通过对某重型车驱动中桥表面声场分布的测量，可以发现过桥箱盖中部的噪声值比其他部位高出很多。通过提高过桥箱盖的刚度并进行试制、试验，中部的局部噪声可降低约7dB。

驱动中桥内部的轴承、齿轮等旋转件之间冲击和摩擦会产生振动，进而发出噪声。这些零部件所产生振动的大小与其加工精度有关，但是提高加工精度会导致成本上升，且加工精度提高的极限取决于目前国内汽车行业普遍的加工能力。而改善壳体结构振动响应特性对降低重型车驱动桥噪声值有重要意义。

过桥箱盖表面声压级测量

1. 试验方法

针对某重型车驱动桥，以车速为50km/h时对应的车桥转速作为输入，轮边输出端处于自由状态，测量过桥箱盖不同位置近距离（麦克风测头距离过桥箱盖表面小于10mm）的声压级，测量位置如图1所示。

图1  过桥箱盖表面声压级测量位置

2. 表面声压级测量结果

图2所示为过桥箱盖表面声压级的测量结果，其中①号位置的声压级最低，为97.8dB，⑥号位置的声压级最高，为107.5dB，最高声压级比最低声压级高9.7dB。整体来看，中间区域的声压级比边缘位置的声压级高。

图2  原结构过桥箱盖表面声压级

原结构过桥箱盖的模态分析

通过对过桥箱盖表面声压级的测量发现，其中间位置的声压级比边缘位置的声压级高出很多。边缘位置与过桥箱通过螺栓连接，局部刚性较大，而中间位置的局部刚性较小，所以中间位置的声压级大，这与试验测量的结果一致。

将周圈螺栓过孔固定，对原结构过桥箱盖进行模态分析，其第一阶模态频率为1193Hz，与内部盆角齿轮啮合频率的二倍频（1001Hz）以及圆柱齿轮的基频（834Hz）较为接近，过桥箱盖将齿轮冲击引起的振动进一步放大。从振型可以看到，其第一阶振型振幅最大值的位置与试验测量得到的声压级最大值的位置是一致的（见图3）。

图3  原结构过桥箱盖第一阶模态振型

过桥箱盖结构改进及噪声测试

1. 新结构过桥箱盖的模态分析

原结构过桥箱盖第一阶模态频率较低，不能有效避开主减速器内部齿轮冲击激励的频率，容易引起过桥箱盖的“共振”。这里设计了一种新结构的过桥箱盖，进行模态分析，其第一阶模态频率为1853Hz，比原来结构提高了660Hz，增大了过桥箱盖整体的刚度，有效避开了内部齿轮啮合的基频和二倍频。新结构的第一阶振型如图4所示，该振型的最大振幅区域有效地避开了原结构的中间区域，进一步增大了局部刚度。

新结构和老结构过桥箱盖的2～5阶模态频率如表1所示。新结构的这几阶模态频率也高于原结构，驱动桥噪声的激励源除了齿轮冲击之外，还包括齿面摩擦、轴承滚动等，这些激励源的频谱往往具有宽频特征，增大高阶模态频率对降低这些宽频激励引起的噪声也是有利的。

图4  新结构过桥箱盖的第一阶模态振型

2. 新结构过桥箱盖表面声压级测量

为了便于进行新、旧结构过桥箱盖单一变量的噪声对比分析。首先采用原结构过桥箱盖装配成整桥，进行噪声局部测试；然后将原结构过桥箱盖更换成新结构，再在相同转速下，测量相同位置的噪声。位置①和位置⑥的近距离噪声结果如表2所示。

表2中的数据为三根不同桥的测量结果，前两根桥新、旧结构过桥箱盖位置①处的噪声非常接近，这是因为它们的内部激励源完全一样，且位置①正好为过桥箱盖与过桥箱的螺栓连接处，局部刚性很好；第三根桥新、旧结构过桥箱盖位置①处的噪声相差2.7dB，这可能是由于更换新结构过桥箱盖的过程中，改变了内部齿轮、轴承的安装状态所致，也进一步说明了装配质量的优劣对驱动桥噪声有很大的影响，生产过程应当加以严格控制。新、旧结构位置⑥的噪声值相差非常大，最大差值为7.6dB。

新结构过桥箱盖位置⑥的噪声比位置①的噪声平均高3.4dB，老结构过桥箱盖位置⑥的噪声比位置①的噪声平均只高10.4dB。由此可见，新结构过桥箱盖中间位置局部噪声降低7dB。另外，试验过程中，通过人耳听觉可以感受到，新结构过桥箱盖前方的噪声明显低于老结构，进一步确认了改善效果。

总结与展望

本文涉及驱动桥的过桥箱盖刚度较低，通过提高其刚度，可降低局部噪声约7dB。本文所涉及的噪声测量均在无轮边加载条件下进行，尚不能完全模拟实车行驶状态，后续将在这方面继续开展研究。