
3.根据权利要求1所述的汽车变速箱敲击噪声优化方法，其特征在于，按照所述测试工况对所述变速箱敲击模型进行仿真测试，若所述变速箱敲击模型中齿轮发生敲击时，计算用于安装该齿轮的轴承的敲击功率的步骤，具体包括：
按照所述测试工况对所述变速箱敲击模型进行仿真测试；
在仿真测试的过程中，当所述变速箱敲击模型发出敲击噪声；
计算所述变速箱敲击模型中变速箱壳体内部各个轴承在不同挡位齿轮工作时的轴承径向受力与轴承轴向受力；
获取轴承径向敲击速度与轴承轴向敲击速度；
根据所述轴承径向敲击速度与所述轴承径向受力，得到轴承径向敲击功率，以及根据所述轴承轴向敲击速度与所述轴承轴向受力，得到轴承轴向敲击功率；
所有轴承的轴承径向敲击功率取均方根，得到变速箱敲击模型的轴承径向敲击功率结果，以及所有轴承的轴承轴向敲击功率取均方根，得到变速箱敲击模型的轴承轴向敲击功率结果。
4.根据权利要求3所述的汽车变速箱敲击噪声优化方法，其特征在于，轴承敲击功率计算公式为：
Figure QLYQS_1
；
Figure QLYQS_2
；
式中，
Figure QLYQS_3
、/>
Figure QLYQS_4
分别为轴承径向敲击功率和轴承轴向敲击功率，/>
Figure QLYQS_5
、/>
Figure QLYQS_6
分别为轴承径向受力和轴承轴向受力，/>
Figure QLYQS_7
、/>
Figure QLYQS_8
分别为轴承径向敲击速度与轴承轴向敲击速度；
其中，不同类型轴承工作受力不同，圆柱滚子轴承只需要计算轴承径向敲击功率，深沟球轴承以及圆锥滚子轴承需要同时计算轴承轴向敲击功率和轴承径向敲击功率。
5.根据权利要求1所述的汽车变速箱敲击噪声优化方法，其特征在于，根据所述敲击功率，计算所述变速箱敲击模型的敲击噪声，并将所述敲击噪声与预设噪声阈值进行对比，输出仿真分析结果的步骤，具体包括：
根据所述轴承径向敲击功率与所述轴承轴向敲击功率，计算变速箱敲击模型的敲击噪声；
将所述敲击噪声与预设噪声阈值进行对比，输出仿真分析结果，以识别所述变速箱敲击模型是否存在敲击。
6.根据权利要求5所述的汽车变速箱敲击噪声优化方法，其特征在于，敲击噪声的计算公式为：
Figure QLYQS_9
；
式中，
Figure QLYQS_10
为指定变速箱输入工况下，相应的输入轴角加速度为0rad/s2时变速箱在台架测试的噪声测试结果，/>
Figure QLYQS_11
为传递路径修正系数，/>
Figure QLYQS_12
为变速箱壳体轴承座位置在相应轴承力作用下的轴承轴向敲击功率和轴承径向敲击功率的功率总和；
其中，轴承轴向敲击功率和轴承径向敲击功率的功率总和的计算公式为：
Figure QLYQS_13
；
式中，
Figure QLYQS_14
为轴承径向敲击功率与轴向敲击功率的比值。
7.根据权利要求1-6任一项所述的汽车变速箱敲击噪声优化方法，其特征在于，所述变速箱敲击模型基于ITI-simulationX软件进行建模与分析。
8.一种汽车变速箱敲击噪声优化系统，其特征在于，所述系统包括：
敲击模型建模模块，用于根据变速箱结构，建立用于对变速箱敲击噪声进行仿真测试的变速箱敲击模型；
测试工况设定模块，用于根据预设测试要求，对所述变速箱敲击模型的测试工况进行设定，包括设定所述变速箱敲击模型中的工作挡位以及预挂挡位、输入轴的转速预计角加速度变化趋势以及输出端扭矩；
敲击功率计算模块，用于按照所述测试工况对所述变速箱敲击模型进行仿真测试，若所述变速箱敲击模型中齿轮发生敲击时，计算用于安装该齿轮的轴承的敲击功率；
敲击噪声计算模块，用于根据所述敲击功率，计算所述变速箱敲击模型的敲击噪声，并将所述敲击噪声与预设噪声阈值进行对比，输出仿真分析结果；
优化方案输出模块，用于根据所述仿真分析结果，输出变速箱的优化方案，以根据所述优化方案对所述变速箱的结构进行调整。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述方法的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任意一项所述方法的步骤。
CN202310619475.8A 2023-05-30 2023-05-30 一种汽车变速箱敲击噪声优化方法及系统 Active CN116341123B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310619475.8A CN116341123B (zh) 2023-05-30 2023-05-30 一种汽车变速箱敲击噪声优化方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310619475.8A CN116341123B (zh) 2023-05-30 2023-05-30 一种汽车变速箱敲击噪声优化方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116341123A true CN116341123A (zh) 2023-06-27
CN116341123B CN116341123B (zh) 2023-08-11

Family

ID=86882675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310619475.8A Active CN116341123B (zh) 2023-05-30 2023-05-30 一种汽车变速箱敲击噪声优化方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116341123B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116793667A (zh) * 2023-08-18 2023-09-22 麦格纳动力总成(江西)有限公司 一种变速器齿轮啮合状态检测方法和检测装置

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990047658A (ko) * 1997-12-05 1999-07-05 정몽규 자동차의 점화 진단방법
KR20040046820A (ko) * 2002-11-28 2004-06-05 현대자동차주식회사 마이크로폰을 이용한 래틀 소음 측정 및 제어방법
JP2008271680A (ja) * 2007-04-18 2008-11-06 Aisin Aw Co Ltd モータ駆動装置及びモータ駆動装置の製造方法
DE102009015948A1 (de) * 2009-03-27 2010-10-07 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Rasselfreie Bauteilpaarung
FR3029482A1 (fr) * 2014-12-08 2016-06-10 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede et dispositif de controle de parametre(s) de fonctionnement d’un groupe motopropulseur generant un acyclisme produisant un bruit et/ou une vibration
CN106980706A (zh) * 2017-02-22 2017-07-25 中国汽车技术研究中心 一种变速装置齿轮敲击能量的测量方法及齿轮敲击异响的评价方法
CN107133421A (zh) * 2017-05-31 2017-09-05 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种湿式双离合器自动变速箱齿轮敲击仿真方法及系统
CN107941506A (zh) * 2017-12-18 2018-04-20 奇瑞汽车股份有限公司 一种变速箱测试台架装置及其模拟发动机转速波动的方法
US20180182409A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Touchscreen tapping noise suppression
CN108520126A (zh) * 2018-03-29 2018-09-11 华南理工大学 乘用车加速工况变速器齿轮敲击控制的建模方法
CN109752183A (zh) * 2019-01-17 2019-05-14 重庆长安汽车股份有限公司 一种变速器敲击灵敏度测试方法
CN110487546A (zh) * 2018-05-10 2019-11-22 上汽通用汽车有限公司 变速箱敲击噪声测试方法、测试装置以及评价方法
CN112948978A (zh) * 2021-03-18 2021-06-11 重庆青山工业有限责任公司 一种变速箱空套齿轮副敲击力的计算方法
CN113252344A (zh) * 2021-04-21 2021-08-13 东风鼎新动力系统科技有限公司 一种双离合器变速箱齿轮敲击噪声优化方法
CN115681362A (zh) * 2022-09-27 2023-02-03 麦格纳动力总成(江西)有限公司 基于道路载荷谱的双离合变速器nvh控制方法及系统
WO2023020628A1 (zh) * 2022-06-10 2023-02-23 山东科技大学 一种基于传动效率的减速器工况及结构参数优选方法

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990047658A (ko) * 1997-12-05 1999-07-05 정몽규 자동차의 점화 진단방법
KR20040046820A (ko) * 2002-11-28 2004-06-05 현대자동차주식회사 마이크로폰을 이용한 래틀 소음 측정 및 제어방법
JP2008271680A (ja) * 2007-04-18 2008-11-06 Aisin Aw Co Ltd モータ駆動装置及びモータ駆動装置の製造方法
DE102009015948A1 (de) * 2009-03-27 2010-10-07 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Rasselfreie Bauteilpaarung
FR3029482A1 (fr) * 2014-12-08 2016-06-10 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede et dispositif de controle de parametre(s) de fonctionnement d’un groupe motopropulseur generant un acyclisme produisant un bruit et/ou une vibration
US20180182409A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Touchscreen tapping noise suppression
CN106980706A (zh) * 2017-02-22 2017-07-25 中国汽车技术研究中心 一种变速装置齿轮敲击能量的测量方法及齿轮敲击异响的评价方法
CN107133421A (zh) * 2017-05-31 2017-09-05 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种湿式双离合器自动变速箱齿轮敲击仿真方法及系统
CN107941506A (zh) * 2017-12-18 2018-04-20 奇瑞汽车股份有限公司 一种变速箱测试台架装置及其模拟发动机转速波动的方法
CN108520126A (zh) * 2018-03-29 2018-09-11 华南理工大学 乘用车加速工况变速器齿轮敲击控制的建模方法
CN110487546A (zh) * 2018-05-10 2019-11-22 上汽通用汽车有限公司 变速箱敲击噪声测试方法、测试装置以及评价方法
CN109752183A (zh) * 2019-01-17 2019-05-14 重庆长安汽车股份有限公司 一种变速器敲击灵敏度测试方法
CN112948978A (zh) * 2021-03-18 2021-06-11 重庆青山工业有限责任公司 一种变速箱空套齿轮副敲击力的计算方法
CN113252344A (zh) * 2021-04-21 2021-08-13 东风鼎新动力系统科技有限公司 一种双离合器变速箱齿轮敲击噪声优化方法
WO2023020628A1 (zh) * 2022-06-10 2023-02-23 山东科技大学 一种基于传动效率的减速器工况及结构参数优选方法
CN115681362A (zh) * 2022-09-27 2023-02-03 麦格纳动力总成(江西)有限公司 基于道路载荷谱的双离合变速器nvh控制方法及系统

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王泽贵;吴昊;陈逸;: "汽车变速器加速敲击分析及改进", 汽车工程学报, no. 05 *
谢凌然;: "混合动力变速箱飞轮和离合器花键敲击问题研究", 柴油机设计与制造, no. 02 *
鲜柳;臧孟炎;彭国民;: "双离合变速器敲击噪声的仿真分析与实验评价", 机械设计与制造工程, no. 12 *
龚兵;潘甫生;常辉;邓晓龙;: "手动变速箱rattle噪声的仿真和试验", 计算机辅助工程, no. 05 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116793667A (zh) * 2023-08-18 2023-09-22 麦格纳动力总成(江西)有限公司 一种变速器齿轮啮合状态检测方法和检测装置
CN116793667B (zh) * 2023-08-18 2024-02-20 麦格纳动力总成(江西)有限公司 一种变速器齿轮啮合状态检测方法和检测装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN116341123B (zh) 2023-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116341123B (zh) 一种汽车变速箱敲击噪声优化方法及系统
CN107133421B (zh) 一种湿式双离合器自动变速箱齿轮敲击仿真方法及系统
WO2018153384A1 (zh) 一种变速装置齿轮敲击能量的测量方法及齿轮敲击异响的评价方法
CN112115556A (zh) 基于整车启停工况下车内振动仿真分析方法及存储介质
CN114818152B (zh) 差速器壳体耐久性试验方法、系统、计算机及存储介质
CN107941506A (zh) 一种变速箱测试台架装置及其模拟发动机转速波动的方法
Robinette et al. Torque converter clutch optimization: improving fuel economy and reducing noise and vibration
CN111709101A (zh) 变速箱啸叫仿真方法
Bile et al. Studies on neutral gear rattle in early stage design
Yang et al. A study on reducing gear rattle noise based on sensitivity analysis of drivetrain torsional model
CN108760295B (zh) 基于nvh性能的识别离合器匹配不佳导致变速器振动的方法
Klarin et al. Numerical investigation in a gear drive of an engine balancing unit with respect to noise, friction and durability
JP7303112B2 (ja) 実体変速機を備えるパワートレインテストベンチを制御するための、特に閉ループ制御するための方法
JPH11326138A (ja) 試験システム
Walters et al. Analysis lead drivability assessment
Zhang Parameter study and improvement of gearbox whine noise in electric vehicle
CN204405182U (zh) 一种自动变速箱半消音室试验装置
Bhagate et al. Driveline torsional analysis and parametric optimization for reducing driveline rattle
Hage et al. Improving low frequency torsional vibrations NVH performance through analysis and test
CN114117803B (zh) 一种涡轴发动机燃气发生器转子设计方法和系统
Birari et al. Simulation of Driveline Rattle using Elastic Multi Body Dynamics Approach
JP6398826B2 (ja) モデル高精度化方法
CN117236024A (zh) 一种混动车型双质量飞轮的调校方法
CN113468662B (zh) 采用敲击指数曲面评价变速器齿轮敲击水平的方法
CN116305777A (zh) 控制纯电动汽车电力驱动系统nvh齿轮敲击噪声的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant