Page 27 - 《应用声学》2022年第3期
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第 41 卷 第 3 期 张浩等： 某纯电动汽车驱动轴异响分析与优化 349
工况下，驱动轴扭矩较大，随着驱动轴转速增加，高 而确定异响为球笼式万向节内部摩擦力导致。通过
滚珠滑动状态下的滚珠会将油脂挤出接触区，无法 更改润滑油脂的配方，改善万向节内的润滑，在实车
形成润滑油膜，产生干摩擦并辐射噪声。随着车速 上进行了有效性验证。结果表明，通过改善万向节
增加，驱动电扭矩下降使得驱动轴扭矩开始降低，万 内部润滑，可有效解决驱动轴在大扭矩传递时内部
向节内摩擦力也逐渐降低，异响不再产生。 的异响问题。简短总结如下：
为改善万向节内部摩擦力，可以通过结构改进 (1) 希尔伯特变换可用来识别结构振动传递的
减少滑动和改善润滑方式的途径 [5] 。由于车型驱动 优先级和排序。
轴结构形式已经确定，考虑通过改善润滑的方法进 (2) 零部件之间的低频撞击和摩擦会产生高频
行改善。球笼式万向节内滚珠中的润滑油膜最小厚 的振动和噪声。
度为 [14] (3) 润滑油脂对球笼式万向节内部摩擦力有重
( ) 0.68 ( ) 0.49 ( ) −0.073 要影响，合理化配比润滑油脂是改善内部摩擦的一
η 0 u E ∗ w
H min = 3.63 2
ER x α ER 种高效方法。
x
× (1 − e −0.68k ), (17)
式(17)中，η 0 为大气压力下润滑油脂动力黏度；u为 参 考 文 献
润滑油脂的带走速度；E 为材料的弹性模量；R x 为
[1] 郑娇娇. 三球销式万向节受力及仿真分析 [D]. 上海: 上海交
元件的曲率半径；E 为简化的弹性模量；α 为润滑
∗
通大学, 2014.
油脂压力黏度系数；w 为承受载荷；k 为侧面流动调 [2] Hayama Y, Nozaki T, Nakakouji M, et al. NVH analy-
节系数。 sis using full vehicle multi body dynamic model[J]. NTN
Technical Review, 2005, No.73.
基于式 (17)，可知油膜厚度一般为纳米级。为
[3] Hazra S, De Khara A, Thakur S. Diagnosis and elimi-
确保油膜厚度，通过加入MoS 2 (二硫化钼)等材料来 nation of vehicle lateral shake in passenger car through
提升油脂中的颗粒直径，确保接触表面有足够厚度 modification of driveshaft joints and engine mount sys-
tem[C]// Symposium on International Automotive Tech-
的油膜来分割摩擦对，进而抑制摩擦及其噪声。使
nology 2019, 2019.
用改善后润滑油脂方案的万向节，进小批量装车验 [4] Manchi V, Prasath R, Kumbhar M. Diagnosis and
证，测试结果表明驱动轴 6 阶成分明显降低，如图 7 elimination of vehicle shudder in a sports utility vehi-
cle[C]. Symposium on International Automotive Technol-
所示。参考表 1 的评分标准，主观评价的平均分为
ogy 2013, 2013.
7.2分，达到满意效果。 [5] 卢曦, 周萍, 孙跃东, 等. 汽车等速万向节的现状与发展 [J]. 机
械设计与制造, 2002(3): 116–117.
͜үᣉᣁᤴ/(rSmin -1 ) үᣉ6 dB(A) g [6] 杨洪兴, 郭常宁, 石宝枢, 等. 等速万向节驱动轴总成圆周间
-15
1000
Lu Xi, Zhou Ping, Sun Yuedong, et al. Review on state
of art and development of constant velocity joint in au-
tomobile[J]. Machinery Design & Manufacture, 2002(3):
116–117.
200
0 200 -70 隙分析 [J]. 上海交通大学学报, 2013, 47(5): 715–722.
Yang Hongxing, Guo Changning, Shi Baoshu, et al. Anal-
ᮠဋ/Hz
ysis on circumferential clearance of driving shaft assembly
图 7 改善后右侧轮心振动阶次分析 of constant velocity joint[J]. Journal of Shanghai Jiaotong
University, 2013, 47(5): 715–722.
Fig. 7 Order analysis of improved right wheel
[7] 林胜, 刘淑英, 钟秤平, 等. 某混合动力 SUV 加速横向抖动分
center vibration
析与优化研究 [J]. 噪声与振动控制, 2020, 40(1): 127–131.
Lin Sheng, Liu Shuying, Zhong Chengping, et al. Anal-
4 结论 ysis and optimization of accelerated lateral shudder for a
hybrid power SUV[J]. Noise and Vibration Control, 2020,
本文针对某纯电动前驱汽车急加速时驱动轴 40(1): 127–131.
异响问题，测试了传动轴及其周边零部件振动，利用 [8] Selvanathan S, Tangirala A K. Time-delay estimation in
multivariate systems using Hilbert transform relation and
希尔伯特变换确定振动优先级至轮心，结合驱动轴
partial coherence functions[J]. Chemical Engineering Sci-
的三销轴式万向节和球笼式万向节的工作特性，进 ence, 2010, 65(2): 660–674.
