純電動(dòng)客車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)異響分析及控制

葛 敏， 石 魏， 彭再武， 羅宏亮， 熊琦瑋， 張展展

(1.中車(chē)時(shí)代電動(dòng)汽車(chē)股份有限公司， 湖南 株洲 412000； 2.長(zhǎng)沙中車(chē)智馭新能源科技有限公司， 長(zhǎng)沙 410000；3．湖南工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院， 湖南 株洲 412000)

某款純電動(dòng)客車(chē)在加速至20 km/h左右時(shí)車(chē)內(nèi)出現(xiàn)“嗡嗡”異響，引起客戶(hù)抱怨[1-2]，初步懷疑為傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出。本文對(duì)該款純電動(dòng)客車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的異響問(wèn)題進(jìn)行分析，找出異響部件，制定相應(yīng)的控制方法，效果良好。

1 異響部件排查

圖1為該純電動(dòng)客車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖。針對(duì)異響問(wèn)題，對(duì)異響車(chē)進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)，同時(shí)找一輛噪聲表現(xiàn)良好的車(chē)進(jìn)行對(duì)比分析。對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的4個(gè)主要部件進(jìn)行替換排查，再進(jìn)行整車(chē)試驗(yàn)，由專(zhuān)業(yè)NVH工程師與客戶(hù)一起對(duì)整車(chē)車(chē)內(nèi)噪聲進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)[3-4]。排查流程見(jiàn)表1。

試驗(yàn)在縱坡不大于1%的干燥瀝青路面進(jìn)行，路面等級(jí)為GB/T 7031—2005規(guī)定的A級(jí)，風(fēng)速小于5 m/s。測(cè)試時(shí)，關(guān)閉車(chē)窗和空調(diào)等電器件[5-6]，測(cè)試工況為0～60 km/h全油門(mén)加速。

表1 測(cè)試排查表

圖1 傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖

通過(guò)以上排查得知，異響是隨著原異響車(chē)的減速箱調(diào)換而變動(dòng)，故把異響的來(lái)源鎖定為減速箱。

2 測(cè)試分析及下線標(biāo)準(zhǔn)制定

2.1 整車(chē)測(cè)試分析

分別在異響車(chē)和良好車(chē)的后部座椅處布置一個(gè)聲壓計(jì)進(jìn)行整車(chē)測(cè)試。測(cè)試工況及條件與第1部分相同,聲壓采用A計(jì)權(quán)。

試驗(yàn)車(chē)采集的噪聲數(shù)據(jù)，通過(guò)軟件數(shù)據(jù)處理，以傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)，生成的噪聲colormap圖如圖2所示[7-8]。圖中傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速614 r/min對(duì)應(yīng)車(chē)速20 km/h。通過(guò)對(duì)比可知，(a)、(b)兩圖在80階附近有明顯差異，異響車(chē)的第80階噪聲能量相對(duì)于良好車(chē)更加明顯。

(a) 異響車(chē)噪聲colormap圖

分別進(jìn)行第80階次切片，對(duì)比各自總體噪聲，如圖3所示?？梢酝ㄟ^(guò)階次線跟總體噪聲的距離來(lái)評(píng)價(jià)該階次對(duì)總體噪聲的貢獻(xiàn)。當(dāng)階次線距離總體線最近時(shí)，異響車(chē)：Overall-第80階噪聲=82.58-75.35=7.23 dB(A)；良好車(chē)：Overall-第80階噪聲=77.23-62.89= 14.34 dB(A)。

(b)良好車(chē)車(chē)內(nèi)噪聲第80階切片圖

噪聲差值的大小，可以直接反映某時(shí)刻下階次能量的大小。若階次本身噪聲差值大，則代表該階次在整體噪聲中不突兀、增長(zhǎng)較為線性，不易被人察覺(jué)。由此可知，對(duì)比良好車(chē)，異響車(chē)的第80階噪聲對(duì)總體噪聲貢獻(xiàn)更大。

2.2 臺(tái)架測(cè)試分析

將兩輛測(cè)試車(chē)的減速箱拆下，進(jìn)行減速箱的臺(tái)架測(cè)試。其中對(duì)拖電機(jī)為6對(duì)極，72槽。測(cè)試工況：傳動(dòng)軸600 r/min，扭矩1 400 N·m；聲壓計(jì)距離傳動(dòng)軸0.5 m。

臺(tái)架測(cè)試減速箱的噪聲colormap圖如圖4所示。對(duì)比(a)、(b)兩圖可知，異響箱的第80階噪聲更加突出，而良好箱第80階噪聲并不明顯。其中，72階為對(duì)拖電機(jī)階次[9]。

(a) 異響箱噪聲colormap圖

(b) 良好箱噪聲colormap圖

同樣對(duì)臺(tái)架噪聲分別進(jìn)行第80階次切片，對(duì)比各自總體噪聲，如圖5所示。同樣對(duì)比第80階與總體噪聲的最小差值，異響箱：Overall-第80階噪聲=83.88-76.91=6.97 dB(A)；良好箱：Overall-第80階噪聲=81.22-65.02=16.2 dB(A)。

(a) 異響箱噪聲80階切片圖

(b) 良好箱噪聲80階切片圖

2.3 下線標(biāo)準(zhǔn)制定

相同測(cè)試條件及工況下，再抽取3輛整車(chē)噪聲表現(xiàn)良好的減速箱和3輛整車(chē)噪聲表現(xiàn)較差的異響減速箱進(jìn)行測(cè)試，并將第一次測(cè)試的結(jié)果匯總，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 減速箱噪聲測(cè)試結(jié)果 dB(A)

該工況下，良好箱和異響箱總體噪聲-第80階噪聲均值分別是16.37 dB(A)和6.57 dB(A)，取兩者中值(約為11.5 dB(A))作為臺(tái)架下線測(cè)試閾值，即前述差值≥該閾值為合格，反之則為不合格。

采用總體噪聲-第80階噪聲最小差值作為下線測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，主要側(cè)重對(duì)單個(gè)階次噪聲的考察，同時(shí)可以兼顧總體噪聲。如采用單個(gè)階次噪聲作為評(píng)價(jià)依據(jù)，則需收集大量數(shù)據(jù)，制定每個(gè)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的閾值，評(píng)價(jià)效率相對(duì)較低。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文將總體噪聲-第80階噪聲的差值11.5 dB(A)作為減速箱下線檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的閾值。使用該標(biāo)準(zhǔn)閾值后，市場(chǎng)再無(wú)反饋20 km/h異響故障，異響問(wèn)題得到了有效解決。