基于吸音技术的城轨车辆风道降噪实验研究

2019-08-16徐敏

智富时代 2019年7期

徐敏

【摘要】本文对城市轨道交通车辆的风道系统的降噪技术进行了研究，提出了一种基于吸音材料被动吸音技术的风道系统降噪方案，并根据该方案进行了实验研究。结合实验数据和理论分析，提出了一种地铁A型车辆风道系统比较合理的吸音材料布置方案，对于实际应用有一定的指导意义。

【关键词】地铁车辆；风道系统；吸音材料；降噪

一、引言

城市轨道交通车辆车内噪声直接影响旅客乘坐舒适性，也是反映车辆品质的重要指标。在众多的噪音源中，空调系统产生的噪声对乘客的舒适性影响最为直接，而风道系統的噪声是空调系统产生的噪声的重要组成部分。本文对地铁A型车空调风道系统进行降噪设计，从降低气流噪声的思路出发，优化空调系统的噪声控制，这不仅仅可以降低空调系统运行时产生的噪声，也可实现整车噪声的控制。

二、噪声产生的原因分析

空调系统运行的噪声包括了压缩机运行噪音、风机运行噪音以及气流产生的噪音。因为空调机组是安装在车顶，而车顶的铝蜂窝结构有一定的隔音降噪效果，因此压缩机噪音和风机噪音通过车顶传入车厢的部分很少，但是空调机组通过风道与车厢内部相连，压缩机噪音、风机噪音以及气流噪音都会通过风道系统的出风口传导进车厢内部。所以空调系统噪声对客室车厢的影响主要是上述三种类型的噪声通过气流传输通道传导进车厢的。

三、风道降噪设计思路

压缩机和风机产生的噪声虽然与安装方式有一定的关系，但更多取决于设备本身；而气流噪声的大小主要取决于气流速度大小和风道系统的内部结构设计。压缩机和风机的降噪研究早有开展，但是对于实际工程项目，设计成本也是一项重要的参考要素，因此研究应用于实际的并不多；而风道系统的结构设计受限于车辆的尺寸限制，无法大幅度降低气流速度，降噪研究潜力不大。在这种情况下，基于吸音材料的被动降噪方案是可行性较高的车辆降噪主要研究方向。

四、风道噪声实验方案

本试验采用A型车真实风道（部分），实施不同的降噪措施，在风道出风口附近布置10个噪音测试点，相同的工况下测试不同降噪方案的噪音平均值，旨在选取最优的降噪方案。

* 方案1、方案2、方案3：风道插入挡板外表面贴满15mm超静吸音棉，风道底板由少到多贴不同面积吸音材料。

* 方案4、方案5、方案6：风道插入挡板外表面贴满15mm超静吸音棉，侧墙（不包括静压箱）全贴10mm超静吸音棉，风道底板由少到多贴不同面积吸音材料。

五、风道噪声实验结果分析

噪音测试结果显示吸音棉对风道降噪有明显的效果，但是降噪效果并非与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，从数据上看方案5降噪效果最好。这是由于风道底板吸音材料的使用减少了风道截面积，增大了气流速度，在吸音降噪的同时也增加了气流噪声。测试结果与理论分析基本一致，试验结果可信。

表1 测试数据表

注：单位（dB）；噪音测试时，测试车间静态噪音为48dB，空调机组单侧送风量为3304m3/h（要求为不少于2500m3/h）。

由测试数据分析可得以下结论：

* 吸音材料的使用，明显改善了风道噪声传入车厢的情况；

* 风道侧板吸音材料使用效果优于风道底板使用吸音材料；

* 采用吸音材料降噪应优先考虑在风道侧板使用，综合考虑成本因素，风道底板可以不采用粘贴吸音材料。