高速共振噪声现象

新开发的4×2长轴距试验货车，共有3根传动轴，安装了有利于降低燃油消耗的超速档（OD）变速器。在试验中，在高速领域发生了伴有振动的共鸣噪声。从差速器主动小齿轮的转速变动来看，认为是传动系的扭转振动。具体可参见图16-33。共鸣噪声和传动系的共振互相可以对应。判断是因为使用了交叉式联轴节，再加上传动轴交角的变动，产生了2阶扭转激振力（简称为P2）。通过试验，测量了传动系各个部位的角速度变动和相位关系。利用上述数据，确认了扭转共振时的传动系扭振模式。具体结果如图16-34所示。由图可知，传动轴出现了扭振，第3根传动轴和差速器主动小齿轮的扭振振幅最大。也就是发生了所谓的5阶扭转共振模式。

图16-33 传动系统振动与噪声的关系

图16-34 传动系统扭转振动模态

上述共振是传动轴的扭转振动模式。对于这种扭转振动，传动轴的扭转刚度和惯性矩是主要影响因素。其中，轴距（相当于传动轴长度）不同，共振频率也不同，两者的关系如图16-35所示。由图可知，轴距越长，共振频率越低。此外，设实用转速领域为传动轴最高名义转速，变速器的超速比越大，实用转速领域越向高频范围移动。本案例就是由于5阶共振频率落在了实用转速领域之内，导致了问题的发生。

图16-35 传动轴长度对模态的影响