城市轨道交通车辆内部噪声分析研究

张帅

摘 要： 在系统测试地铁车辆内部噪声的基础上发现，其内噪声通常是中低频，而且噪声大小也会根据测试位置改变而发生变化。当地铁车辆处于静置状态的时候，最主要的噪声源就是辅助设备的运转，而且在运行速度不断提高的情况下，噪声源也转变成轮轨噪声。

关键词： 城市轨道交通车辆;内部噪声;分析;研究

【中图分类号】U270.16     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）01-0001-01

目前阶段，地铁车辆在城市交通中的重要性逐渐突显出来。然而，地铁车辆的内部噪声却对乘客舒适度产生了极大的影响，要想尽快开发高速且安全舒适的地铁车辆，就一定要高度重视低噪声地铁车辆的研发。基于此，文章将城市轨道交通车辆作为主要研究对象，重点阐述内部噪声的相关内容，希望有所帮助。

1 地铁车辆内部噪声测试

1.1 测试系统

在测试地铁车辆内部噪声的时候，选择使用多个通道噪声分析系统，其中涵括了声学传感器、数据采集记录器、振动传感器和信号采集分析器等等。

1.2 车辆与线路环境

选择某市地铁1号线地铁车辆，测试天气无雨无雪且风速每秒不超过5.5米，选择空旷直线段进行测试[1]。

1.3 测试点

接受测试的地铁车辆属于全铝合金地铁车辆，并在车内选择13个点作为测点开展车内噪声测试。第一、第九测试点选择车辆贯通道中心上不1.6米的位置，第二至第八测试点选择在车辆中心底板上不1.6米部位，第十至第十三测试点选择车辆内部座椅与底板距离1.2米的位置。另外，麦克风对称轴是垂直方向。

2 地铁车辆内部噪声影响因素阐释

对地铁车辆内部噪声产生影响的因素一般涵括了空气压缩机、空调机组、轮轨噪声以及牵引电机等。其中，空调机组产生的噪声都是机组设备在运转期间，因振动和通风系统回风口位置受不稳定电流影响所引起的空气动力性噪声。对于牵引电机的噪声，其组成则主要包括了机械噪声、空气动力噪声、电机冷却风扇空气动力噪声与电磁噪声[2]。导致空气压缩机产生造成的原因就是振动以及气流的间歇性吸入与排出而引起的空气动力噪声。轮轨噪声的组成主要有钢轨平顺性缺失、钢轨接头受到冲击、曲线段啸叫和车轮圆滑性不强等等。由此可见，噪声源形成噪声均是因为车体不同部位和密封效果不理想形成的缝隙而向车内传入，进而导致地铁车辆内部出现噪声。

在此基础上，受车体与外部结构、高速空气气流之间的互相作用影响而形成空气动力噪声，或者是因接触线与受电弓相对性滑动而形成的滑动噪声等等，都会直接影响地铁车辆的内部噪声。

3 有效控制地铁车辆内部噪声的路径

3.1 噪声源改进

首先，动力设备和辅助设备降噪处理。可选择使用线性电机牵引的方式，即可节省部分传动机构，使得噪声值明显降低。

其次，通风机组降噪处理。在减振座上需安装机组，并使用石棉沥青浆涂抹于风道外表面，厚度控制在3毫米左右，同时在风道外侧面的石棉沥青层外部粘贴超细玻璃棉的吸音材料，厚度在6毫米。这种方法即可使空调系统气体噪声明显降低[3]。

再次，空气压缩机降噪处理。可将隔音罩安装于空气压缩机外部，使得噪声得以降低。如果是空调系统回风口等特殊性的位置，即可选择使用消除中低频噪声消声器，使得噪声减小。

最后，钢轨材料的使用。如果是曲线区段，可选择使用特制钢轨，即低合金钢，兼具摩擦剩磁效应以及滑动性能，使得车辆经曲线区段噪声明显降低。与此同时，轨道在车轮运行方向临界倾斜角也会明显增加，确保其转向架经曲线的时候，不形成噪声最小曲线半径随之降低。

3.2 传播途径的控制

首先，可以涂抹阻尼浆以实现降噪目的。针对全铝合金结构地铁车辆车体，可选择阻尼浆涂抹，使得外部噪声源对于车内噪声影响程度得以降低。可在车体底架部位涂抹阻尼浆，将厚度控制在3-6毫米之间，有效规避车体下方部位辅助设备的噪声。另外，需要将阻尼浆涂抹于侧墙以及车顶局部部位，厚度控制在3毫米，进而有效避免外部噪声经侧墙或者是车顶向车内传入。经实践应用后，噪声降低了5-10分贝左右。

其次，车辆密封性提升。应尽量降低车辆通风器、门窗与检查孔等部位的缝隙与孔洞，并针对铰接部分开展特殊化密封性处理，使得车体各个部分缝隙向车内传入的噪声得到必要控制。另外，可将密封胶适量涂抹于车体焊缝部位，确保其不存在缝隙[4]。

再次，借助吸音材料降低噪音。可将吸音隔音材料铺设在车体内部的侧墙、空调下方与车顶部位，厚度在30-60毫米之间不等，使得外部噪音向车内传入减少。与此同时，车体底板应选择具有隔声性能的地板布亦或是使用铝蜂窝板开展隔声减振处理，使得车体底部的噪声源不会过于明显地影响地铁车辆[5]。

最后，减振装置的使用。将阻尼装置安装于闸片托架上，并将闸片、托架与预张紧装置进行连接，以确保车辆制动噪声有效降低，一般在20分贝左右。同时，对于制动系统内悬挂连接以及支座使用销套，应将弹性橡胶元件加装其中，使得销轴和销套运行过程的撞击得以降低，减少噪声。

结束语：综上所述，通过对地铁车辆内部噪声的测试可以发现，车辆内部的噪声源一般以下部与顶部为主，而且会经固体以及空气传播噪声。另外，地铁车辆噪声源相对较多，处于静态与动态状态，对车内噪声产生影响的噪声源也有所改变。通常，车内噪声的频率在400-1250赫兹之间，且于1000赫兹的位置有峰值。噪声最大的部位就是车辆转向架与动拖车贯通道、空调部位。为此，在控制地铁车辆内部噪声的时候，应综合考虑影响车内噪声的因素，科学合理地采取控制措施，尽可能减少向车内传入噪声量，不断提高乘客的舒适度，优化地铁车辆运行效果。

参考文献

[1] 王传福，刘连连.中国城市轨道交通的发展趋势分析[J].城市轨道交通研究，2019，22（10）：22-24.

[2] 郭建强，孙召进，朱雷威， 等.基于近场声全息技术的城市轨道交通列车车内声源识别研究[J].铁道运输与经济，2018，40（5）：106-110.

[3] 于喜林，郭海洋，刘厚林， 等.城市轨道交通车辆内部噪声分析研究[J].电力机车与城轨车辆，2016，32（3）：14-15，19.

[4] 张延祥.城市轨道交通成本分析与控制研究——以福州地铁1号线为例[D].福建：福建农林大学，2017.

[5] 謝蓥松，李莉，鞠龙华， 等.弹性扣件对列车车内噪声声品质的影响[J].噪声与振动控制，2019，39（3）：107-112.