車輛動力傳動系統中不可避免地存在間隙。動力總成包括發動機，離合器，變速器，傳動軸，主減速器，驅動軸和車輪。間隙的來源主要是變速箱中齒輪之間的齒側隙，但整個動力總成中的其他遊隙也會影響間隙，如花鍵聯接的配合間隙，傳動軸十字萬向節或等速軸萬向節滾珠的側向間隙，等等。另外齒輪的製造誤差、負載造成的轉軸或箱體的撓曲和熱膨脹都會對間隙大小產生影響。圖1為典型的傳動系統及其潛在的間隙位置。從部件角度可分為變速器，差速器，傳動軸等。
一方面間隙會導致clunk，rattle等NVH問題，間隙引起的非線性給傳動系統控制帶來困難。
另一方面齒隙可以防止齒輪輪齒因受熱膨脹而造成的卡滯，潤滑油也可以存儲在齒側之間以形成潤滑油膜，從而改善接觸表面的邊界條件並減慢磨損。
實際工程中，控制間隙的大小成為工程師的主要任務。對各部件進行靜態間隙評估和控制，通常比較容易實現，整車狀態下很難對系統的動態間隙進行測試。
本文給出一種動態間隙測試的方法，基於試驗結果可對多個NVH問題進行了基於動態間隙的定量分析。
間隙可定義為：機械部件沿某個方向移動，未對下一個部件施加明顯力或造成運動的最大距離或角度。包括了兩個因素，力（運動）和位移。
轉動系統的間隙測試需要用扭矩和角度的辦法進行測試。傳動系統一端固定，在另一端加準靜態扭矩，同時測試扭矩輸入端的轉角。
隨著轉角增大，扭矩減小由負變為零，此過程的紅線可視為系統負向的扭轉剛度
轉角繼續增加，扭矩仍保持為零，按間隙的定義，零扭矩轉過的角度即為扭矩輸入端到固定端的傳動總間隙
轉角繼續增大，扭矩增大由零變為正，此過程的紅線可視為系統正向的扭轉剛度
靜態間隙可以在臺架上完成，甚至也可以在實車狀態下完成，比如把檔位鎖死，從車輪端進行輸入。它能反映間隙在準穩態時的大小，是間隙檢查和控制的基礎，有著重要意義。但實車運行狀態下，傳動系統處於旋轉狀態，無法固定某一端；實際齒輪，轉軸，軸承，箱體受到載荷產生變形，受熱變形的影響，以及系統彈性對間隙的綜合影響，圖3給出的是迴轉中心偏移對間隙的影響示意圖，動態偏心是在旋轉件中常見的現象。這些影響均無法在靜態間隙測試中體現出來，需要進行動態間隙的測試。
與靜態間隙測試的基本原理一樣，動態間隙測試也需要兩個物理量，扭矩和轉角。扭矩給出邊界信息，轉角給出間隙的大小。
傳動系統是扭矩的傳遞鏈，鏈上的某個環節中斷都會導致整個鏈的中斷，也就是說當某對齒輪進入到間隙狀態的時候，傳動鏈上的輸入即為零，因此在傳動鏈的任何部位測試扭矩均可以得到傳動鏈上扭矩為零的時刻。
轉角信息可以通過轉速的積分得到，如圖4所示。兩齒輪的的動態間隙可表示為
其中φdl(t)為總間隙φ1(0)，φ2(0)分別為齒輪1和齒輪2的初始轉角；∆φ1(in) 和∆φ1(n) 為為自t0到t1時間間隔內的轉角，即N個增量的和。
初始狀態的選擇，系統的轉角與間隙不在一個數據級上，轉角從開始啟動就會持續增加，發動機1000rpm時一分鐘轉過360K度，而間隙只是在1-10度的範圍內，間隙的產生發生在十幾到幾十毫秒的過程中。確定好初始狀態，才能在有限的總轉角過程中，把間隙的過程通過轉角差捕捉下來。
轉角增量測試，即類似轉速積分的過程，分別測試兩個齒輪的轉角，相減後得到某一時刻的轉角差。此時兩個變量對測試的精度會產生影響，一是齒輪或碼盤的齒數，另外就是脈衝測試的採樣率。當被測輪齒較少時，也可以通過數字差值和多次統計的辦法得到相對好的測試精度。當然如果被測輪齒非常多，就可以實現動態傳遞誤差的測試，但此時由於輪齒的脈衝頻率會非常高，對數據採集前端的採樣頻率有了較高要求。這是一個測試精度和設備成本相平衡問題。根據經驗，利用現有設備，例如LMS數採，僅利用現有變速器上的齒輪，即可得到相當精度的動態間隙。
傳動比的計算，需要比較高的精度，利用齒數，保留的小數位應該較高。
在瞬態工況下，車輛在進行諸如Tip in / out 和快速離合器分離/結合的動態響應時，傳動系中扭矩會快速換向，由負到正（Tip in），或由正到負(Tip out)。扭矩換向時會穿越零點，由於間隙的存在，部件需消除間隙後才能傳遞反向扭矩，故存在所謂「間隙帶」階段。利用這種瞬態工況，採信扭矩和轉角的信息，即可得到系統的動態間隙。
通過磁電傳感器測試發動機飛輪端的扭轉角度，利用加工的碼盤測試傳動軸的扭轉角度信息。實測數據顯示，動態間隙隨著扭矩的變化變化，特別在扭矩換向的過程中，動態間隙的變化尤為劇烈，即為最大間隙。如果適當選擇初始點，即可計算出最大動態間隙的大小。
同時，仔細觀察某一個過零點的過程，增加多個測點，可以進一步細化動態間隙的分布。
從圖可以看出，在一個過零點的過程中，總間隙由三個部件的間隙組成，最大的是4號間隙，其次是3號，2號代表的動態間隙最小。
利用扭矩和轉角測試可以實現動態間隙的整車實際工況測試。測試的關鍵點在於利用高品質的扭矩信號進行起始點的選擇，以及良好的轉角測試和之後的分析處理。
M-stars通過自己高精度的測試能力實現了動態間隙，為諸多NVH和駕駛性分析提供了量化基礎。
1）Bagad, V.S. (2009). Mechatronics (4th revised ed.). Pune: Technical Publications. ISBN 9788184314908. Retrieved 28 June 2014.
2）Jie Liu, She Liu, Weiqiang Zhao , and Lei Zhang：Dynamic Characteristics of Spur Gear Pair with Dynamic Center Distance and Backlash， Volume 2019 |Article ID 2040637
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