地铁车辆内部噪声控制优化方案研究

地铁车辆内部噪声控制优化方案研究

赵蔷薇

（中车唐山机车车辆有限公司 河北 唐山）

摘要：本文以某地铁车辆车内噪声值为控制目标，基于统计能量分析法，运用VAONE软件建立整车车内噪声预测模型。仿真得出车辆内部噪声分布特性与关键位置噪声频谱特性；进行整车传递路径测试，试验与仿真结果基本一致，证明了仿真模型的有效性；在此基础上提出车内噪声控制优化方案，并通过测试证明了方案的有效性与可行性，为研究降低列车车内噪声措施提供参考。

关键词：车内噪声 仿真预测 传递路径 统计能量法

1前言

近年来，我国城市轨道交通迅速发展，地铁车辆内的噪声直接影响旅客的舒适性，而人们对环境的要求越来越高，因此，噪声问题已经成为制约地铁车辆舒适性长远发展的关键问题之一，研究地铁噪声成因及提出可行的降噪方案变得尤为重要。

本文在借鉴已有地铁车辆噪声研究的基础上，主要开展以下几方面工作：建立整车噪声仿真预测模型；仿真分析车内噪声频谱特性与声源贡献量，通过传递路径测试，验证仿真模型的有效性；提出车内噪声控制优化方案。

2车内噪声预测

本文以地铁车车内噪声为研究对象，建好统计能量分析模型后，设置各个子系统声学属性。包括门、玻璃、地板、侧墙、顶板的隔声量，声腔子系统的吸声系数。

图2-1 统计能量分析模型

分析对空调开/关两种状态车内声压分布、客室声压级结果及各子系统对总声压级的贡献量，结果如下图2-2、图2-3。

车内声压仿真结果                 车内噪声贡献量

图2-2 空调开启80km/h车内声压仿真结果

车内声压仿真结果                车内噪声贡献率

图2-3 空调关闭80km/h车内声压仿真结果

分析可知，空调满功率开启时车内的声压级为76dBA，车内噪声主要来源于空调，其次为地板和车门；空调关闭时车内的声压级为74dBA，车内噪声主要来源于地板及车门。因此，地板和车门为车内噪声的主要传播路径。提高地板和门的隔声量能够有效地降低车内噪声，可以增加地板，车门外板厚度，对地板及车门增加隔音吸声材，增加车门密封性等方面来实现。

3传递路径分析

对车厢及风挡位置进行振动传递路径测试分析，得到结果如下图3-1~3-3所示。

图3-1 车厢接触贡献量分析

图3-2 车厢板件贡献量分析

图3-3 地板板件贡献量分析

通过分析可以看出：车内噪声主要来源为空气噪声；空气声的主要传播路径为地板和侧墙；侧墙噪声主要来源于车门；风挡位置噪声主要来源为空气噪声，主要贡献为两侧和车底结构；提高地板的隔声性能和门的密封处理是降低车内噪声的有效途径；结构噪声起作用的主要频带为125Hz、500Hz、和1250Hz。125Hz频带的噪声峰值主要通过中心销传递，高频噪声通过空气弹簧传递至车内。

同时可以看出，测试结果与仿真预测结论基本一致，证明了仿真模型的有效性。

4整车降噪方案

通过以上分析可知，降低车内噪声主要方向为提高地板隔声量、增强车门的密封性，可采取措施如下：

（1）车门四周以及车体上安装密封压条，密封压条相互配合，保持密封；密封胶条隔声量达到25dB以上，车门隔声量可提高约3dB。

（2）以往测试经验可知，阻尼浆在中低频段隔声效果较好，隔声毡在中高频段隔声效果好。地板隔声整改方案采取喷涂阻尼浆和加厚隔声毡的方式。整改后，在实验室中对地板组合隔声量进行测试对比，隔声量提高约3dB，如下图所示。

图4-1 整改前后地板组合隔声量对比

整改后对车辆进行噪声测试，车内噪声声压级为72.7dB，较整改前降低约1.3dB，证明方案的有效性。

图4-3 车内噪声声压级

5结论

本论文运用VAONE软件进行地铁车辆车内噪声预测，得出地铁车辆车内噪声分布特性与关键位置噪声频谱特性，接下来，进行整车传递路经测试，试验结果与仿真预测结果趋势一致，证明了仿真模型的有效性，在此基础上提出降低车内噪声整改建议，最后，对整改后车辆进行噪声测试，车内噪声声压级降低约1.3分贝，证明了本文研究方案的可行性，为车辆减振降噪设计提供了有效方法。

参考文献：

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