摘 要:随着生活的快速发展,汽车渐渐的进入了人们的生活,并且对于人们来说汽车十分的重要,但是汽车也会出现很多的问题,根据汽车倒车时发出异响的部位,具体分析纯电动乘用车起步倒车异响影响因素。
关键词:纯电动乘用车;起步倒车异响;影响因素
0 引言
小型纯电动乘用车在起步、倒车工况时,由于驱动轮承受冲击扭矩作用,故可能导致等速节驱动轴与轮毂轴承配合端面发生粘滑,进而发出异响。该异响与驱动轴和轮毂轴承的花键配合间隙、配合端面摩擦系数、锁紧螺母力矩等问题有关,通过优化上述因素,可有效消除异响。
1 纯电动乘用车起步倒车异响产生的位置
某纯电动乘用车在快速起步或倒车工况时,前悬轮边处传出一声或者数声“咯噔”异响,行驶中无异响,缓慢起步、倒车异响出现概率较低。如下图1所示,驱动轴与轮毂总成连接产生异响的部位如下:驱动轴外球节与轮毂轴承配合端面,如下图1圆圈标记处。
2 异响产生机理分析
汽车轮毂 粘滑现象:恒定牵引力作用下的界面滑动速度一般保持恒定或者近似恒定,但在某些情况下摩擦力或者滑动速度随着滑行距离或者滑行时间出现一种波动状态,这就是粘滑现象,滑动发生前的状态称作粘滞;粘滞噪音:粘滞阶段,静摩擦力逐渐增至一定值,一旦外力足以克服这个摩擦力,界面就发生滑移,滑移过程中,摩擦力与时间关系曲线是锯齿状,变化剧烈,引发噪音,此噪音可称为粘滞噪音。因为驱动轴外球节壳体与轮毂轴承在螺母作用下压紧在一起,但是由于下述三项影响因素,存在粘滑的条件,因此存在粘滞噪音的风险。
①如上图1所示,轮毂总成与驱动轴的配合端面只是图中红圈所示宽度为4~7mm的环面,端面间的静摩擦力矩相对较小,驱动轴承受较大扭矩时,两个端面发生相对转动的风险较大;
②花键配合间隙:驱动轴与轮毂轴承配合花键存在一定配合间隙,加剧相对滑动;
③驱动扭矩导致驱动轴固定节壳体自身发生弹性变形,进一步加大相对滑动趋势。
3 异响影响因素对比分析
3.1 异响与静摩擦力矩的关系
根据异响机理粘滞噪音的影响因素1:静摩擦力矩较小才会有相对转动可能,进而产生粘滞噪音,因此对比分析静摩擦力矩计算如下:
上式中:T为螺母拧紧力矩;K为螺母拧紧力矩系数;d为螺母公称直径;μ为摩擦系数;R、r分别为外球节与轮毂轴承配合环形面的大小径。根据相关计算结果可明确看出某电动车及其基础传统车驱动轴与轮毂配合端面静摩擦力矩完全相同,均小于驱动轴承受的扭矩,因此均有发生粘滑摩擦的可能,但是实际上车辆异响情况并不相同,因此判断导致电动车与其基础传统车异响不同的因素并不是静摩擦力矩,为了进一步判断静摩擦力矩对异响的影响,结合公式(1),进行如下验证分析:增大螺母拧紧力矩T(由原来的125N.m增大至180N.m):故障率降低,但無法彻底消除。因此得出如下初步结论:驱动轴与轮毂配合端面静摩擦力矩对异响有影响,但是因为受结构限制,静摩擦力矩不能无限制调整,因此其始终会小于驱动轴承受的扭矩,因此其对电动车的异响不是关键决定因素。
3.2 异响与花键配合间隙的关系
因为异响产生的位置是驱动轴与轮毂配合端面的接触环面,为进一步验证异响与花键配合间隙的关系,因此将相关参数进行适应性转化,因为驱动轴一端通过移动节与差速器连接,一端通过固定节与轮毂连接,在传递扭矩的过程中,可将驱动轴与轮毂配合的子系统视为一端通过花键和锁紧螺母固定的扭转弹簧系,因此可以将花键配合间隙转化为配合环面上的夹角进行对比分析,通过对比分析,花键配合间隙对电动车起步倒车异响有一定影响,但是仍然不能消除,因此其同样不是异响的关键决定因素,因此继续结合与传统车的差异,进行下述分析。
3.3 异响与驱动轴弹性变形的关系
参照异响机理中弹性变形的影响3.1,并结合3.2的分析方法,同样将驱动轴与轮毂配合的子系统视为一端通过花键和锁紧螺母固定的扭转弹簧系,将驱动轴弹性变形转化为配合环面上的夹角进行对比分析,通过上述对比分析,基础传统车与电动车异响差异的本质原因在于驱动轴在相同时间内承受的扭矩差异较大,进而引起的驱动轴弹性变形也不同,虽然通过对比无法将变形角度精确值与异响的关系定量分析,但是已明确驱动轴弹性变形(间接为驱动轴承受的扭矩)与异响有密切的关系,驱动轴弹性变形才是引起异响的决定因素。
4 结语
随着汽车工业的飞速发展,人们对纯电动乘用车整车性能的要求变得越来越苛刻,而异响问题是纯电动乘用车驾驶主体最易察觉的整车性能指标之一,他容易使驾驶员产生焦躁情绪、使驾驶员迅速疲劳,而对纯电动乘用车行驶安全性构成极大威胁。因此,在纯电动乘用车研发阶段,如何解决车辆异响问题对车辆的市场表现至关重要。
参考文献:
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