高速综合检测列车降噪措施研究与效果分析

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降噪措施研究
高速综合检测列车存在多种类型的噪声源，
可以笼统的划分为车体外部噪声及车体内部噪
型材喷涂 4 mm 阻尼浆等， 如下图 1 所示．
图1
车体阻尼降噪区域示意图
11 02 * 收稿日期：2011 基金项目：国家 863 计划资助项目（ 2009AA110303 ） 作者简介：张丽荣（ 1961 － ） ， 女， 高级工程师， 学士， 主要从事铁道车辆的研发及防火 、 降噪措施的研究 E-mail： sjczhanglirong@ tangche． com．
图3
管路隔音处理
1． 2． 3 制动控制单元、 UPS 单元、 充电机单元吸音处理 UPS 及充电机单元是车内重要的噪声 制动、 源， 如下图 4 所示， 在设备隔间四周都采用 Henkel 20 mm 厚的 Terotrain A1000 系列高阻尼吸音泡沫 材料包裹处理， 提高隔间的吸音性能． 该材料是一
图2
设备舱隔音吸音处理图
1． 2． 2
空调通风的阻尼隔音处理 空调机组在工作过程中， 由于气流的作用会
产生管路噪声， 通过在管路表面包裹阻尼隔音材 料， 可以有效降低管路的振动辐射噪声 ， 同时增加 管路的隔音性能． 包裹效果如下图 3 所示， 金属管 路外 表 面 采 用 Henkel 约 束 阻 尼 隔 音 材 料 Terotrain D203 缠绕处理， 提高隔音性能．
图5 机柜阻尼处理及仿真分析结果
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效果分析
动力设备车内由于安装了 3 个单辅变流器动 力设备， 噪声源相比其他车厢较大， 针对该设备车 的声学性能特点， 设备间隔墙的隔声措施及效果 ． 是最为关键的 通过在结构上采取密封、 阻尼、 隔 音、 吸音的措施， 降噪效果十分明显． 2．1 动力设备车非运行状态设备舱点声源测试结果 点声源布置于设备舱内部， 如图 6source 点所 示， 用于模拟辅助动力设备发出的噪声 ． 测量点位 于过道及设备间两侧， 如图 6 黑点所示， 测量点声 ［6 ］ 源发出的噪声， 考察设备舱隔墙的隔声效果 ．
0
引言
声
［1 ］
． 车体外部噪声主要表现为轮轨噪声 ， 如车
随着高速铁路的发展， 噪声污染问题更加突 出． 各国在修建高速铁路时， 对噪声问题都相当重 采取各种综合减振降噪措施， 以满足政府部门 视， 制定的噪声法规和环境噪声标准 ． “ 863 ” 本项目依托国家 课题研究， 是在 CRH3 动车组技术平台基础上研制的高速综合检测列 最高试验速 车． 该车采用 8 辆编组 6 动 2 拖配置， 度 400 km / h 以上． 该车的开发为高铁提供了专业 化的实时等速检测装备， 也为高速列车技术平台 的不断完善提供技术储备． 由于高速综合检测列 车特殊的动力设备布置， 为其噪音控制技术带来 新的问题和挑战．
Abstract： In this paper，we mainly research the resonance problems between body and equipments / suspension system for highspeed train， use ANSYS to simulation analysis of the car body and the hanging device of a highcombined with the vibration acceleration measured by the test in the track to identify the body and speed train， suspension system modal parameters，and then determine if there is resonance between the car body and the hanging equipments and the suspension system． According to the simulation analysis results of the car body． In order to improve the body’ s vertical bending frequency， the quality of the larger hanging devices should be rigand the value of the stiffness of hanging devices should be kept low stiffness． To avoid resonance id installation， between the car body and the hanging equipments and the suspension system， we can change the quality and installation position of the equipments． Key words： natural frequency； resonance； stiffness of body； hanging devices
＊
分别采取车体高阻尼减震、 设备舱隔音吸音、 空调管路阻尼处理、 制 噪声产生的根源和有关噪声控制技术， 动单元吸音处理等降噪措施来降低车内噪声． 从高速综合检测列车在静止状态和运行状态下的测试结果 分析， 针对车内采取的降噪措施， 达到了预期的隔音降噪效果， 整车声压值水平控制在 68 dB 以内． 关键词：高速列车； 噪声； NVH； 吸音； 隔音； 阻尼减振； 设备舱降噪； 声学包 文献标识码：A
图9
静止状态测试结果
8
大
连
交
通
大
学
学
报
第 32 卷
车辆运行状态的测试结果如图 10 所示， 整车 声压值最大只有 67 dB． 测试频谱图显示， 中低频 结构及轮轨噪声明显， 空气噪声也有显现． 由于空
上下部声压 调通风口噪声不再是主要的噪声源， 值相差很小． 从测试结果看， 车辆运行状态整车降 噪措施效果良好， 达到预期设计目标．
图4 设备隔间吸音处理
检测机柜阻尼减振处理
机柜散热风扇会在工作状态产生气动噪声， 同时机柜内设备在开机时也会产生低频振动噪 声． 需 要 在 机 柜 面 板 粘 贴 Henkel Terotrain D203 约束阻尼减振贴片， 提高机柜阻尼减振效果， 如图 5 所示． Terotrain D203 是一款基于橡胶基的带约 束层阻尼贴片， 具有高阻尼减振特性．
［10 ］
．
参考文献：
［ 1］ J］ ． 铁道机车 王光芦． 降低高速铁路噪声措施的探讨［ 1999 （ 3 ） ： 4143． 车辆， ［ 2］ J］ ． 铁道运输与 高军． 高速铁路的噪声控制方法研究［ 2006 ， 28 （ 7 ） ： 8284． 经济， ［3］ HUANG Liangyu，RAMKUMAR REISGNAN， TERENCE CONNELLY， et al． Development of a Luxury Ve-
图6
点声源及测试位置
第6 期
张丽荣， 等： 高速综合检测列车降噪措施研究与效果分析
7
图 7 所示是噪声源及过道的整体声压值测试 结果对比图， 从过道的隔声效果分析， 设备舱总体
平均隔声量达到 45 dB ， 达到预计目标值， 隔墙声 学处理在中高频段有较高的隔声性能 ．
图7
点声源状态测试结果
2． 2
6
大
连
交
通
大
学
学
报
第 32 卷
1． 2 1． 2． 1
车体内部噪声的控制措施 设备舱的隔音吸音处理 由于采用 8 辆编组 6 动 2 拖配置， 部分辅助动
种基于 PU 的具 有 特 殊 泡 孔 结 构 的 泡 沫 吸 音 材 料． 该材料最大特点是低频吸音性能优良 ．
增加了单辅变流 力设备需移到车上设备舱内安装， 器设备单元车． 单辅变流器设备声压级大于 117 dB， 为防止其噪声源影响车内其它部位噪声， 必须对设 备舱进行隔音吸音处理， 如图 2 所示． 设备车过道侧 墙双层铝蜂窝板之间布置 Henkel 组合吸音墙模块， 墙内壁（ 设备舱侧） 贴装耐高温防火吸音泡沫板； 地 板及外侧墙局部采用 Henkel 隔音墙设计； 设备车顶 ［ 4 ］ 部贴装 Henkel 耐高温防火吸音泡沫板 ． 1． 2． 4
［2 ］ 到最好的降噪效果 ． 1． 1 车体外部噪声的控制措施
车体外部噪声的主要控制措施为对车体铝型 转向架及受电 材的阻尼降噪． 列车在高速运行时， 弓等区域存在非常强的振动源， 容易引发车体的辐
［ 3 ］ 射噪声， 需要对响应部位进行阻尼降噪处理 ， 如 地板铝型材全部喷涂 4 mm 阻尼浆， 受电弓区域铝
图 10
运行状态的测试结果 hicle Acoustic Package using SEA Full Vehicle Model， SAE paper， 2003 （ 1 ） ： 1554 ， ［ 4］DENIS BLANCHET， ANDREW CUNNINGHAM． Building 3D SEA Models from Templates 2 New Developments ［ J ］ ． SAE paper ， 2003 （ 1 ） ： 1541． ［ 5］ J］ ． 环境污 俞悟周． 高速铁路动车组列车的噪声特性［ 2004 ， 31 （ 1 ） ： 7478． 染与防治， ［ 6］ J］ ． 铁道劳 辛小安． 日本新干线铁路噪声现状及控制［ 2000 ， 27 （ 1 ） ： 147152． 动安全卫生与环保， ［ 7］ HANSON C E． Noise from high speed maglev transportation system［C］ ． Proceeding of the First International Conference on High Speed Ground Transportation System． New York： American Society of Civil Engineers， 1993． ［ 8］GOLDSTEIN ME． Aero acoustic［M］ ． New York： Mc 1976 ： 300311． Graw Hill， ［ 9］MORITON Y， ZENDA． Noise control of high speed Shinkansen ［ J］ ． Journal of Sound and Vibration， 1996 ， 193 （ 1 ） ： 319334． ［ 10］KITAGAWA T， NAGAKURA K． Aerodynamic noise J］ ． Journal of Sound and generated by Shinkansen cars［ Vibration， 2000 ， 231 （ 3 ） ： 913924．
第 32 卷 第 6 期 2011 年 12 月
JOURNAL
大 连 交 通 大 学 学 报 OF DALIAN JIAOTONG UNIVERSITY
Vol． 32 No． 6 Dec． 2011

文章编号：1673 -9590 （ 2011 ） 06 -0005 -05
3
结论
从高速综合检测动列车在静止状态和运行状 态下的测试结果分析， 针对车内采取的降噪措施， 达到了预期的隔音降噪效果， 整车声压值水平控 制在 68 dB 以内． 此次高速综合检测列车隔音降噪措施及效果 分析， 没有对各个措施的贡献量进行详细研究 ， 只 进行合理的声学处理， 达 是对各种可能的噪声源， 到控制整车声压值的目标． 今后需要将各种措施 细化， 计算其在各种工况下的贡献量， 优化现有方 案， 进一步对噪声理论与实际相结合进行拓展性 研究
轮与钢轨粗糙面互相作用后产生的轮轨振动噪 如受电弓沿接触网导线滑动而 声； 集电系统噪声， 引发的机械滑动声； 空气噪声， 如高速铁路行驶的 动车组车体表面引起的涡流噪声 ； 其他机械噪声， 如转向架等动力传动机构噪声． 车体内部噪声主 空调噪声、 制动控制单 要表现为车内动力包噪声、 元及充电机单元噪声、 检测机柜噪声等． 针对不同 类型的噪声源， 分别采用不同的降噪措施， 以期达
动力设备车运行状态车内噪声测试结果 由于辅助动力设备为主要的噪声源， 故安排
如图 8 大圆点所示． 测量点位于过道及设备两侧， ［7 ］ 测试试验包括车辆静止和线路运行两种状态 ．
图8
测量位置
车辆静止状态的测试结果如图 9 所示， 整车 声压值最大只有 63 dB ， 由于上部测量点靠近空调
声压值水平比下部略大 1． 5 dB． 从测试结 通风口， 果看， 静止状态整车降噪措施效果良好 ．
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第6 期
于金朋， 等： 高速列车整备车体谐振分析
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The Resonance Analysis of Complete Car for High-Speed Train 2 YU Jinpeng1， ， YU Jianyong1 ， ZHANG Limin1
（ 1． Traction Power State Key Lab， Southwest Jiaotong University， Chengdu 610031 ， China； 2． CNR Tangshan Railway Vehice Co． Tangshan 063035 ， China） Ltd． ，
高速综合检测列车降噪措施研究与效果分析
1 2 2 张丽荣 ， 张志军 ， 王东川
（ 1． 中国北车集团 唐山轨道客车有限责任公司 ， 河北 唐山 063035 ； 2． 汉高股份有限公司， 上海 201203 ） 摘 要：以 400 km / h 高速综合检测列车噪声控制措施为例， 在分析高速检测车的噪声来源的基础上， 针对