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新能源汽车轴承振动噪声产生机理及解决方法

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在新能源汽车开发过程中,发现了较多轴或轴承的不对中,偏心导致的异响,调制噪声的低阶次的振动, 以及轴承特征频率导致的震动噪声,这些在传统燃油车中由于有动总成噪声的遮蔽效应,可能感觉不到,但在新能源汽车中就会给人们带来新的NVH问题。
今天将为大家介绍一下轴承振动噪声产生的机理以及相应的解决方法。轴承作为机械设备中不可或缺的部件之一,其正常运行与否直接影响着整个设备的性能和寿命。而振动噪声作为轴承运行过程中的常见问题之一,不仅会导致设备的稳定性下降,还会对工作环境带来负面影响。因此,深入了解轴承振动噪声的产生机理对于解决问题至关重要。
         
图1 轴承的构成
首先,让我们来探讨一下轴承振动噪声产生的特征频率。特征频率是指轴承在运行过程中由于内外环、滚道等构造特点而产生的固有频率。这些特征频率通常与轴承的结构参数以及旋转速度有关。通过精确计算和分析轴承的特征频率,可以进一步确定并解决振动噪声问题。
图 2 轴承的频率特征
其次,轴承raceway waviness(波动度)也是引起振动噪声的常见因素之一。raceway waviness是指轴承内外环滚道表面的不规则波动状况。这种波动度会导致滚动体在运行过程中受到不均匀的力和振动,进而产生振动噪声。解决这个问题的方法可以是通过精确加工和优化轴承的设计,减小raceway waviness的影响。
图3 轴承滚道波动度/轴表面 波动度导致激励
此外,轴承与轴不同心也是引起振动噪声的重要因素。当轴承与轴之间存在不同心情况时,将导致轴承在运行过程中发生偏转,进而引起振动噪声。要解决这个问题,可以采用精密调整或更换符合要求的轴承和轴。
图4 轴与轴承不同心
另外,轴承内部间隙过大以及轴承和轴的配合松旷也会导致振动噪声的产生。内部间隙过大会导致轴承在运行过程中产生过多的摆动和振动,而轴承和轴的配合松旷则可能导致轴承在工作时产生不稳定性振动。为有效降低振动噪声,我们应该选择合适的轴承内部间隙和确保轴承与轴的配合紧凑。
图5 轴承内部间隙大/轴承与轴配合松
最后,还有一种常见的振动噪声产生机理是轴承通过电流烧蚀。当轴承在工作过程中由于电流穿过滚道和滚动体而引起电弧放电时,将导致轴承表面的局部烧蚀和损坏,进而产生振动噪声。为避免此类问题,可以采取绝缘措施或选择带有绝缘功能的轴承。
图6 轴承电腐蚀的典型特征
希望以上的这些内容能给工程师们接近相关NVH问题带来一些帮助和启发。

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来源:汽车NVH云讲堂
振动汽车新能源NVH
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首次发布时间:2023-10-31
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吕老师
硕士 28年汽车行业从业经验,深耕悬置...
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