2019.25科学技术创新能这一清洁能源作为混合动力推进，替代了传统的燃料动力推进，达到节能减排，降低运营成本，为实现船舶的节能、减排及超长续航力提供了新的设计路径，因此本方案具有广阔的市场应用前景。参考文献[1]刘璇.太阳能光伏中的测试测量技术[J].国外电子测量技术，2012,31(4):4-6.
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等.基于CFD 和试验的襟翼帆设计研究[J].中国造船，2015,56(1):181-188.项目来源：江苏海事职业技术学院“千帆新锐”项目，项目号：014070；江苏海事职业技术学院创新基金资助。
作者简介：李臣(1988-)，男，山东泰安人，
博士生，从事风翼助航技术研究。
汽车半轴布置对整车NVH 的优化
商献斌
（同济大学浙江学院，
浙江嘉兴314000）NVH 是三个英文单词的首字母缩写，即Noise(噪声)、Vibration (振动)和Harshness(声振粗糙度，也可以通俗地理解为不平顺性)，因为它们在NVH 中相互联系，所以通常把
它们联系起来一起研究[1]。简单通俗地讲，乘员在驾驶汽车时的一切触觉和听觉感受都属于NVH 的范畴，此外还包括汽车车身零部件由于振动引起的强度和
寿命等问题。灰壳机油价格
汽车的NVH 问题也是汽车制造商和世界主要汽车工业中的汽车零部件和配件公司非常关注的主要问题之一。相关统计数据显示，大约三分之一的车辆故障问题与汽车的NVH 问题直接相关。在处理车辆的NVH 问题时，众多的车辆公司消耗了约20%的车辆开发成本。汽车半轴作为传动系统中重要传动结构，其布置结构会直接影响到车辆动态NVH 表现。本文介绍通过改变汽车半轴布置来优化整车NVH 。电动车十大排行榜
1汽车半轴现状
汽车发动机是固定在车架上的，动力输出的轴对车架的位置
是固定的，而汽车的驱动车轮是固定在轴上，为了减震，车轴是通过弹簧支架再固定在车架上的，汽车通过不平整的地面时由于惯性的原因，驱动轮轴不断相对车架上下移动，这样，汽车才得以较水平的稳定运动。半轴即为驱动轴，是指一种装在差速器与车轮之间，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接，由两个或多个等速万向节、中间轴杆及其他零件组成的传递扭矩和旋转运动的机械部件。驱动轴除传递扭矩驱动车辆的基本功能外，在使用设
计上更应该能够将发动机的动力等速、
可靠、稳定及低噪声地传递给两侧前轮，同时应满足汽车在行驶过程中车轮在不同地形上上下跳动和转向等多种工作状况下引起轴的伸缩和摆动[2]。现阶段汽车大部分为发动机横置加前轮驱动的车型，前悬为独立悬架，针对这种汽车发动机布置，因布置空间限制，驱动轴常见的布置型式为两段式，即汽车前驱动轴由两根前驱动轴左右分布，通常两根半轴仅轴杆长度不相同，两根驱动轴外端万向节上的花键摘要：相对汽车的其他性能来说，汽车NVH 性能比较综合复杂。因此在汽车研发过程中，对汽车NVH 特性研究看得重中
之重。由于汽车半轴是传动系统中一个重要的组成部分，
汽车半轴结构型式及设计选型对整车NVH 有着直接的影响，为能够有效降低汽车在行驶过程中产生的噪音和振动，分析汽车驱动轴布置的相关设计，
林荫大道汽车
重新对汽车半轴布置方案进行布置。合理的驱动轴布置，使汽车能够最大程度的发挥汽车传动系统效率，提高整车NVH 性能，为汽车传动系统提供稳定而高效的动力输出。
关键词：汽车；驱动轴；布置；振动；三段式；NVH
中图分类号:U463.2,U461文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2019)25-0159-02（转下页）
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科学技术创新2019.25
与减速器齿轮及轮毂轴承内圈连接相同。这种发动布置汽车差速器大多放置于前舱左侧，差速器接口到左右车轮的距离相差较大，但因装配后转向节壳体靠近差速器部分，所以需要在差速器段口处预留出足够大的空间，导致驱动轴布置呈左短右长[3]。
2两段式汽车半轴存在问题
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2.1力矩等于力乘以力臂，而衡量力臂长度的半轴不等长就导致了作用在左右两个车轮上的力矩不相等，而力矩不相等就导致了两侧轮胎的动态出现差别。当忽然有较大的扭矩从变速箱输出轴输出到左右两根传动轴时，同时，施加到两侧驱动轮的扭矩不同，并且在半轴的短边上车轮的扭矩大。
而车轮扭力小的处于半轴长的一侧，这样就会造成同一部件因力矩不同而造成车辆行驶时行进方向跑偏，这就是人们常说的扭力转向。
如果发动机更强大，两个车轴之间的扭矩差异将更大。这也是高动力前轮驱动更倾向于扭矩转向的原因。由于汽车引擎在行进过程中动力输出强烈增长时，万向节的传递效率因为角度不同引起不同，而正因为引擎动力输出强烈增加，车速提升，前悬架相应被拉长，引起细小变化的外倾角，更显著的扩
大了这个问题。从这一角度来说发动机前置前驱车型的两段式汽车半轴布置影响了汽车性能的发挥影响汽车NVH性能同时大大影响驾驶员驾驶感受。
2.2由于动力总成的布置原因，对于两段式汽车半轴布置，右轴轴杆往往过长，弯曲刚度低，导致在车辆上的一阶弯曲模态偏低(约100Hz左右)，在发动机二阶激励作用下，右轴很容易引起共振。汽车传动轴震动通过车架传播至车身，引起车身的振动，再通过车身板壁振动传递噪声至车内，继而引起车内噪声[4]，当汽车出现共振现象时，会导致很多不确定安全因素发生。车内的噪声会通过空气将各种噪声源的噪声辐射到车内，噪声会从车身的裂缝和孔洞传播到汽车的各个角落，形成车内噪声。而对于车身整体而言，汽车车身本身结构所拥有的固有振型、频率、阻尼等模态参数，对形成汽车内噪音的有着关键的作用。当外界振动刺激与汽车车身固有的频率相同时，车身会发生共振，而车身共振会放大噪声。同时，车身外部振动输入点的动刚度对整车振动能量输入也有较大的影响范围，这在一定程度上影响了车内的噪声水平。实际情况显示，中低频(30~400hz)车辆噪音大部分由固体传输线路引起，而高频车辆噪音大多由气体传输引起。由此看来不同长度的汽车半轴振动对整车NVH有着直接的影响[5]，从而影响驾驶者和乘坐者乘坐汽车的舒适性和稳定性。
2.3在整车操控方面，两段式布置导致驱动轴左短右长，左右轴存在角度差，变速箱输出轴的中心线与汽车驱动轮的中心线并不是重合的，而是呈一定的角度，所以两侧半轴与驱动轮之间的夹角也不相等。一般左侧半轴与驱动轮的夹角要大于右侧半轴与驱动轮之间的夹角。当汽车在急加速时，突然有
较大的扭力输入到变速箱，然后通过降速增扭传递到两侧的驱动半轴。因为两根驱动轴的长度不相同，所以驱动轴和车轮之间的角度是不同的。因此，两侧驱动轮的扭矩同时不同，并且由短半轴一侧的车轮获得的扭矩相对较大，车轮在长半轴的一侧获得的扭矩相对较小。这种情况的直接结果是车辆的重心向后移动并导致头部上升。作用在左右主销上的转向力矩差也更大，较短半轴一侧车轮的速度要大于较长半轴一侧车轮的速度，因此，汽车的方向将自动运行到半轴的较长侧。对于大多数前置车辆，汽车通常向右滑偏，因为右半轴很长。另外因为现在大部分前驱车采用麦弗逊前悬挂，突然猛烈加速时，会在两侧车辆受到不等扭力的情况下，汽车前轮的外倾角会发生不同的改变，进而扭力转向的作用更加被放大，很容易引起加速跑偏，时间久了会使轮胎偏磨，影响汽车的平稳运转，造成动平衡损失，影响驾驶和乘坐感受。
3解决办法
3.1由于两段式汽车半轴两轴长度不同容易产生振动及左右轴角的轴角度差变大，如果将驱动半轴两端改为相等长度的设计，则在中间添加一段传动轴，使传动角度相同，可以抑制扭力转向问题。又如果车轮向前延伸时不改变外倾角角度，则扭力转向的问题不会被过于扩大，问题也不会那么严重，采用左右等长半轴布置设计，将扭力传递到车轮两侧的时间相同，则扭力转向问题也可以得到有效抑制。而如果在车辆加速时悬挂能约束好前轮外倾角，减小主销的偏距，从而减小两侧车轮受到的扭矩，并最终将两者的差值控制在一个小范围内，则这样扭力转向问题不会被过度扩大。这样大大减少汽车转
弯时推头及点头效果，增加驾驶员驾驶汽车舒适性及乐趣，提高汽车NVH性能。
3.2通过对常见两段式汽车半轴进行布置改进，三段式汽车半轴布置可以大大减少与减震器和车架之间存在的共振问题[6]。对传动轴结构布置的优化改进，避免了传动轴和整车其他系统模态引发整车噪声问题。三段式汽车半轴可抵消大部分发动机震动带来的冲击，以及路面状况通过避震器带来的震动冲击。这样的布置设计提升了汽车运动的舒适性和平稳性，还降低了部分零件疲劳受损概率，提高了汽车的使用寿命。三段式汽车布置半轴相比于常见的两段式半轴提高了汽车的耐用性和安全性，对车身运动系统共振发生源的减弱影响了整个汽车的共振效果的减轻。
3.3当采用三段式布置，这样一来两边半轴的长度就可以尽可能地接近，从而减轻发动机扭矩对转向影响的程度。在发动机缸体上增加一个支架安装点，采用中间支撑半轴，作为和长轴一侧移动端转向节壳体相连接的中间支撑结构，支撑结构由支架和支撑轴承组成，设计右轴移动节引出，用以改善差速器端口处的布置空间，左右两侧轴长度相同，这样设计可显著提升右轴整体模态(一般能达到300Hz以上)，可有效规避驱动轴共振问题[7]。采用三段式布置后，左右轴对称布置，提高了汽车半轴刚度一致性，无论行驶中悬架行程如何变化，左右轴角度始终相等，可很好的解决驱动轴布置引起的加速跑偏和振动问题，提高了汽车NVH性能。
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