国产内燃机车司机室噪声浅析

国产内燃机车司机室噪声浅析

【摘要】伴随着我国内燃机车制造水平的快速提高，机车运行速度以及机车功率也在不断的提高，然而在速度和功率提升的同时，司机室所产生的噪声值也不断递增。这严重影响了司乘人员人身安全，因此降低机车司机室的噪声成为了目前迫切需要解决的一大问题。本文将针对内燃机车司机室噪声展开分析，简单的介绍噪声的产生、危害并浅析一些内燃机车降低噪声污染的方法。

【关键字】内燃机车；司机室；噪声来源；噪声危害；降低噪声

噪声超标，将对人的身体健康造成了严重的危害，以东风型机车为例，其噪声约为83～90分贝（A）左右。机车司机在这种噪声环境下长期工作，不但容易引起听力下降，而且对心血管、神经系统产生不良影响，甚至干扰语音通话，直接影响机车的行车安全。

内燃机车司机室噪声主要为固体振动产生的噪声。减小噪声一般遵循三个原则：声源处减弱、传播过程中减弱、接收处减弱；针对研究的对象是内燃机车，所以将从两方面着手：减小声源震动、传播中逐层减弱。

1 一般内燃机车结构

一般内燃机车纵向主要由第Ⅰ司机室、电气室、动力室、冷却室、辅助室、第Ⅱ司机室等几个独立的室组成。电气室内布置有电阻制动装置、电器柜、整流柜、启动变速箱和启动发电机、励磁机和牵引电机通风机等；动力室主要包括柴油机发电机组、各类滤清器、冷却水系统管路、阀类。膨胀水箱等；冷却室主要由冷却风扇、静液压变速箱、牵引电机通风机、机油热交换器、空气压缩机等组成；各个室之间有隔墙和封闭门分割。

2 司机室噪声来源

声音由物体振动引起，以波的形式通过介质进行传播。我们通常听到的声音为空气声。噪声是由各种不同频率、不同强度的声音杂乱、无规律的组合而成。内燃机车在不同工况下会产生不同程度的噪音，这些噪音主要分为两个方面：轮轨噪音、机车噪音。

3 噪声浅析和降噪方法浅析

根据司机室噪声的主要来源主要分两部分分析。

3.1轮轨噪音

由于钢轨表面存在一些微小的凹凸不平，一般的凹凸尺寸对行车安全不会带来隐患，但是当机车在轮轨上高速运行时，轮毂踏面经过这些部位时会产生冲击，

形成滚动噪音，另外当机车在曲线运行时，轮对与钢轨不但会产生滚动噪音，在纵向上与钢轨面还会产生一定的切向和横向滑动噪音，并且噪音随着曲线半径的减小而增大。这些噪音在产生后通过轮对、转向架、车底架、地板传入机车内，也将传入司机室内，轮轨噪声是造成司机室噪声值的主要原因之一。

目前降低轮轨噪音主要从以下几方面着手：a.增长每段钢轨的长度，减少钢轨接缝；b.尽可能的保证钢轨表面平整性；c.在钢轨下安装减震器；d.车厢下部加装吸声装置；e.路床上选用弹性较强的材料如碎石，加厚道碴层能更好地减小列车的振动；f.通过曲线时利用通过测量受力方向等有效方法降低了轮轨间的摩擦和振动噪音。

3.2机车噪音

机车噪音主要包括动力组、辅助设备、机车车体等产生的噪音。柴油机发电机组作为内燃机车的动力源，带动柴油机工作，为机车提供牵引力，同时也是振动的主要来源。柴油机产生周期性变化的惯性力（力矩），将使柴油机使机座产生横向和纵向振动──外部振动；周期变化的扭转力矩使机体内产生扭振──内部振动。通过研究柴油机的振动规律及其对车体动态性能的影响和总组装两方面，研究减振和隔振的措施，减小柴油机发电机组的振动强度。

在机车的正常运行过程中，来自柴油机发电机组的不平衡力和力矩的作用，促使机车不断震动，从而也产生了大量的噪声，根据《柴油机车车内设备机械振动烈度评定办法》标准中规定，机械振动烈度分为A、B、C、D四个振动等级，其中C级及以上为容许工作状态，D级为不容许状态。测量振动烈度时选取合适的测量位置进行试验，根据TB/T 3164-2007《柴油机车车内设备机械振动烈度评定办法》，机械振动烈度Vrms= ，公式中Vrms为机械振动烈度，、、为三个互相垂直方向上各个测点在同一工况下的振动速度和，Nx、Ny、Nz为三个互相垂直方向上各自测点数。试验中通过对各个主要零部件的新旧更换测量，对比发现更新后的主要零部件都会大幅度降低震动烈度，其中对振动影响最大的是主发电机、弹性联轴节、曲轴和减振器，因此根据各零部件寿命及成本，合理的缩短和更换动不平衡量较大的部件，将会大幅降低柴油机发电机组的振动。

由于柴油机发电机组通过弹性橡胶锥支撑与机车车架相连，这种支撑工艺简单、材料限制、吸振、减振频带窄，只能对于低频率的振动起到一定的减振作用，但对于高频的振动无法达到良好的减振效果，研究出一种宽频带的减振、吸振装置取代原来的支撑将会对减小振动源有很积极的影响。

与柴油机发电机组相连的机车辅助系统，包括传动轴、万向轴、启动变速箱、启动发电机等等，这些重要的零部件如果状态不良也将导致振动源的增强，将会提高噪声分贝，加强这些零部件日常维护，对于老旧、振动烈度比较严重的零部件进行更新对降低振动也非常重要。

4 噪声传播控制

噪声传播控制分为隔音和吸声两种基本方法，司机室噪声传播控制的原理是通过特殊的材料及其结构设计使司机室外部的噪声入射到司机室各表面时被反射或吸收。司机室隔墙和侧、隔门隔声量的大小对司机室的噪声有较大的影响。保证司机室气密性是降低司机室噪声的前提，依据机车噪声源特性选择设计合理的结构是降低司机室噪声的关键。

5 总结

为了降低内燃机车振动源的振动，从根本上而言需要在机车新造时抓起控制，研究设计一套预防机车内部一些可避免的振动和消除的方法，在机车设计上，需要提高机车车体架的刚性，提高旋转件与柴油机曲轴的同轴度，并且对主要振动源的零部件进行振动性能实验。现有机车检修过程中，例如柴油机曲轴、主发电机转子、弹性联轴节、减震器、万向轴、启动发电机转子等都应做好平衡性能实验。在组装过程中需要更加严谨的组装工艺和组装过程控制。

目前国内在司机室噪声控制研究方面已取得较好的效果，但是机车司机室噪声的危害依然存在着，所以，如何降低噪声达到对人体没有危害的程度还需要进一步研究。

参考文献：

[1]楼强天.内燃机车柴油机振动烈度评定方法探讨.2008.

[2]TB/T 3164-2007《柴油机车车内设备机械振动烈度评定办法》.

[3]曾斌.东风4型内燃机车振动问题的探讨[J].科技通讯，2000（1）.