摘要: 傳動軸作為底盤主要零件之一，對于整車的動力傳動系統的NVH 有著非常顯著的影響。單個傳動軸除了本身產生

NVH 外，也會傳遞和放大整車傳動系統NVH，許多整車傳動系統都是通過改變傳動軸的結構實現NVH 的優化。列舉幾例傳動軸常見的NVH 現象及所作的改進，為傳動軸今后的開發提供一定的參考。

關鍵詞: 傳動軸; NVH; 改進

0 引言

現代汽車的技術發展方向主要包括: 安全、環保、信息化、低成本和舒適性。其中，乘坐舒適性成為現今評判車輛性

能、劃分汽車檔次的重要依據之一，它的提高主要依賴汽車NVH 技術的發展和支持。如果把汽車作為一個系統來研究，汽

車本身就是一個具有質量、彈簧和阻尼的振動系統。但汽車又是由多個系統組成的復雜的振動系統，每個系統都存在振動問

題，文中研究的是傳動系統。

十字軸式萬向傳動軸由于具有結構簡單，傳遞功率大，效率高，主從動軸間夾角允許變化范圍大等優點，因此在汽車等車輛上獲得了廣泛的應用。以四輪驅動( 4WD) 和全輪驅動( AWD) ( 見圖1) 的汽車為例，其底盤布置采用前置發動機四輪驅動形式，變速箱與后驅動橋之間需要傳動軸進行聯接和傳遞扭矩，其中傳動軸對底盤NVH 起著不容忽視的影響。本人就此歸納幾種常見的與傳動軸相關的NVH 現象及解決方法。

1 傳動軸異響

傳動軸異響主要表現在: 在萬向節、伸縮部件及中間支承狀況良好的情況下，傳動軸在車輛行駛過程中發出異響。

( 1) 問題描述及分析

問題描述: 某SUV 在車速10 ～ 20 km/h 時出現清脆、高頻率、時有間斷的異響; 在經過一段時間高速路試后，部分SUV

的異響消失。

問題分析: 該SUV 是4WD，以后傳動軸為主驅動軸。該傳動軸為兩段式帶中間支承，軸管內加減震襯，中間部分使用的是十字萬向節，如圖2 所示。經過仔細辨別，聲音來自傳動軸，主要是中間部分。

2) 問題推測及論證

推測1: 中間支承安裝有偏置，導致中間支承內外圈橡膠與鋼球接觸狀態不理想。但檢查了防塵罩與橡膠圈，即使在偏置狀態下也無法干涉，況且清脆、高頻率、時有間斷的異響不符合金屬與橡膠之間的發聲特點，因此該推測被推翻。

推測2: 軸管內減震襯松動發出聲響。將一根在車上發生異響的傳動軸總成軸管鋸開，發現減震襯并未松動，而且即使松動，發出的聲音也并非清脆，因此該推測被推翻。

推測3: 鑒于中間十字萬向節的扭動手感比兩邊的緊，而且該部位路試后溫度高，再聯想到該十字萬向節總成軸承碗內無尼龍墊片，判斷可能是十字萬向節軸頸端面與軸承碗內底面干磨發出的聲音。

支持證據: 

① 鋸開發生異響傳動軸中間的十字萬向節，發現十字萬向節軸頸端面已有燒傷痕跡;

② 異響聲音間斷/高頻，符合傳動軸轉速/十字萬向節軸頸與軸承碗相對擺動頻率;

③ 傳動軸裝在車上，行駛一段時間后，手感緊的十字萬向節會逐漸變松，減少十字萬向節軸頸端面與軸承碗內底面的摩擦，使部分異響消失。

因此，該推測成立。

( 3) 解決方案及驗證

解決方案: 發生該問題的原因是十字萬向節擺動扭矩過大，造成裝配后過緊，在車輛運行中容易出現磨損，因此將十字萬向節手工擊松以減小擺動扭矩后再使用，異響就會消失。

驗證試驗: ① 收集10 件在車輛形式中出現異響的產品，將中間十字萬向節手工擊松后裝車行駛，異響消失;

② 另選10 件產品，將十字萬向節人為擊緊后裝車行駛，有異響出現; 拆下擊松后再裝車行駛，異響消失。

目前狀況: 現有的傳動軸經過擊松裝車后，基本消除異響; 更新傳動軸的設計，將十字萬向節的擺動扭矩控制在合理的范圍內，異響沒有出現。

2 共振

在所有振動分量中，占主要成分的是傳動軸的1 階振動，即傳動軸的轉速與其1 階固有頻率一致而發生共振。一定直徑和長度的軸，轉速提高到某一限度時，會劇烈振動而損壞。這樣的損壞轉速稱為傳動軸的危險轉速或臨界轉速。

( 1) 問題描述及分析

問題描述: 客戶抱怨某手動SUV 在道路試驗中高速行駛時有震感，主要是在時速120 km/h，底板振動明顯。

問題分析: 由于該問題發生在SUV 高速運行時，因此需要到汽車道路試驗場，坐在車內親身體驗震動的感覺。在車輛行駛過程中，嘗試在不同車速掛不同的擋位，發現只有當SUV 處于時速120 km/h 時，才明顯感到震動，低于或超過這個速度時基本沒有感覺，初步判斷是零部件之間的頻率接近，產生了共振。

( 2) 論證

支持依據: 第二次來到道路試驗場，與NVH 工程師一起檢測了傳動軸的裝在整車上的固有頻率，結果顯示在150 ～ 160

Hz 上出現一個頻率的尖峰，如圖3 所示。

同時客戶提供了他們檢測的底盤頻率波形圖，在發動機處于4 600 r /min 的轉速時系統同樣有個尖峰，如圖4 所示?？梢?/p>

計算得發動機在4 600 r /min 時的2 階頻率為4 600 × 2 ÷ 60 =153. 3 Hz。由此得出結論: 傳動軸在發動機處于4 600 r /min 時受迫振動，其固有頻率與發動機的2 階頻率接近而發生共振，判斷成立。

( 3) 解決方案及驗證

解決方案: 最理想解決該問題的方法是錯開發動機4 600 r /min 的2 階頻率與傳動軸的固有頻率。問題發生的源頭是發動機，傳動軸是受迫振動，起到了放大NVH 的效果。更改發動機的頻率難度相當大，涉及到更改發動機的結構，因此通常情況下是更改傳動軸的結構從而錯開兩者的頻率。

① 方法1: 在軸管內增加減震襯。圖5 是增加減震襯后測量的傳動軸固有頻率圖，可以看出，1 階頻率僅增加到168. 8Hz，實際效果不明顯，因此該方法不可行。

② 方法2: 將兩段傳動軸的軸管外徑由63. 5 mm 增加至70 mm，軸管壁厚不變。經過測試，固有頻率顯著升高至187. 5Hz，如圖6 所示。

將改后的傳動軸總成安裝在整車上跑道路試驗，測試得底盤頻率波形圖( 見圖7) ，發動機在4 600 r /min 轉速時，尖峰已經消失。

目前狀況: 改進后的傳動軸安裝在整車上運行時底盤無振動現象，售后反應良好。

3 總結

隨著生活質量的提高，人們追求的是更快速、舒適的交通工具，所以對十字萬向傳動軸的要求就更高。文中列舉了2 個

關于傳動軸NVH 的案例以及改進方法，希望能各位解決一些汽車NVH 問題提供一定的幫助和參考。