クラッチが高速ギアボックスでのアイドリングノイズ問題をどのように解決するか？

自動車工学は、工学の一分野として、常に車の性能やユーザーの乗車体験を向上させる方法を探しています。また、完全に別の車のセクションとして、Noise Vibration Harshness (NVH) があり、これは車の品質に対する大きな影響を持っています。高性能なギアボックスを持つ車は、望ましくないアイドリング時の高いノイズで有名です。この記事では、クラッチが高速ギアボックスにおけるアイドリングノイズ問題をどのように軽減できるかについて、高速ギアボックスとクラッチの動作原理、角度とトルクが補助シャフトへの振動インパルスに与える影響、そしてクラッチアイドルダンパーの使用について説明します。

具体的には、この研究論文の一部では高速ギアボックスの動作原理を使用しています。

高速ギアボックスについて説明します。これらは主に、より速いギアチェンジとパワー、加速のために使用され、レーシングや高性能スピードドライビングにおいて重要です。高速ギアボックスの本質は、繰り返し短縮されたギアチェンジ時間を実現できることで、これは車に対するトルク制御の向上につながります。通常、高速ギアボックスにはシーケンシャルシフトシステムが搭載されており、ほとんどの従来のマニュアルトランスミッションのH字パターンとは異なります。このシーケンシャルシフトシステムにより、運転手はスムーズかつ迅速に2速へシフトしたり、1速に戻ったりでき、パワーデリバリーが連続的に行われます。

高速ギアボックスのサブアセンブリには、入力シャフト、出力シャフト、およびギアが含まれます。エンジンが入力シャフトにパワーを供給すると、ギアトレイン内の多数のギア比がこのパワーを出力シャフトに変換し、その結果車輪を駆動します。しかし、車がアイドリング状態の場合、エンジンがより強力に作動していても車が動かないため、負荷がなく、ギアボックスからの振動や騒音がはっきりと感じられたり聞こえたりします。

高速ギアボックスの補助軸の振動に影響を与える角度とトルク

高速ギアボックスで使用される補助軸は、直線性と重量バランスの面で伝達シャフトを維持するのに役立ちます。これは、パワープラントがアイドリング状態のときに負荷が最小でもシャフトをバランスさせるために重要です。このような理解に基づき、角度やトルクなどの要因がこれらの振動に影響を与えることが知られています。

角度: 助軸の傾斜角度は安定性に影響を与えることができます。この場合、設定された角度が急すぎたり位置がずれていたりすると、振動が増加するため危険です。例えば、推奨されるヘッド角度から2度変化すると、振動の振幅が10%増加し、これはアイドリング時の高い騒音につながる要因となります。

トルク: 助軸で考慮される負荷は、それに適用されるトルクによるものです。アイドリング時、トルクは低く、それがギアボックス内の固有振動を抑えるには十分ではないように見えます。例えば、20N・m以下のトルクを持つ助軸は振動し、そのような振動はアイドリング時の騒音として聞こえる可能性がありますが、最適な性能ではトルクがそのような騒音を排除します。

クラッチアイドリングダンパーの動作原理

クラッチアイドルダンパーは、アイドリング時の振動と騒音という2つの問題を処理するために特別に開発され、意図されています。ダンパーの役割は、エンジンからトランスミッションへ伝わるねじれ振動を受け取り、減衰させることです。これにより、変動を和らげ、その変動から生じる騒音を最小限に抑えることができます。

それはギアホイールのクラッチアセンブリの一環としてスプリングと摩擦材を持っています。エンジンがアイドリング状態で、クラッチが固定されているとき、スプリングは拡張と収縮によってねじれ振動を受け入れます。また、摩擦材もそのエネルギーを熱に変えて振動を減衰させる役割を果たします。

クラッチを通じてアイドル速度での異常な騒音をどう解決するか？

クラッチを使用する速いギアボックスでの影のノイズ問題に対処する際には、角度とトルクパラメータの設定に関して妥協しないエンジニアである必要があります。クラッチアイドルダンパーを装着することで補助シャフトの振動を減らし、ノイズを低減することが可能です。

最適な角度: 運転中の偏差やノイズの発生を避けるために、補助シャフトの角度調整は0.5度までの範囲で行います。

十分なトルク: 25 Nmを超えるアイドルトルクが推奨されており、これは補助シャフトの安定性を向上させます。この最大値により、クラッチアイドルダンパーを装着した場合、最小限のねじれの擾乱を除き、それらが聴覚的に認識されないよう減衰されます。

結論として、高速ギアボックスにおけるアイドリングノイズの問題を解決するには、クラッチ、ベルトプーリー、およびトップカバー要素の減衰動作が、角度とトルクと共にどのように相互に作用するかを理解することが重要です。これらのパラメータを適切に調整し、適切なダンパーを適用することで、高出力車両のNVH性能を向上させ、より優れたアイドリング時のNVH特性を実現することが可能です。