新能源汽车中轴承噪声机理及控制措施

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滚动轴承由轴承内圈、滚珠、滚珠保持架和轴承外圈组成。轴承外圈不转动，轴承内圈合转子一起旋转，而滚珠在轴承内圈的滚道和轴承外圈的滚道及保持架中滚动旋转，保持架又被滚动旋转着的滚珠带动旋转。所以轴承噪声主要由下列频率的噪声组成。

图1 轴承参数趋势

表1轴承阶次计算公式

而轴承内外圈滚道中的波纹、凹坑、超糙度是引起噪声的主要原因。试验表明，噪声声压级与滚动面的波纹高度和波纹数的乘积成正比。此外，径向游隙的大小，也影响噪声，减小径向游隙，可降低噪声，但是径向游隙小的轴承要求配用在两轴承室同心度高的机壳和端盖，并且对转子同轴度的要求提高。

同时润滑脂质量的优劣也是影响噪声的主要原因。噪声与润滑脂的粘度有关，试验表明，噪声随粘度增大而减小，但粘变增大到一定数值后，噪声反而增大，这是因为油膜对振动有援冲作用，粘度大、噪声低，但当粘度过大，转动时出现搅拌声。

安装误差对轴承噪声的影响 -- 轴承的安装误差超过某一临界值会使轴承噪声急剧增大，而临界角随轴承径向游隙减小而减小。图2表示某单列内心轴承在不同径向游隙时安装误差角对噪声的关系。

图2 轴承安装误差角对噪声的关系。

综上所述，为足够降低轴承噪声，则需要保证轴承内外圈滚道的精加工质量，在可能的情况下采用小的径向游隙，以及选用上好的润滑脂及合适的粘度，控制轴承工装误差角在临界角以下，同样可以降低滚动轴承的噪声。

在电机结构中采用波形弹簧对轴承外圈施加一个轴向预紧力，可以减消频率在400Hz左右的嗡嗡声。因为电机转动时，轴承由于没有预紧力的作用，轴承内的钢球处于自由状态就会发生自由振动，这种振动是随机的，而且它还可能与保持架、套圈等发生碰撞而产生附加噪声。如果用波形弹簧对轴承外圈增加一个预紧力，它适当地调整了轴承的，当有轴向分量时弹簧对其有阻尼作用而使振动减小，从而减弱钢珠的自由振动，从而削弱了附加的噪声。

用滑动轴承代替滚珠轴承是降低轴承噪声的最有效的办法，粉末冶金含油轴承以结构简单，造价低，噪声小，频谱均匀而且比较稳定，逐渐被引入到噪声要求低于40分贝以下的微电机。但这类轴承采用的多孔体结构，容易产生漏油现象，从而影响其润滑性，而且它的负荷能力比相同外径的滚动轴承要小一些，而且如果轴与轴承内孔表面精密度低、粗糙度大、孔隙率大，供油不足以及铁铜基石墨含油轴承中的游离渗碳比例过多，分布不均匀，造成个别硬点，也将产生某些高频噪声。