韶山型电力机车司机室异常噪声产生机理分析

马志鹏

摘要：为了解决一些韶山型电力机车司机室中出现异常噪声的情况，对其中的一些部件和装置实施了振动以及噪声测试，从而确保能够对导致异常噪声的原因进行有效调查。以司机室结构模态和车体振动传递性能等方面为基础进行深入的研究和调查，从中可以对导致异常噪声出现的因素进行总结和归纳整理，能够发现轮对多边形失圆导致的低频振动会导致司机室产生不正常的振动，这是十分关键的一个影响因素，司机室板件振动在振动过程中产生的频率以及空腔模态的声固耦合振动是导致韶山型电力机车司机室出现不正常噪声的主要因素。

关键词：司机室;异常噪声;轮对振动;结构模态;空腔模态

引言

通过多次的实验以及测试能够了解到，在进行正常的工作时，韶山型电力机车司机室中的振动以及噪声以200HZ以下的低频为主，这种低频噪声的出现与司机室声学系统的模态特性以及振动噪声源的特点有关，为了让韶山型电力机车的车体能够有更好的隔声能力，机车结构大多是双层的。然而，这样的结构会让机车结构之内构成封闭空腔系统，不仅有自身的模态频率，而且也有模态振型。如果司机室空腔被和它保持相同共鸣的频率激励时，会在司机室中出现声学共鸣的情况，会导致室内的噪声变得更大。司机室结构模态分析在对室内噪声的预测和控制中是十分关键的环节之一，对结构模态和空腔声学模态参数进行科学的计算，得到准确的结果，能够让噪声预测和控制工作的有效进行拥有标准的参考依据。现如今，并没有相关文献对韶山型电力机车司机室中产生的振动和噪声控制进行控制提供计算和分析的参考依据。在实际的工程中，使用的大多是补救的方式，能够对结构声振设计中存在的缺陷进行有效的弥补。为了实现对司机室低噪声进行高质量的设计，在刚开始进行设计工作时必须要做好对结构声振特征的仿真预测工作，拥有非常深远的积极意义。想要实现对声学结构的成功设计，必须要拥有标准的声乐分析模型作为参考依据，以此为基础开展设计工作，保证设计质量。

1噪声测试及分析

我国针对有关铁路客车室内的声学特征已经进行了多年的研究，并且取得了一些成果，导致室内出现噪声的因素有很多，但一些常见的因素，比如车轨和气动压力等导致的大多是中低頻的结构噪声。因为韶山型电力机车的车体结构十分复杂，因此对车体中噪声的传播进行研究是十分困难的一项工作。

1.1隔声量测试分析

在进行静态的测试工作时，能够分别对韶山型电力机车司机室的的入口处以及前窗、侧窗等实施隔声量测试工作，从中得到具体的测试结果，而且要对这些结果和数据进行有效的分析。

1.2噪声源测试分析

1.2.1测点布置

在进行测点的布置工作时，能够将机车底部靠近变压器梁的轮轨位置布置测点，测点的数量是两个，将这两个测点用来堆轮回噪声进行测试。在司机室中，能够根据不同高度位置分别对4个测点进行布置，这些测点能够对入口门、侧窗、座椅、走廊门四个位置的声压级别进行测量。

1.2.2轮轨噪声

轮轨噪声根据产生原因的不同能够划分成滚动、摩擦以及冲击三种噪声，每一种噪声的出现都是对应结构引发的。导致这些噪声的关键原因是机车在通过轨道接头时产生的冲击造成的。此外，还可能是因为线路扭曲或不平顺等各种原因导致的。轮轨噪声会随着运行速度的变化而出现变化。如果韶山型电力机车牵引车在行驶过程中保持15公里每小时的速度，如果对轮轨噪声进行测量可以发现其频谱曲线会保持平直的状态。如果韶山型电力机车牵引车在行驶过程中保持70公里每小时的速度，轮轨噪声频谱曲线将会有明显峰值产生。因此，如果机车的行驶速度变快，也会带动滚动噪声的增大。

2噪声传播控制

如果想要对噪声传播进行有效控制，能够使用隔声以及吸声两种基础方式，根据噪声传播方式能够被分成空气声以及结构声两种，空气声就是噪声在传播时是以空气为传播媒介，而传播的形式则是波，这种噪声传播的强度会随着和生源之间距离的不断变大而不断降低。此外，结构声是因为振动而产生的噪声波，他的传播媒介是固态物质，传播速度各不相同，这种噪声的传播形式是折射波。

对司机室的噪声传播进行控制，主要是使用各种特殊材料和结构，让处于司机室之外的噪声在传播到司机室的各个表面时对这些噪声进行转化。其中一部分噪声会被司机室表面的特殊材料以及结构反射，不会被吸收入室内;还有一些噪声在经过韶山型电力机车的车体时会被转化为其它能量，这些能量会通过其他形式表现出来;还有一些噪声则会穿透车体的阻挡进行司机室之中。除此之外，材料所具备的隔声能力和反射声能与入射声能只比相关，两者的比例越小则隔声能力越强。材料所具备的吸声能力和透过声能与入射声能只比相关，两者的比例越小则隔声能力越强。

2.1司机室的隔声、吸声处理

如果声波入射到理想化的无限大的单层均质构件之上的时候，能够将正入射隔声量使用标准的公式计算出来;如果声波无规入射到理想化的无限大的单层均质构件之上的时候，也能够实际隔声量使用标准的公式计算出来。通过计算得出的结果可以分析出，隔声量会随着构件面密度的提高不断变大。隔声量也会随着入射声波频率的提高逐渐增大。构成司机室中各个部位的结构的隔声效果的好坏能够对传入司机室噪声的大小产生直接影响。所以，在进行司机室结构的设计时，要重视对结构以及材料的优化设计，使用试验的方式选择最合适的材料和结构，对司机室结构进行改进，确保设计结果能够达到标准要求。

2.2密封处理

司机室结构上存在的各种孔洞和缝隙都会对构件的隔声性能产生非常大的影响，因为声波具有辐射，能够导致隔声件的隔声量减少。特别是在遇到高频噪声时，由于高频的波长相较于高频更短，出现透射的几率更大。如果隔声件上存在的孔洞以及缝隙太多，会导致隔声量降低许多。

因为密封条截面形状会严重影响密封能力，有唇的密封条截面形状的密封能力相较于无唇的更好，而多唇的比单唇的也更好。通过对密封条的广泛应用，能够进一步提高对司机室的密封效果，能够降低司机室中的噪声。

结束语

在韶山型电力机车运行的过程中，会出现由于多种因素导致韶山型电力机车司机室出现异常噪声的情况，这些噪声的存在会影响司机的情绪，对他们的工作状态也会产生不利影响，为了保证机车在运行过程中的安全，必须要采取有效措施解决异常噪声的问题，提高机车行驶过程中的安全性，保障乘客安全不受威胁。

参考文献：

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