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基于瀑布图和阶次曲线的客车后桥异响分析 　　摘 要：客车后桥异响是车内主要噪声源之一，直接会使驾驶员和乘客产生反感和疲劳，因此对后桥异响的分析显得尤为重要。此篇论文介绍的分析方法是采集客车加速和匀速过程的车内噪声信号和后桥和变速箱上的振动信号进行瀑布图分析和阶次曲线分析相结合，得出后桥异响是主被动锥齿轮非正常啮合而产生。运用此种方法对于快速定位车内噪声源提供很大的帮助，从而减少误判，对于研究客车内噪声振动机理，改善整车噪声振动水平有重要的意义。 　　关键词：异响；瀑布图；阶次曲线图 　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.226 　　1 引言 　　随着交通技术的发展以及需求层次提升，人们对客车乘坐的舒适性提出了更高的要求，而客车车内噪声极易使乘客反感难受，而且容易使驾驶员疲劳，进而影响乘客安全，再加上现在很多相应噪声标准出台，所以良好的NVH水平是当前客车重要的品质指标。目前轿车中NVH应用已经相当广泛深入，在客车方面应用也日趋成熟，在客车整车异响种类里，后桥异响出现的概率很大，有频谱分析、瀑布图分析、阶次分析、模态分析等相应的信号分析方法，这里就结合客车现状实际，提出一个快速确定异响源头的一个实用方法，那就是先通过客车加速和匀速过程信号得出瀑布图初步判断异响出自哪里，然后结合阶次曲线进一步证明瀑布图中得出的结论，由此可完全准确断定异响源头，这样方便快速定位与维护，节省工时，降低成本。 　　2 信号采集准备工作 　　2.1 信号采集背景 　　市场反馈：某一批次公交在运行时，大多是60KM/H开始出现异响，并且随着车辆加速过程的进行，嗡嗡的异响声越大，带档滑行也是发出嗡嗡响声。 　　2.2 信号采集仪器及传感器 　　OROS数据采集器1台（NVGate数据分析软件）、单向加速度传感器2个、麦克风1个、光电转速传感器1个、导线若干。 　　2.3 信号采集环境 　　信号采集车辆应为市场上返回的异响客车，采集数据是关闭车门窗，选择天朗气清无风的日子和相对安静无喧嚣的城市沥青路进行相应数据采集，尽可能降低外界对采集信号的干扰。 　　2.4 传感器布置及照片 　　（1）变速箱上粘一个单向加速度传感器，测量变速箱上下方向的振动数据，见图1。 　　（2）因为受车体空间限制，桥壳正上方粘一个单向加速度传感器，见图2。 　　（3）转速传感器测量后桥输入端传动轴转速，见图3。 　　（4）噪声传感器测量车后部前排座椅处噪声，见图4。 　　2.5 信号采集方案 　　（1）采集异响客车在30km/h-80km/h平时加速时的噪声信号和变速箱、桥壳的振动数据信号。 　　（2）采集异响客车在平时带档滑行时的噪声数据和变速箱、桥壳的振动数据。 　　（3）采集异响客车在平时60km/h左右匀速时的噪声数据和变速箱、桥壳的振动数据。 　　3 信号分析 　　3.1 信号分析理论依据 　　（1）瀑布图。旋转机械的转轴部件从启动、升速到额定转速的过程经历了全部转速的变化，因此在各个转动下的振动状态可用来对机器的临界转速、固有频率等参数进行辨识。启动和停止过程包含了丰富的信息，是常规状态下无法获得的，描述这种瞬态过程的一种方法是瀑布图法，是将不同转速下的频谱图按转速逐渐增加或是逐渐较小顺序排列得到的一组频谱，能够反应加速/减速过程中信号频率成份的变化，这种图形的结构类似瀑布，所以称为瀑布图[1]。对于共振，被激起的固有频率是与转速无关的，不管是在升速和降速情况下，频率始终处在该位置上。 　　（2）阶次曲线图。我们已经知道频谱了，频率与转速之间有一个固定的关系定义为阶次，如下举例，600rpm=10rps=10HZ（转/秒），阶次=频率（HZ）/转速（rps），直观感觉就是输入端每转一圈引起阶次数目个振动。以稳态下的频谱图为例，将这个频谱图的频率数值除以稳态下的转频，得到的是阶次谱，其背后的真正意义是角域采样理论，对非稳态的升速或降速信号，相对于转轴进行等角度采样，那么时域的非稳态信号在角度域中时稳态信号，有了这个转变过程在进行傅里叶变换即可得到阶次谱[2]。以当前的测试手段，首先进行在时间域内以一定采样率进行采集振动数据和转速数据，得到此数新信号后，然后针对采集的信号数据，针对转速脉冲序列进行转速估计，然后根据此估计结果计算等角度采样发生的时间，在整个计算出的时间段内对刚才记得数据进行插值重采样，这样就得到角度域中时稳态信号进行阶次分析[2]。如果我们根据瀑布图显示的结果对某一阶次感兴趣的话，我们可以在保证一定阶次宽度的基础上单独提取出某一阶次对应幅值随时间变化的曲线，这个阶次曲线对应的能量大小占总能大小的多少能够反映出这个阶次的振动对整体振动的贡献度，这对于我们分析采集的数