軌道列車空調(diào)噪聲抑制方法探究

王洪濤 李文強(qiáng) 呂曉鵬 張魁煒

摘 要：隨著我國軌道交通領(lǐng)域的快速發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，司機(jī)和乘客對(duì)列車乘坐舒適性要求也不斷提高。其中，噪聲是舒適度體驗(yàn)中非常重要的一個(gè)方面。通過對(duì)比測(cè)試，探究了軌道列車空調(diào)噪聲的噪聲抑制方法，對(duì)列車空調(diào)的設(shè)計(jì)與選用提供了參考與依據(jù)。

關(guān)鍵詞：空調(diào)噪聲；軌道交通；噪聲抑制

中圖分類號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.17.093

0 引言

近年來，我國軌道交通領(lǐng)域隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也出現(xiàn)了日新月異的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)條件的提高也促使人們更加追求高質(zhì)量的生活和更高層次的享受。因此，從軌道交通業(yè)的發(fā)展和人民日益提高的身體和精神需求方面都對(duì)軌道列車尤其是運(yùn)量大的城市軌道交通列車的舒適度提出了更高的要求。影響列車舒適度的指標(biāo)有多個(gè)方面，其中噪聲是一個(gè)重要的方面。本文針對(duì)軌道列車中的一個(gè)重要發(fā)聲源——空調(diào)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)研究，探索軌道列車空調(diào)噪聲的抑制方法。

1 軌道列車空調(diào)噪聲分析

針對(duì)噪聲的一般控制方法，主要有噪聲源處抑制、傳播途徑抑制和噪聲接收處抑制等方面。在空調(diào)已選型，無法改變?cè)肼曉礌顟B(tài)時(shí)，而限于現(xiàn)實(shí)條件、技術(shù)水平以及經(jīng)濟(jì)考慮，目前尚無法進(jìn)行乘客區(qū)域噪聲消減。因此，在噪聲傳播途徑中的噪聲抑制方法顯得尤為重要。

針對(duì)軌道列車車輛結(jié)構(gòu)，選取以下三個(gè)方面進(jìn)行測(cè)試：

（1）空調(diào)外機(jī)向車內(nèi)噪聲傳播，更換為阻尼板進(jìn)行對(duì)比測(cè)試；

（2）列車風(fēng)道，進(jìn)行列車風(fēng)道的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比測(cè)試；

（3）回風(fēng)口處，更換不同材料的導(dǎo)流板進(jìn)行測(cè)試。

2 試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備與測(cè)點(diǎn)布置

試驗(yàn)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、傳聲器、傳聲器校準(zhǔn)器及被測(cè)對(duì)象等幾部分組成，所用到的測(cè)試儀器如表1所示。試驗(yàn)測(cè)試之前需確定測(cè)試所用儀器均經(jīng)過校準(zhǔn)或檢定。

在進(jìn)行列車風(fēng)道改進(jìn)測(cè)試中，選取測(cè)點(diǎn)5處，每處布置兩個(gè)傳感器。詳細(xì)布點(diǎn)編號(hào)及布點(diǎn)位置見表2。

在導(dǎo)流板更換和不同阻尼板測(cè)試時(shí)，布置測(cè)點(diǎn)一處，共計(jì)兩個(gè)傳感器。詳細(xì)布點(diǎn)編號(hào)及位置見表3。

3 試驗(yàn)測(cè)試及結(jié)果

3.1 更換阻尼板測(cè)試

由于靜止?fàn)顟B(tài)下空調(diào)本體噪聲主要來源于冷凝風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)，因此將空調(diào)本體產(chǎn)生的噪聲隔絕在空調(diào)車外顯得非常重要。故進(jìn)行空調(diào)底板進(jìn)行阻尼板改裝，看其對(duì)車內(nèi)噪聲的影響。

表4中為未使用阻尼板的空調(diào)在通風(fēng)工況下的車內(nèi)噪聲測(cè)量結(jié)果。

使用同一空調(diào)，更換為阻尼板，再次進(jìn)行在通風(fēng)工況下的車內(nèi)噪聲測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表5所示。

由試驗(yàn)結(jié)果可知，增加阻尼板可以減小通風(fēng)工況下的車內(nèi)噪音。而考慮試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，由于試驗(yàn)臺(tái)較為簡(jiǎn)陋，空調(diào)外機(jī)產(chǎn)生的噪音除透過阻尼板進(jìn)入客室內(nèi)部外，還會(huì)經(jīng)由密封不嚴(yán)的試驗(yàn)臺(tái)窗戶、墻體等進(jìn)入客室內(nèi)，因此更換為阻尼板的空調(diào)降噪實(shí)際效果應(yīng)大于試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果。

3.2 優(yōu)化風(fēng)道測(cè)試

軌道車輛空調(diào)的一個(gè)重要作用就是將新鮮空氣均勻的送進(jìn)車廂，而氣流較大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的氣動(dòng)噪聲。因此車輛風(fēng)道的設(shè)計(jì)對(duì)空氣流動(dòng)及噪聲有非常大的影響，既要保證均勻足量送風(fēng)，又要盡量使得氣流平穩(wěn)，減少氣流湍流的出現(xiàn)，從而使得噪聲能夠減小。

分別測(cè)試對(duì)風(fēng)道進(jìn)行優(yōu)化改造前后的車內(nèi)噪聲，表6和表7分別為風(fēng)道優(yōu)化前和優(yōu)化后進(jìn)行的空調(diào)通風(fēng)工況下車內(nèi)噪聲測(cè)試。

對(duì)比表6和表7中響應(yīng)測(cè)點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，大部分測(cè)點(diǎn)在進(jìn)行風(fēng)道優(yōu)化改造之后，噪聲測(cè)試結(jié)果均有所減小，說明針對(duì)風(fēng)道進(jìn)行改造和優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)噪聲減小具有一定的作用。

3.3 更換不同材料導(dǎo)流板測(cè)試

空調(diào)出風(fēng)口處導(dǎo)流板會(huì)影響出風(fēng)口氣流，導(dǎo)流板所用材料的風(fēng)阻不同可能影響空氣擾動(dòng)的氣動(dòng)噪聲。更換不同材料的導(dǎo)流板，分別使用了玻璃絲綿、三聚氰胺、橡膠海綿材質(zhì)的導(dǎo)流板，進(jìn)行通風(fēng)工況下空調(diào)噪聲測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果如表8、表9、表10所示。

由測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，更換不同材料的導(dǎo)流板之后，測(cè)得的噪聲值有所變化，但同更換阻尼板、優(yōu)化風(fēng)道相比其變化并不太大，且由于導(dǎo)流板的安裝中存在安裝工藝的誤差、測(cè)試中存在的偶然誤差與系統(tǒng)誤差等都可能影響試驗(yàn)結(jié)果，故試驗(yàn)結(jié)果并不能很好的說明更換導(dǎo)流板對(duì)空調(diào)噪聲的影響。

4 總結(jié)

通過試驗(yàn)測(cè)試可知，在軌道交通列車空調(diào)噪聲的控制中，針對(duì)噪聲的傳播途徑進(jìn)行噪聲的控制與抑制時(shí)，可采取以下幾個(gè)方面。

（1）在車頂及空調(diào)底部采用新型吸聲或隔聲材料；

（2）門窗、車體及空調(diào)安裝孔等做特別密封處理，防止縫隙等產(chǎn)生漏音；

（3）合理設(shè)計(jì)風(fēng)道與出風(fēng)口、回風(fēng)口等，盡量減少氣流產(chǎn)生湍流導(dǎo)致氣動(dòng)噪聲；

（4）在噪聲明顯的位置使用消聲器等裝置。

參考文獻(xiàn)

[1]展偉，劉巖，鐘志方，劉宗財(cái).地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)噪聲分布規(guī)律[J].噪聲與振動(dòng)控制，2014，34（5）：91-94.

[2]柳周，劉曉波，雷新紅.空調(diào)機(jī)組對(duì)地鐵車輛室內(nèi)噪聲貢獻(xiàn)量的測(cè)試分析[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2014，21（8）：49-52.

[3]吳李麗.出口格魯吉亞動(dòng)車組空調(diào)噪聲問題與改進(jìn)方案[J].鐵道車輛，2014，52（1）：11-12.