铁道车辆噪声机理的研究分析

铁道车辆噪声机理的研究分析

李建军

哈尔滨铁道职业技术学院 黑龙江 哈尔滨 150000

摘要：本文对铁道车辆噪声机理进行了研究分析。首先介绍了铁道车辆噪声概述，包括噪声的定义、分类和评价标准。接着从机械、空气动力和电磁三个方面详细分析了铁道车辆噪声的产生机理，并针对不同类型噪声提出了相应的控制措施。最后，本文总结了研究成果，指出了研究中存在的不足之处，并展望了未来的研究方向。

关键词：铁道车辆；噪声；研究

前言:随着社会的快速发展，交通噪声问题越来越受到人们的关注。铁道车辆作为重要的交通工具之一，其产生的噪声问题也备受关注。了解铁道车辆噪声产生的机理，对控制和降低噪声具有重要意义。本文将通过对铁道车辆噪声机理的研究分析，探讨其产生的原因和解决方法。

1.铁道车辆噪声概述

1.1噪声的定义

噪声是指引起人们烦恼、损害听力甚至损害健康的声音。铁道车辆噪声是指铁路车辆在运行过程中产生的各种声音的总和，包括轮轨摩擦声、车轮空气动力噪声、车辆振动噪声和设备运转噪声等。这些声音不仅会干扰周围居民的正常生活和工作，还会对铁路沿线的环境产生不利影响。因此，对铁道车辆噪声进行研究和控制具有重要的现实意义。

1.2噪声的分类

铁道车辆噪声可以根据不同的分类方法进行划分。根据噪声产生的根源，铁道车辆噪声可以分为轮轨摩擦声、车轮空气动力噪声、车辆振动噪声和设备运转噪声等。其中，轮轨摩擦声是轮轨之间相互作用产生的声音，车轮空气动力噪声是车轮与空气之间相互作用产生的声音，车辆振动噪声是车辆各部件振动产生的声音，设备运转噪声是车辆上各种设备在运转过程中产生的声音。另外，根据噪声的性质，铁道车辆噪声可以分为稳态噪声和瞬态噪声。稳态噪声是指车辆在运行过程中持续稳定产生的噪声，如轮轨摩擦声和车轮空气动力噪声等。瞬态噪声是指车辆在运行过程中瞬间产生的噪声，如车辆通过道岔、曲线等位置时产生的噪声。此外，根据噪声的影响范围，铁道车辆噪声还可以分为车内噪声和车外噪声。车内噪声是指车辆内部乘客和乘务人员听到的声音，车外噪声是指车辆外部环境受到的噪声干扰。

1.3噪声的评价标准

铁道车辆噪声的评价标准通常包括噪声的强度、频率和持续时间等方面。其中，最常用的评价标准是噪声的声压级，即声音的强度。声压级是指声音的压力与参考压力之比的对数，单位为分贝（dB）。铁道车辆噪声的声压级通常需要在一定限制范围内，以保证乘客和乘务人员的舒适度，同时不干扰周围环境和居民的正常生活和工作。根据不同的使用场合和设备类型，铁道车辆噪声的声压级标准也有所不同。例如，旅客列车车厢内的噪声通常需要控制在70dB(A)以内，机车车辆驾驶室内的噪声通常需要控制在80dB(A)以内。除了声压级之外，铁道车辆噪声的评价标准还包括频率和持续时间。不同频率的噪声对人的影响也不同，有些频率的噪声更易引起人的不适。因此，铁道车辆噪声的频率分布也需要进行控制。同时，噪声的持续时间也需要考虑，长时间暴露在噪声环境下会对人的健康产生负面影响。

2.铁道车辆机械噪声产生机理及控制措施

2.1机械噪声产生机理

铁道车辆的机械噪声产生机理主要是由于机械部件的运动和振动。当车辆运行时，车轮、轴承、齿轮等机械部件会因为不完美的制造精度、装配误差、润滑不良等因素而产生振动。这些振动会激发车辆结构和设备，产生机械噪声。具体来说，车轮的不平衡或者偏心会引发振动，进而产生噪声。轴承和齿轮的摩擦、撞击或者不均匀的磨损也会产生噪声。此外，车辆的悬挂系统和车身结构的振动也会引发机械噪声。

2.2机械噪声控制措施

为了控制机械噪声，我们可以采取一系列措施。首先，提高机械部件的制造精度和装配质量可以减少振动和摩擦。例如，对车轮进行精确的动平衡测试，可以减少车轮的振动。使用高质量的润滑剂可以减少轴承和齿轮的摩擦。其次，使用弹性悬挂系统和阻尼材料可以吸收和隔离振动能量，降低噪声。例如，在车身和车架之间使用弹性橡胶支承可以隔离振动，减少噪声。在车体内使用吸声材料可以吸收和反射声波，减少噪声的传播。此外，合理安排机械部件的布局和优化车辆结构也可以降低机械噪声。例如，将噪音源（如发动机）远离乘客区域，可以减少对乘客的噪声干扰。优化车辆的结构设计可以减少振动和声波的传播。

2.3机械噪声控制措施

铁道车辆机械噪声的控制措施可以从以下几个方面入手：优化机械部件的设计和制造：通过改进机械部件的设计，如优化轴承和齿轮的设计、提高车轮的制造精度等，可以降低机械噪声的产生。同时，采用高精度的制造工艺和材料，可以提高机械部件的稳定性和可靠性，从而降低噪声。合理安排机械部件的布局：通过合理安排机械部件的布局，可以降低机械噪声对乘客的影响。例如，将噪音源（如发动机）远离乘客区域，可以减少对乘客的噪声干扰。采用弹性悬挂系统和阻尼材料：采用弹性悬挂系统和阻尼材料可以吸收和隔离振动能量，降低机械噪声的产生。例如，在车身和车架之间使用弹性橡胶支承可以隔离振动，减少噪声的传播。定期维护和检查机械部件：定期对机械部件进行检查和维护，可以及时发现并解决潜在的故障和问题，从而降低机械噪声的产生。例如，定期更换磨损的轴承和齿轮，可以避免因部件损坏而产生的噪声。采用先进的降噪技术：采用先进的降噪技术，如主动噪声控制、被动噪声控制等，可以有效地降低机械噪声的产生和传播。例如，通过在车内安装噪声控制器或使用先进的隔音材料，可以减少机械噪声对乘客的影响。综上所述，铁道车辆机械噪声的控制需要从多个方面入手，通过优化设计、合理布局、采用降噪技术和定期维护等措施，可以有效地降低机械噪声的产生和传播。

3.铁道车辆空气动力噪声产生机理及控制措施

3.1空气动力噪声产生机理

铁道车辆的空气动力噪声产生机理主要是由于车体和车轮与空气相互作用产生的。当车辆运行时，车体和车轮会与周围的空气产生相互作用力，从而产生振动和噪声。具体来说，空气动力噪声的产生与车速、车型、车体外形等因素有关。当车体外形设计不合理或车速过高时，车体表面的气流不稳定，会产生涡流和分离现象，进而产生噪声。此外，车轮与空气相互作用也会产生涡流和冲击波，从而产生噪声。

3.2空气动力噪声控制措施

为了控制空气动力噪声，我们可以采取一系列措施。首先，优化车体外形设计可以减少气流的不稳定性。例如，减少车体表面的突出和凹陷，使车体表面更加平滑，可以降低涡流和分离现象的产生。其次，降低车速也可以降低空气动力噪声的产生。通过合理安排列车运行速度，可以减少因气流不稳定产生的噪声。此外，使用导流装置和消声器等辅助设备也可以有效地降低空气动力噪声。例如，在车体和车轮上安装导流板和整流装置可以减少涡流和冲击波的产生。同时，使用消声器可以吸收和反射声波，减少噪声的传播。

3.3空气动力噪声控制措施

铁道车辆的空气动力噪声是因为车体和车轮与空气相互作用而产生的。这种噪声主要受到车速、车型和车体外形等因素的影响。要控制这种噪声，我们可以采取以下措施：优化车体外形设计：使车体表面尽量平滑，减少突出和凹陷，这样可以减少气流不稳定性的产生，从而降低噪声。降低车速：合理安排列车运行速度，使其不要过高，从而降低因气流不稳定而产生的噪声。使用导流装置和消声器：在车体和车轮上安装导流板和整流装置，可以减少涡流和冲击波的产生。同时，使用消声器可以吸收和反射声波，减少噪声的传播。通过以上措施，我们可以有效地降低铁道车辆的空气动力噪声，提供更舒适、安静的乘车环境。

4.铁道车辆电磁噪声产生机理及控制措施

4.1电磁噪声产生机理

铁道车辆的电磁噪声产生机理主要是因为牵引电机、变压器、电磁阀等电气设备在运行过程中产生的磁场相互作用而引起的。简单来说，就像我们用磁铁吸引铁钉一样，磁场会对铁磁性的物体产生吸引力，这种吸引力会引起车辆的振动和噪声。具体来说，当牵引电机等电气设备运行时，会产生交变的磁场，这些磁场就像一个个不断变化的“磁力线”。这些磁力线相互作用会引起车辆的振动和噪声。此外，电磁阀等电气设备的快速开关也会产生冲击波和振动，从而产生电磁噪声。就像闪电一样，电磁阀的快速开闭会像冲击波一样传播开来，产生噪声。

4.2电磁噪声控制措施

为了控制电磁噪声，我们可以采取一系列措施。首先，我们可以优化牵引电机等电气设备的布局和设计，以降低磁场相互作用的影响。例如，合理安排牵引电机的位置可以减少磁场干扰。其次，我们可以使用减震材料和支撑结构来吸收和隔离振动能量，从而降低噪声的产生。例如，在电气设备下方使用减震支承可以减少振动传递到车体。此外，对于那些会产生严重冲击波和振动的电气设备，我们可以采取特别的设计和材料选择来减少其影响。例如，使用低噪声电磁阀可以减少因快速开关而产生的冲击波和振动。通过以上措施，我们可以有效地降低铁道车辆的电磁噪声。

5.结语

通过对铁道车辆噪声机理的研究分析，我们深入了解了铁道车辆噪声产生的根源和传播方式。本文从机械、空气动力和电磁三个方面详细分析了噪声的产生机理，并针对不同类型噪声提出了相应的控制措施。这些研究成果不仅为铁道车辆的噪声控制提供了理论支持和实践指导，同时也为其他交通工具的噪声控制提供了参考和借鉴。然而，由于铁道车辆噪声涉及到的因素众多，研究仍存在不足之处。未来需要进一步深入研究和完善，探索更加有效的噪声控制方法和技术，为人们的出行提供更加舒适和安静的环境。

参考文献：

【1】高速铁路与铁路文化的发展[J]. 高文知.知识文库,2019(04)

【2】自治区人民政府办公厅关于做好我区高速铁路护路联防工作的实施意见[J]. .宁夏回族自治区人民政府公报,2018(13)