基于吸音技術(shù)的城軌車輛風(fēng)道降噪實驗研究

徐敏

【摘 要】本文對城市軌道交通車輛的風(fēng)道系統(tǒng)的降噪技術(shù)進行了研究，提出了一種基于吸音材料被動吸音技術(shù)的風(fēng)道系統(tǒng)降噪方案，并根據(jù)該方案進行了實驗研究。結(jié)合實驗數(shù)據(jù)和理論分析，提出了一種地鐵A型車輛風(fēng)道系統(tǒng)比較合理的吸音材料布置方案，對于實際應(yīng)用有一定的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】地鐵車輛；風(fēng)道系統(tǒng)；吸音材料；降噪

一、引言

城市軌道交通車輛車內(nèi)噪聲直接影響旅客乘坐舒適性，也是反映車輛品質(zhì)的重要指標。在眾多的噪音源中，空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲對乘客的舒適性影響最為直接，而風(fēng)道系統(tǒng)的噪聲是空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲的重要組成部分。本文對地鐵A型車空調(diào)風(fēng)道系統(tǒng)進行降噪設(shè)計，從降低氣流噪聲的思路出發(fā)，優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)的噪聲控制，這不僅僅可以降低空調(diào)系統(tǒng)運行時產(chǎn)生的噪聲，也可實現(xiàn)整車噪聲的控制。

二、噪聲產(chǎn)生的原因分析

空調(diào)系統(tǒng)運行的噪聲包括了壓縮機運行噪音、風(fēng)機運行噪音以及氣流產(chǎn)生的噪音。因為空調(diào)機組是安裝在車頂，而車頂?shù)匿X蜂窩結(jié)構(gòu)有一定的隔音降噪效果，因此壓縮機噪音和風(fēng)機噪音通過車頂傳入車廂的部分很少，但是空調(diào)機組通過風(fēng)道與車廂內(nèi)部相連，壓縮機噪音、風(fēng)機噪音以及氣流噪音都會通過風(fēng)道系統(tǒng)的出風(fēng)口傳導(dǎo)進車廂內(nèi)部。所以空調(diào)系統(tǒng)噪聲對客室車廂的影響主要是上述三種類型的噪聲通過氣流傳輸通道傳導(dǎo)進車廂的。

三、風(fēng)道降噪設(shè)計思路

壓縮機和風(fēng)機產(chǎn)生的噪聲雖然與安裝方式有一定的關(guān)系，但更多取決于設(shè)備本身；而氣流噪聲的大小主要取決于氣流速度大小和風(fēng)道系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計。壓縮機和風(fēng)機的降噪研究早有開展，但是對于實際工程項目，設(shè)計成本也是一項重要的參考要素，因此研究應(yīng)用于實際的并不多；而風(fēng)道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計受限于車輛的尺寸限制，無法大幅度降低氣流速度，降噪研究潛力不大。在這種情況下，基于吸音材料的被動降噪方案是可行性較高的車輛降噪主要研究方向。

四、風(fēng)道噪聲實驗方案

本試驗采用A型車真實風(fēng)道（部分），實施不同的降噪措施，在風(fēng)道出風(fēng)口附近布置10個噪音測試點，相同的工況下測試不同降噪方案的噪音平均值，旨在選取最優(yōu)的降噪方案。

* 方案1、方案2、方案3：風(fēng)道插入擋板外表面貼滿15mm超靜吸音棉，風(fēng)道底板由少到多貼不同面積吸音材料。

* 方案4、方案5、方案6：風(fēng)道插入擋板外表面貼滿15mm超靜吸音棉，側(cè)墻（不包括靜壓箱）全貼10mm超靜吸音棉，風(fēng)道底板由少到多貼不同面積吸音材料。

五、風(fēng)道噪聲實驗結(jié)果分析

噪音測試結(jié)果顯示吸音棉對風(fēng)道降噪有明顯的效果，但是降噪效果并非與吸音棉使用量完全成正比。吸音棉材料使用最多的方案6噪音并非最低，從數(shù)據(jù)上看方案5降噪效果最好。這是由于風(fēng)道底板吸音材料的使用減少了風(fēng)道截面積，增大了氣流速度，在吸音降噪的同時也增加了氣流噪聲。測試結(jié)果與理論分析基本一致，試驗結(jié)果可信。

表1 測試數(shù)據(jù)表

注：單位（dB）；噪音測試時，測試車間靜態(tài)噪音為48dB，空調(diào)機組單側(cè)送風(fēng)量為3304m3/h（要求為不少于2500m3/h）。

由測試數(shù)據(jù)分析可得以下結(jié)論：

* 吸音材料的使用，明顯改善了風(fēng)道噪聲傳入車廂的情況；

* 風(fēng)道側(cè)板吸音材料使用效果優(yōu)于風(fēng)道底板使用吸音材料；

* 采用吸音材料降噪應(yīng)優(yōu)先考慮在風(fēng)道側(cè)板使用，綜合考慮成本因素，風(fēng)道底板可以不采用粘貼吸音材料。

【參考文獻】

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