陳曉峰　鄭立朋　韓川波　高海龍　宋杰

摘 要：本文以長城汽車7DCT濕式雙離合變速器性能（燃油經(jīng)濟(jì)性、NVH性能）開發(fā)為例，闡述了自動(dòng)變速器性能開發(fā)及整車集成優(yōu)化的主要技術(shù)及方法，并對變速器性能開發(fā)及整車集成體系進(jìn)行論述總結(jié)，對自動(dòng)變速器性能開發(fā)匹配集成具有一定指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：雙離合變速器;油耗;效率;振動(dòng);噪聲;整車集成

1 引言

2017年三月份量產(chǎn)的長城汽車7DCT自動(dòng)變速器，是中國國內(nèi)首款7速濕式雙離合變速器。在SOP后，分別搭載在WEY、哈弗等明星車型上，并得到業(yè)內(nèi)專家及終端用戶的高度認(rèn)可，并連續(xù)兩屆被評為龍?bào)幢澜缡炎兯倨?。之所以取得這樣的成績是由于在變速器的各項(xiàng)開發(fā)上，引入全壽命周期自主研發(fā)，未雨綢繆，提前識別風(fēng)險(xiǎn)并對策。在油耗和NVH性能開發(fā)方面，從設(shè)計(jì)之初到項(xiàng)目后期，歷經(jīng)變速器整個(gè)開發(fā)周期，一直采用了階段及總體目標(biāo)迭代管理。在概念設(shè)計(jì)階段就對油耗及NVH提出較高的要求，并經(jīng)過詳細(xì)設(shè)計(jì)，及后期臺架驗(yàn)證、整車集成等各階段優(yōu)化開發(fā)，最終在項(xiàng)目SOP后得到較高的整體性能。

2 7DCT效率與油耗

2.1 影響變速器效率的諸多因素

7速濕式雙離合變速器，是一個(gè)集控制、液壓、機(jī)械于一身的復(fù)雜系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)MT，傳遞效率的影響因素更復(fù)雜。

我們在產(chǎn)品開發(fā)過程中，已經(jīng)識別出的優(yōu)化項(xiàng)目有：

1.優(yōu)化齒輪設(shè)計(jì)速比，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)位置;

2.通過調(diào)整潤滑油路、結(jié)合點(diǎn)等措施降低離合器拖曳扭矩;

3.通過詳細(xì)齒輪修行，優(yōu)化螺旋角、壓力角、側(cè)隙等，降低齒輪摩擦損失;

4.通過CAE分析優(yōu)化軸承預(yù)緊力;

5.結(jié)構(gòu)優(yōu)化，結(jié)合CAE分析降低整箱重量，同時(shí)減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;

6.更換性能更加優(yōu)異的低粘度潤滑油;

7.優(yōu)化油泵設(shè)計(jì)，降低潤滑油泄漏量，提高油泵效率;

8.計(jì)算最佳潤滑油量，增加擋油板等措施，降低齒輪、離合器等攪油損失;

9.雙泵系統(tǒng)，主動(dòng)按需調(diào)整冷卻，進(jìn)一步提升冷卻效率;

10.優(yōu)化變速器控制策略，尤其是kisspoint點(diǎn)的標(biāo)定和離合器滑摩控制;

11.優(yōu)化液壓系統(tǒng)主油壓，減少液壓模塊泄漏量等。

2.2 仿真提升變速器效率的措施

在整車級系統(tǒng)集成分析中，變速器效率對整車經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性影響非常大，因此，在變速器開發(fā)過程中，伴隨測試，進(jìn)行了豐富的系統(tǒng)級優(yōu)化仿真。為提升變速器系統(tǒng)效率，主要進(jìn)行四個(gè)大方向的改進(jìn)：①盡可能降低拖曳扭矩和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的能量損失;②系統(tǒng)級考慮變速器效率優(yōu)化方向;③傳動(dòng)系統(tǒng)與整車匹配緊密結(jié)合;④綜合考慮軟硬件性能，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)組合。

液壓系統(tǒng)的仿真主要分兩個(gè)方向，一是基于AMESim對液壓控制進(jìn)行系統(tǒng)仿真及功能驗(yàn)證，二是基于CFD手段對系統(tǒng)局部進(jìn)行流體性能驗(yàn)證 ;變速器軟件仿真驗(yàn)證主要依靠MATLAB/simulink對變速器軟件功能進(jìn)行驗(yàn)證;變速器系統(tǒng)級和整車級性能仿真分別依靠AMESim和AVL CRUISE軟件進(jìn)行分析，得出每一項(xiàng)詳細(xì)因素對效率的影響比例。

最終，經(jīng)仿真驗(yàn)證及測試分析，7個(gè)大項(xiàng)實(shí)現(xiàn)對變速器整箱效率合計(jì)4.47%（圖1）的優(yōu)化。

2.3 油耗整車集成優(yōu)化

變速器作為車輛“三大件”之一，對整車性能的發(fā)揮有著直接作用，匹配不同級別的車輛，與發(fā)動(dòng)機(jī)特性緊密配合，都是要考慮的對象。而且，由于世界各國對排放的要求日益嚴(yán)格，也要求我們在考慮動(dòng)力性的基礎(chǔ)上更加注重動(dòng)力系統(tǒng)的匹配。我們以WLTC工況為基礎(chǔ)，以整車油耗為目標(biāo)，對發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2。

圖3為變速器效率變化規(guī)律（以某一擋位為例）：同一轉(zhuǎn)速下，扭矩越大，效率越高;同一扭矩下，轉(zhuǎn)速越大，效率越低。發(fā)動(dòng)機(jī)工作特性也有一個(gè)經(jīng)濟(jì)工作區(qū)間，如圖4， 這時(shí)為提升整車經(jīng)濟(jì)性，就需要通過整車匹配修正工作區(qū)域，保證發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器緊密配合下能發(fā)揮最佳經(jīng)濟(jì)性能。

為實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)的最佳匹配，有兩種匹配方式：① 根據(jù)整車扭重比，合理設(shè)計(jì)變速器速比，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器工作區(qū)間;② 在不改變硬件參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化換擋控制策略，調(diào)整工作點(diǎn)位置。兩種措施需要相互結(jié)合優(yōu)化才能達(dá)到最佳效果。

同一套動(dòng)力系統(tǒng)，在搭載不同車輛時(shí)，首先通過仿真評估某一工況（本文采用WLTC標(biāo)準(zhǔn)工況）下的載荷需求，變速器輸出扭矩相同情況下，減小速比，提升發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，提高整車效率。換擋控制策略基于相同的基礎(chǔ)原理，但是，優(yōu)化換擋點(diǎn)后，會(huì)帶來低速轟鳴、抖動(dòng)等NVH問題。為解決低速換擋問題，需結(jié)合雙質(zhì)量飛輪進(jìn)行優(yōu)化，增加CPA可有效提升換擋線優(yōu)化帶來的附加問題。

經(jīng)過各項(xiàng)優(yōu)化，7DCT整體效率得到提升，以長城汽車魏派VV5為例，對整車搭載后的油耗進(jìn)行分析，油耗降低0.5L/100km。基于當(dāng)前7DCT研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)X-DCT，預(yù)計(jì)整車油耗可進(jìn)一步下探至6.6L/100km。

3 7DCT NVH性能開發(fā)

3.1 變速器NVH研發(fā)流程

變速器NVH開發(fā)流程上，從概念設(shè)計(jì)到項(xiàng)目SOP，我們使用了國際通用的正向開發(fā)流程。核心流程可以簡化為圖5：

主要有競品分析、目標(biāo)定義、仿真分析、實(shí)驗(yàn)測試，其中各個(gè)環(huán)節(jié)都是前后迭代優(yōu)化的。

3.2 標(biāo)桿選型及目標(biāo)定義

在前期概念設(shè)計(jì)階段，首先要確定NVH設(shè)計(jì)目標(biāo)，包括主客觀評價(jià)目標(biāo)。設(shè)定主客觀目標(biāo)的話主要是通過標(biāo)桿車的主客觀NVH測試，但該方法無法有效確定不同駕駛風(fēng)格和路況下激勵(lì)源的載荷分布，導(dǎo)致后期對激勵(lì)源載荷風(fēng)險(xiǎn)控制不準(zhǔn)確。如：3擋齒輪噪音明顯的工況下，油門開度下是多少？發(fā)動(dòng)機(jī)工作在何種轉(zhuǎn)速何種扭矩下？

本項(xiàng)目中在此目標(biāo)確定階段，創(chuàng)新性的使用了路譜采集及仿真技術(shù)，并應(yīng)用于在NVH目標(biāo)確定。通常路譜采集及路譜仿真多用于可靠性及耐久性目標(biāo)，但本項(xiàng)目，除了傳統(tǒng)路譜數(shù)據(jù)采集外，同步采集了變速器振動(dòng)、噪聲等信號，并進(jìn)行了NVH路譜目標(biāo)識別，并對NVH目標(biāo)進(jìn)行確定。路譜測試標(biāo)桿車選擇原則：

1.選擇搭載同類型的變速器的同類型車型，例如：由于我司開發(fā)DCT主要應(yīng)用于SUV，因此我們在搭載DCT的SUV車型中選擇。

2.車型的功率/重量比、扭矩/重量比必須與規(guī)劃車型近似。

3.盡可能選擇同樣擋位

4.盡可能選擇同樣的發(fā)動(dòng)機(jī)類型（氣缸數(shù)、有無渦輪增壓等）

工況選擇原則：城市擁堵路況、高速工況、山路等;部分油門、收油滑行、低速蠕行、全油門等。不同駕駛風(fēng)格類型。測試數(shù)據(jù)包括：變速器振動(dòng)、車室內(nèi)噪聲、車速、半軸扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、變速器輸入扭矩、擋位、精確GPS信號等。

通過對數(shù)據(jù)的處理，統(tǒng)計(jì)確定標(biāo)桿車型各轉(zhuǎn)速下?lián)跷浑A次振動(dòng)、聲壓級、車輛總級、懸置隔振性能、車身敏感度等數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計(jì)出不同NVH典型工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和半軸扭矩與車速、擋位、變速器振動(dòng)及NVH主觀評價(jià)的關(guān)系圖譜，以確定待開發(fā)變速器各工況下，各擋位齒輪組的實(shí)際扭矩及主觀評價(jià)、客觀振動(dòng)等數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，并作為后期整箱振動(dòng)、齒輪傳遞誤差設(shè)計(jì)等參數(shù)設(shè)計(jì)的輸入。當(dāng)然，測試還可得出各項(xiàng)耐久試驗(yàn)以及振動(dòng)疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以及道路GPS數(shù)據(jù)，后期可根據(jù)此數(shù)據(jù)進(jìn)行虛擬道路建模，以便進(jìn)行后續(xù)各設(shè)計(jì)階段NVH路譜仿真打下基礎(chǔ)。結(jié)合NVH路譜測試、仿真數(shù)據(jù)與標(biāo)桿噪聲水平進(jìn)行整車、部件噪音振動(dòng)目標(biāo)值設(shè)定。

3.3 變速器NVH設(shè)計(jì)因素總覽及分析

依據(jù)開發(fā)目標(biāo)對變速器NVH性能設(shè)計(jì)進(jìn)行總覽分析，主要影響因素見表1：

其主要流程為基于DCT變速器功能對各功能總成動(dòng)力流進(jìn)行分析，明確各子零部件各種功能下受力載荷轉(zhuǎn)速分析、各轉(zhuǎn)動(dòng)零部件工作頻率范圍及關(guān)鍵零部件模態(tài)頻率范圍，主要技術(shù)手段有：結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真、扭振仿真、模態(tài)識別及響應(yīng)分析、總成解耦分析等。

根據(jù)NVH理論，振動(dòng)噪聲主要由激勵(lì)源產(chǎn)生，經(jīng)傳遞路徑放大或衰減，然后構(gòu)成人的主觀響應(yīng)。所以此階段主要目標(biāo)是盡可能減小變速器激勵(lì)。因此，變速器各擋位在軸系上布局上，盡量遵循低檔位布局兩端，高檔位布局中部，以緩解軸受擋輪徑向載荷的彎曲模態(tài)激勵(lì)。同時(shí)在軸系設(shè)計(jì)上，調(diào)整螺旋角盡可能抵消輸入、輸出的軸向力;多軸輪系嚙合時(shí)，調(diào)整中間軸中心與其他兩軸的角度布置，可以緩解齒輪徑向力和切向力的疊加，降低中間軸受力，比如倒擋惰輪軸要布置在輸入和輸出軸反力抵消一側(cè)。此外，在不影響空間及功能前提下優(yōu)先考慮齒輪跨距間隔、齒輪距軸承間隔對單級軸系剛度分配的影響，提升整體剛度及固頻，優(yōu)選設(shè)計(jì)的輪齒跨距可有效減小齒輪副的耦合效應(yīng)。DCT軸向布局如圖6。

在總體布局時(shí)，需分析擋輪階次耦合率指標(biāo)，由于齒輪的嚙合力波動(dòng)是變速器振動(dòng)的主要激勵(lì)源，因此齒輪的階次分析在概念設(shè)計(jì)時(shí)非常重要，通過階次分析及頻率預(yù)測，可以防止系統(tǒng)性激勵(lì)共振問題，一般擋輪之間的階次耦合率應(yīng)大于5%，擋位配合齒輪齒數(shù)盡可能避開公約數(shù)和公倍數(shù)，如有共嚙齒輪還需避開相位調(diào)諧;同時(shí)在保證齒輪的可靠性下，變速器的階次盡可能的設(shè)計(jì)的要低一些，可以有效避開人耳的頻率敏感區(qū)域，對此可以通過概念齒輪對的聲輻射仿真，評估齒輪階次噪聲敏感性;此外關(guān)鍵工作頻率下要盡可能避開軸系彎曲模態(tài)及殼體在此擋位工況下的呼吸模態(tài)頻率，如圖7。

另外，降低齒輪的傳遞誤差可有效降低嚙合激勵(lì)，降低齒輪嘯叫風(fēng)險(xiǎn)。主要考慮齒輪宏觀參數(shù)優(yōu)化和微觀修形參數(shù)優(yōu)化，宏觀參數(shù)優(yōu)化參數(shù)為端面重合度、軸向重合度、齒面滑移率等參數(shù)，一般端面重合度盡可能設(shè)計(jì)為整數(shù)，如2、3等，同時(shí)要避開1.5;軸向重合度大于1.3，小于2.5，滑移率應(yīng)當(dāng)小于2。這樣設(shè)計(jì)的齒輪基礎(chǔ)傳遞誤差較小。微觀修形齒輪微觀參數(shù)確定上主要原則為，盡可能降低小負(fù)荷、低速時(shí)的齒輪傳遞誤差，兼顧大油門常用轉(zhuǎn)速下傳遞誤差優(yōu)化。如圖8-11。

變速器工作溫度為-40～110度之間的寬廣范圍，材料的熱脹冷縮要求，運(yùn)轉(zhuǎn)零件要有一定間隙補(bǔ)償，同時(shí)齒輪對的自由旋轉(zhuǎn)也需要一定的潤滑間隙，因此齒輪對間有一定的嚙合側(cè)隙和軸向間隙，這些間隙導(dǎo)致變速器在某些扭矩交互工況下產(chǎn)生“鐺鐺”的敲擊噪聲。因此要提前考慮總成扭振模態(tài)，進(jìn)行總成扭振分析，對系統(tǒng)慣量和阻尼進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)然變速器由于受結(jié)構(gòu)布局影響，很多時(shí)候無法大范圍調(diào)整，可利用DMF的慣量、剛度及阻尼進(jìn)行總成扭振衰減（發(fā)動(dòng)機(jī)一階、二階振動(dòng)），從而緩解總成扭振。同時(shí)變速器總體不能出現(xiàn)較大扭轉(zhuǎn)響應(yīng)，必須避開動(dòng)力總成懸置的扭轉(zhuǎn)模態(tài)。分析模型如圖12。

最后，依據(jù)軸系布局形式和齒輪結(jié)構(gòu)承載能量流為基礎(chǔ)，對殼體進(jìn)行整體的拓?fù)鋬?yōu)化，基于聲學(xué)理論對軸系、殼體的輻射效率、面板貢獻(xiàn)等進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，以確定可能的NVH風(fēng)險(xiǎn)和可微調(diào)的方向。如：軸系模態(tài)、齒輪幅板形狀、位置調(diào)整（慣量的微調(diào)、力系微調(diào)），殼體筋板布局（提升剛度、抑制局部模態(tài)）等。同時(shí)評估常用轉(zhuǎn)速工況下的載荷激勵(lì)，調(diào)整變速器殼體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的固有頻率，軸系系統(tǒng)模態(tài)及殼體整體模態(tài)的耦合風(fēng)險(xiǎn)。如圖13。

另外， DCT變速器換擋噪聲是十分重要的性能之一，在詳圖設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行換擋動(dòng)力學(xué)仿真十分必要，可利用Amesim/simlink、Adams、Virtual Lab進(jìn)行換擋過程的策略及動(dòng)力學(xué)聯(lián)合仿真，可以有效計(jì)算不同換擋策略在同步過程中的碰撞能量，并進(jìn)行聲輻射分析，進(jìn)而不同換擋策略下可能的換擋噪聲風(fēng)險(xiǎn)，為后期的換擋噪聲標(biāo)定策略進(jìn)行初期指導(dǎo)。其噪聲和沖擊優(yōu)化方向主要為換擋結(jié)合速度曲率控制、同步慣量優(yōu)化等。圖14為換擋過程沖量優(yōu)化后及殼體表面振動(dòng)對比。

3.4 樣機(jī)NVH性能試驗(yàn)及優(yōu)化

變速器開發(fā)進(jìn)入樣機(jī)試制階段，NVH設(shè)計(jì)指標(biāo)需要再樣機(jī)驗(yàn)證階段進(jìn)行相應(yīng)試驗(yàn)，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否達(dá)到開發(fā)目標(biāo)。主要進(jìn)行以下試驗(yàn)分析并優(yōu)化，如圖15：

● 變速器齒輪接觸斑點(diǎn)試驗(yàn)

主要確定變速器齒輪在各種工況下的接觸情況，是否與仿真設(shè)計(jì)相符，同時(shí)校驗(yàn)振動(dòng)與接觸斑點(diǎn)的相關(guān)性。如果相關(guān)性與預(yù)測結(jié)果不符，就需要進(jìn)行微調(diào)，保證NVH工況下的良好接觸

● 部件模態(tài)試驗(yàn)（殼體、軸）

分別對各個(gè)軸、齒輪、軸分總成、總成模態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)和仿真，識別常用高轉(zhuǎn)速工況下激勵(lì)與子部件固有頻率風(fēng)險(xiǎn)，對不滿足安全系數(shù)的部件進(jìn)行剛度提升（如軸徑加粗、輪廓內(nèi)加筋等）使耦合共振風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)控制安全系數(shù)內(nèi)。同時(shí)對模態(tài)及共振表進(jìn)行更新，以評估可能帶來的NVH問題，并制定相應(yīng)的對策。在出現(xiàn)重大響應(yīng)的部件，需要調(diào)整結(jié)構(gòu)模態(tài)進(jìn)行解耦處理。

● 變速器總成模態(tài)試驗(yàn)

總成狀態(tài)下進(jìn)行模態(tài)實(shí)驗(yàn)，對低頻模態(tài)進(jìn)行識別，防止出現(xiàn)重大共振風(fēng)險(xiǎn)

● 變速器溫度及扭矩依存性振動(dòng)試驗(yàn)

評估各擋位變速器殼體振動(dòng)，主要檢測變速器在不同臺架工況下振動(dòng)情況。在項(xiàng)目后期可與EOL臺架NVH數(shù)據(jù)及整車振動(dòng)進(jìn)行對比分析。工況要使用NVH路譜數(shù)據(jù)處理后的標(biāo)準(zhǔn)工況（扭矩、溫度等）;測點(diǎn)位置選擇變速器軸承位及整車傳遞路徑上的測點(diǎn)。這樣不僅可以評估變速器本體振動(dòng)，同時(shí)可以評估整車集成后的風(fēng)險(xiǎn)。

● 變速器換擋噪聲試驗(yàn)

主要考核換擋噪聲，對換擋沖擊敏感度進(jìn)行評估，同時(shí)可通過臺架標(biāo)定對換擋噪聲進(jìn)行相關(guān)優(yōu)化。

通過上述一系列NVH試驗(yàn)測試，便于發(fā)現(xiàn)NVH目標(biāo)與結(jié)果的差異，評估風(fēng)險(xiǎn)，并進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)迭代優(yōu)化，提升變速器性能。

4 變速器整車集成設(shè)計(jì)及測試優(yōu)化

4.1 整車集成仿真

噪音的傳遞路徑可分為空氣傳播和結(jié)構(gòu)傳播，在低頻區(qū)域內(nèi)空氣傳播占主導(dǎo)地位，而中高頻的車內(nèi)噪音大部分為結(jié)構(gòu)路徑的傳遞。變速器一般處于轉(zhuǎn)速、激勵(lì)頻率相對較高的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。因此，除了前期必須的隔音材料的應(yīng)用，更重要的是通過傳遞路徑結(jié)構(gòu)的仿真分析，構(gòu)建傳動(dòng)鏈各系統(tǒng)模態(tài)頻率分布表以達(dá)到避免頻率耦合而產(chǎn)生共振，如圖16，各組成部件頻率間隔需滿足10%的基本要求。如受空間布局限制，可采用增加動(dòng)力吸振器或優(yōu)化減振器特性等手段降低FRF頻響函數(shù)幅值達(dá)到降噪的目的。

變速器產(chǎn)生的激勵(lì)力會(huì)通過軸系、軸承、殼體、懸置、半軸、副車架、拉鎖等路徑傳遞至車內(nèi)，引起客戶抱怨，因此在變速器的NVH集成優(yōu)化就顯得尤為重要。在整車集成階段主要工作有以下方面，如表2。

● 懸置概念仿真優(yōu)化

懸置系統(tǒng)除了具備支撐動(dòng)力總成的作用，更重要的是對激勵(lì)力的衰減和隔振。在懸置概念仿真方面，需根據(jù)動(dòng)力總成的質(zhì)心、慣量及整車空間，設(shè)計(jì)懸置的布局方式、安裝位置、安裝角度、動(dòng)態(tài)剛度等參數(shù)，以保證解耦性能和隔振性能滿足設(shè)計(jì)需求。Ry方向的解耦性應(yīng)大于90%，懸置隔振量大于20Db.在設(shè)計(jì)初期，需確認(rèn)變速器支架、懸置托臂總成裝配下的模態(tài)頻率，避免發(fā)生耦合共振或強(qiáng)迫振動(dòng)大的問題。一般要求懸置支架頻率應(yīng)大于700Hz。

● 半軸模態(tài)仿真

由于變速器齒輪激勵(lì)頻率寬，極易在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)與半軸低階頻率耦合，哨音被放大。因此，半軸設(shè)計(jì)在保證強(qiáng)度與操穩(wěn)的同時(shí)，應(yīng)考慮模態(tài)頻率優(yōu)化，常見方式為采用空心半軸或優(yōu)化半軸直徑。如頻率耦合無法避免，可針對共振頻率設(shè)計(jì)相應(yīng)的動(dòng)力吸振器以達(dá)到將噪的目的。

● 動(dòng)力總成模態(tài)仿真

在整車集成階段，變速器與發(fā)動(dòng)機(jī)一起耦合的彎曲模態(tài)會(huì)造成一些共振頻率，導(dǎo)致后期某些轉(zhuǎn)頻下共振，因此動(dòng)力總成模態(tài)也是非常重要的考慮因素，良好的設(shè)計(jì)可以有效預(yù)防共振發(fā)生。

● 路徑響應(yīng)仿真（油泵、換擋拉索）

現(xiàn)在車型發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙布局趨于緊湊，變速器本體振動(dòng)噪音往往通過換擋拉鎖、冷卻油路、冷卻水路等路徑傳遞至車內(nèi)。因此，需對管路的布局結(jié)構(gòu)、車身連接點(diǎn)隔振措施進(jìn)行排查梳理，管路設(shè)計(jì)應(yīng)考慮自身固頻，避免與油泵齒輪等激勵(lì)頻率發(fā)生耦合。

4.2 整車NVH測試及優(yōu)化

整車變速器NVH測試就是測試各種工況下整車行駛時(shí)各檔位噪聲及換擋噪聲等，并同步記錄各種整車PT CAN數(shù)據(jù)、變速器TCU數(shù)據(jù)，從而可進(jìn)行噪聲相關(guān)性分析，便于進(jìn)行各種噪聲源定位及分析噪聲背后的動(dòng)力總成激勵(lì)數(shù)據(jù)。整車集成階段的測試工作，是排查主觀評價(jià)問題的重要手段，也是NVH優(yōu)化的指引，針對變速器噪聲，在此階段主要測試有以下幾種，如圖17：

● 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)扭振測試

各工況扭轉(zhuǎn)測試包括整車起步振動(dòng)測試，以便于確認(rèn)整車狀態(tài)下，傳動(dòng)系敲擊異響。

● 動(dòng)力總成模態(tài)測試：

動(dòng)力總成模態(tài)應(yīng)考慮彎曲模態(tài)與車身空腔模態(tài)的耦合，同時(shí)對彈性體模態(tài)頻率不滿足安全隔振系數(shù)的模態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，增加殼體連接端面半徑、螺栓數(shù)量以及結(jié)合面兩側(cè)局部剛度，以達(dá)到更優(yōu)的動(dòng)力總成NVH性能。

● 整車變速器行駛噪聲測試

主要測試不同路譜工況下整車行駛齒輪噪聲，從整車角度評估變速器NVH性能，并用于EOL相關(guān)性的設(shè)定。

● 駐車換擋噪聲測試（PRND）

主要測試靜態(tài)換擋及移庫搖籃換擋工況下，整車振動(dòng)及變速器換擋沖擊。

● NVH整車匹配標(biāo)定優(yōu)化

由于自動(dòng)變速器的標(biāo)定，可以局部改變變速器噪聲激勵(lì)，在某些特定工況下，通過標(biāo)定控制優(yōu)化，可以有效降低NVH問題，主要優(yōu)化思路有兩方面：改變激勵(lì)頻率，如可以控制換擋Map的升降檔，防止某些特定頻率的共振;改變激勵(lì)大小，如：在反拖滑行工況，可以保持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，防止較大的反拖扭矩產(chǎn)生齒輪反拖嘯叫?；贜VH主客觀測試，同時(shí)結(jié)合硬件優(yōu)化可行性，通過對NVH整車標(biāo)定匹配優(yōu)化，在以下方面可進(jìn)行NVH調(diào)校：

1.齒輪嘯叫換擋線優(yōu)化

2.換擋噪聲策略優(yōu)化

3.整車轟鳴換擋策略優(yōu)化

4.起步敲擊換擋策略優(yōu)化

5 量產(chǎn)NVH EOL驗(yàn)證及開發(fā)

在整車量產(chǎn)之后，變速器NVH開發(fā)工作一般已經(jīng)結(jié)束，但如何保證量產(chǎn)變速器NVH性能的一致性，仍然有很多NVH工作要做。比如極限公差下變速器的NVH驗(yàn)證、變速器EOL下線交檢NVH標(biāo)準(zhǔn)制定等，其中基于NVH臺架及整車對應(yīng)關(guān)系建立的NVH EOL下線標(biāo)準(zhǔn)，可以有效保證量產(chǎn)變速器NVH的一致性。因此該標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)就成為量產(chǎn)準(zhǔn)備階段的重點(diǎn)，具體工作有：

EOL臺架變速器測點(diǎn)位置的選取、整車對應(yīng)關(guān)系的建立，具體流程如圖18。

EOL測點(diǎn)選取基準(zhǔn)，一般情況下依據(jù)實(shí)車噪音貢獻(xiàn)量確認(rèn)測點(diǎn)位置與測點(diǎn)的方向，基于變速器整車振動(dòng)傳遞位置無非是懸置點(diǎn)、半軸軸承位、發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合面、換擋支架位置等，故一般通過實(shí)車測試驗(yàn)證選取合適測點(diǎn)，其與整車對應(yīng)關(guān)系較為一致，如圖19。值得注意的是EOL測點(diǎn)選擇要為剛度較大的點(diǎn)，更能夠發(fā)現(xiàn)因齒輪、軸承等異常引起的振動(dòng)，從而避免局部模態(tài)引起振動(dòng)值偏大，臺架測試不穩(wěn)定等問題，剛度大的點(diǎn)敏感度反而更高。

測試工況建立，依據(jù)整車實(shí)際常用扭矩、常用溫度定義臺架測試工況，優(yōu)先選擇整車噪音敏感的工況為佳，如果一個(gè)扭矩?zé)o法滿足EOL需求，可同一擋位隨轉(zhuǎn)速變化采用不同的扭矩來采集，一般情況下最多設(shè)置兩個(gè)扭矩段，振動(dòng)測點(diǎn)與整車一致。7DCT EOL測試工況設(shè)計(jì)試驗(yàn)，即采用實(shí)際車輛常用扭矩轉(zhuǎn)速測試進(jìn)行EOL測試扭矩和轉(zhuǎn)速的定義，另外在轉(zhuǎn)速升速率設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。

通過上述工作，可以建立出EOL下線NVH交檢標(biāo)準(zhǔn)，保證量產(chǎn)變速器整車NVH一致性。

6 性能開發(fā)及匹配總結(jié)

在長城汽車7DCT開發(fā)中，通過不同設(shè)計(jì)階段的性能及匹配開發(fā)策劃活動(dòng)，運(yùn)用變速器本體設(shè)計(jì)與整車系統(tǒng)結(jié)合的方法，保證了7DCT搭載整車的油耗及其大批量量產(chǎn)后NVH性能的一致性和魯棒性。搭載我司7DCT的VV7、VV5等車型整體振動(dòng)測試結(jié)果十分優(yōu)秀，與國際豪華品牌標(biāo)桿車型相當(dāng)。在中國汽車工程學(xué)會(huì)的技術(shù)鑒定中得到專家委員會(huì)的一致肯定，同時(shí)搭載VV5、VV6車型的我司7DCT，分別在2017年和2018年龍?bào)幢澜缡炎兯倨髟u選中，經(jīng)過國際專家和媒體的評比打分后，從40多款變速器的激烈競爭中脫穎而出，被評為世界十佳變速器之一。從而也側(cè)面證明，本次7DCT性能開發(fā)和整車集成工作對今后變速器開發(fā)的指導(dǎo)意義。

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