柴油机齿轮敲击噪声分析与优化

郭鑫，彭博，丁保安，李秀山，张安安，杨铭，王晓波

1.内燃机可靠性国家重点实验室，山东 潍坊 261061；2.潍柴动力股份有限公司，山东 潍坊 261061

0 引言

消费者购买振动小、安静的汽车的意愿越来越强烈，整车噪声、振动与声振粗糙度(noise vibration harshness，NVH)性能成为评价汽车性能的重要指标。内燃机是整车振动及噪声的主要来源，对其进行减振降噪是提升整车NVH水平的重要途径[1]。

内燃机噪声主要分为燃烧噪声、机械噪声和空气动力噪声[2]。齿轮传动机构具有传动效率高、结构紧凑、传动比稳定、工作可靠、使用寿命长、适用的圆周速度和功率范围广的特点，在内燃机行业应用广泛。但是直齿圆柱齿轮振动及噪声大，是内燃机机械噪声的主要影响因素，降低齿轮噪声是降低内燃机噪声的关键[3]。

本文中为解决某柴油机测试过程中空压机打气时出现的整机声压级偏高问题，通过对齿轮啮合及敲击噪声产生的影响因素分析及根据剪切齿轮可有效降低敲击噪声的特点，确定使用剪切齿轮代替齿轮系中间过渡直齿圆柱齿轮的降噪方案，并进行优化前后噪声对比测试，验证剪切齿轮降低敲击噪声的效果。

1 齿轮噪声产生机理

根据产生机理不同，齿轮系统噪声分为啮合噪声与敲击噪声2类。

在齿轮传动时，啮合齿面上存在相对运动，在齿轮啮合处产生滑动摩擦力，相对滑动速度反向时，摩擦力大小、方向的改变导致齿轮啮合点间产生“节点脉冲”现象[4]，随着齿轮转速升高、传动效率增大、表面精度降低，产生较大的啮合噪声。……