汽车NVH综合技术：传动轴夹角和激励评价

使用十字轴式万向节的传动轴，在结构上它属于不等速连接机构，夹角不能为零，会产生旋转转速频率2倍的激励，引起驱动系统弯曲振动、车架弯曲振动以及缠绕振动等，或者与车室内声腔模态耦合产生轰鸣噪声。另外，与四气缸发动机的主要激励C2成分频率接近，还有可能产生差拍振动。

1.扭转激励

假定输入轴的旋转速度为ω，输出轴的旋转变动量Δω如式（8-4）所示。Δω过大时，变速器及悬架受到激励，固有模态被激发起来就会引起车体的剧烈振动。

Δω=β²_eω²（8-4）

式中，β_e（等价轴角度），“±”对应万向节的连接相位角0°、90°。

目标值：Δω<400rad/s²，这和ω=3600r/min时β₀<3°相当。

2.惯性激励

如果传动轴自身的旋转变动（Δω_p）过大，由于传动轴惯性矩的存在而产生转矩变动

（ΔT）。它是车辆减速或者轻负载行驶时变速器内齿轮“嗒嗒”声的产生原因。

ΔT=IΔωp=Iθ_maxω²（8-5）

式中，I为传动轴的惯性矩；θ_max为θ₁、θ₂、θ₃绝对值中的最大值。

目标值：Δωp<1000rad/s²，这和ω=3600r/min时θ_max<4.5°相当。(www.xing528.com)

3.2次力矩引起的激励

传动轴连接角引起的2次力矩振动，是指采用十字轴式万向节的传动轴上所产生的转矩方向，根据万向节角度的变化而产生的。而采用3个万向节的传动轴，转矩大时，通过中间支撑轴承向车身传递振动。如果传递的转矩过大，且与传动轴的等价连接角成比例，轴转速2倍的频率成分激励产生，在车辆高速行驶时驱动轴的弯曲振动加剧，常常会在产生轰鸣噪声的同时，还有剧烈的车体振动，如图8-75所示。

通过对传动轴等价连接角的控制来降低激励的同时，还要考虑通过中间支撑轴承向车身传递的激励、驱动系统的弯曲共振模态等项目。

万向节角度引起的2次力矩激励，以下式为代表对中间轴承向车身传递激励进行评价。

式中，θ₁、θ₂、θ₃为各轴夹角；L₁、L₂为各轴的长度（万向节间距离）；a为第二万向节到中间轴承间的距离；T为传递转矩。

目标值：F₀＜2kg

轴夹角：4～5°以下

基于该结果设定车架振动、驾驶室振动目标值。

图8-75 驱动系统示意