地鐵列車振動(dòng)和噪聲源分析及減振降噪措施

周晶

摘要：對(duì)于地鐵列車所包含的振動(dòng)以及噪聲源的相關(guān)問(wèn)題，所涉及的技術(shù)領(lǐng)域也非常的廣泛。要想了解和分析地鐵列車的振動(dòng)和噪聲源產(chǎn)生的原因，就需要清楚產(chǎn)生噪聲以及振動(dòng)的原因，之后對(duì)于列車振動(dòng)和噪聲的特征就能有所了解，針對(duì)其特征有效控制噪聲的產(chǎn)生，從而減少地鐵列車內(nèi)振動(dòng)和噪聲所產(chǎn)生的污染。本文闡述了地鐵列車振動(dòng)和噪聲產(chǎn)生的原因，并對(duì)地鐵列車的減振降噪進(jìn)行策略分析提出相關(guān)的解決措施。

關(guān)鍵詞：地鐵列車;振動(dòng);噪聲測(cè)量;減振降噪

為了能更好的對(duì)于地鐵列車振動(dòng)和噪聲有所削弱，相關(guān)技術(shù)部門就應(yīng)該從地鐵列車振動(dòng)和噪聲的源頭出發(fā)，分析這些產(chǎn)生的原因和存在的問(wèn)題，提出解決的措施和方法。

一、 地鐵列車的振動(dòng)和噪聲源分析

（一） 列車外部分析

輪軌產(chǎn)生的噪聲、列車牽引產(chǎn)生的噪聲、行駛過(guò)程中空氣摩擦產(chǎn)生的噪聲等，這些都是地鐵列車噪聲污染的來(lái)源。根據(jù)地鐵列車實(shí)際的行駛運(yùn)行情況中可以發(fā)現(xiàn)，列車的速度與噪聲有著很大的關(guān)系及影響。在行駛速度較低的區(qū)域中，列車噪聲主要由于赫茲頻率在800-2500Hz的輪軌噪聲，行駛過(guò)程中與空氣的摩擦產(chǎn)生的噪聲主要來(lái)源于高速行駛的狀況下。列車牽引產(chǎn)生的噪聲主要由于列車牽引的電機(jī)系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)中的風(fēng)扇，在列車行駛的過(guò)程中所產(chǎn)生的噪聲污染。同時(shí)，還包括輪軌噪聲以及氣動(dòng)噪聲。其中輪軌噪聲是因?yàn)榱熊囓囕喤c鐵路表面的摩擦產(chǎn)生的噪聲，氣動(dòng)噪聲依附于列車的的行駛速度，速度越快，噪聲的幅度越強(qiáng)烈。例如，在地鐵列車在隧道中行駛時(shí)，列車車頭部分與隧道內(nèi)空氣產(chǎn)生摩擦，對(duì)空氣有一定的壓縮，形成壓力波，這使得隧道內(nèi)的噪聲污染十分嚴(yán)重[1]。

（二） 列車內(nèi)部分析

地鐵列車的結(jié)構(gòu)是一個(gè)非常復(fù)雜的整體，噪聲在車體內(nèi)的傳播和產(chǎn)生對(duì)現(xiàn)如今的技術(shù)是很難分析和研究的，同時(shí)，對(duì)于噪聲產(chǎn)生的原理和方法也很難進(jìn)行描述和探究。因此，所有列車外部的振動(dòng)和噪聲源也有可能成為影響列車內(nèi)部噪聲產(chǎn)生的原因。在地鐵列車的內(nèi)部，機(jī)械設(shè)備與外部噪聲會(huì)相互滲透產(chǎn)生內(nèi)部的噪聲污染，例如車廂內(nèi)部的空調(diào)、風(fēng)機(jī)、空氣的變壓器等，車廂外部的輪軌噪聲、氣動(dòng)噪聲等都會(huì)產(chǎn)生噪聲污染。不僅如此，車廂外部的脈動(dòng)壓力也同樣會(huì)使車廂內(nèi)部產(chǎn)生一定的空氣氣動(dòng)噪聲。

二、 減振降噪的措施方法

對(duì)于列車的振動(dòng)和噪聲源的控制和削減上，不僅涉及到聲學(xué)設(shè)計(jì)的學(xué)術(shù)問(wèn)題，同時(shí)，和列車的輪軌之間的摩擦、列車行駛線路的質(zhì)量、列車材質(zhì)的選擇、動(dòng)力設(shè)備的安裝使用、氣密性研究、轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)等設(shè)施技術(shù)相互關(guān)聯(lián)，其中也會(huì)涉及到空氣力學(xué)、流體力學(xué)、理論力學(xué)等相關(guān)學(xué)術(shù)技術(shù)知識(shí)，以及一些新興的技術(shù)，包括能量分析、隨機(jī)信號(hào)分析等。相比國(guó)內(nèi)的地鐵列車減振降噪的技術(shù)而言，國(guó)外在地鐵列車的相關(guān)技術(shù)上的要求更加完善，比如會(huì)使用新的材料和結(jié)果對(duì)列車進(jìn)行減振降噪，并且在列車密封性的設(shè)計(jì)上取得了不錯(cuò)的成效，我國(guó)在鐵路列車技術(shù)方面還不太完善，但是政府等相關(guān)技術(shù)人員也在不斷探索和發(fā)掘新的方法。

（一） 對(duì)于地鐵列車的減振降噪

目前，地鐵列車的振動(dòng)和噪聲源等相關(guān)問(wèn)題受到了國(guó)家以及很多學(xué)者和技術(shù)人員的關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生噪聲的原因是由于車體結(jié)構(gòu)傳入到車廂內(nèi)部，隨著列車行駛速度的提升，輻射噪聲受到氣動(dòng)噪聲以及集電系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲的影響，出現(xiàn)大幅度的增長(zhǎng)。在地鐵列車提高速度行駛后，與空氣間摩擦產(chǎn)生的噪聲成為主要的噪聲污染源，如果對(duì)于空氣噪聲的污染不能合理的控制和削弱，地鐵列車產(chǎn)生的噪聲污染也不會(huì)得到減輕。當(dāng)列車高速行駛時(shí)，實(shí)驗(yàn)是無(wú)法對(duì)于噪聲聲源的產(chǎn)生進(jìn)行分析和捕捉的，這些所謂的隨機(jī)噪聲更需要利用合理的方法和設(shè)備進(jìn)行收集和處理[2]。

（二） 對(duì)于軌道減振降噪

對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)看來(lái)，對(duì)于地鐵列車的減振降噪主要措施是在軌枕和鐵路軌道之間加裝隔振設(shè)備。在圖一中，工人在加裝隔振設(shè)備，在保護(hù)軌枕的同時(shí)，又可以做到軌道減振降噪的效果。同時(shí)，為了更好的削減列車線路中噪聲的輻射，可以在安裝鐵路阻尼設(shè)備、減振的扣件以及新的阻尼材料。減振扣件不僅可以對(duì)噪聲進(jìn)行直接削減，還可以對(duì)鐵軌表面產(chǎn)生的噪聲輻射進(jìn)行削減。對(duì)列車車輪進(jìn)行阻尼處理可以更好的控制和削減車輪噪聲的產(chǎn)生，在實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)實(shí)實(shí)踐的過(guò)程中，技術(shù)人員利用不同的輪對(duì)阻尼設(shè)備，有效的削減了車輪與軌道產(chǎn)生的噪聲輻射。在地鐵列車的研發(fā)工程中，更多采用形式單一的減振降噪方式和措施，如果可以在初期對(duì)于鐵軌和列車的設(shè)計(jì)上多關(guān)注噪聲的控制和減少，對(duì)于之后的產(chǎn)生的問(wèn)題以及費(fèi)用成本都會(huì)很大程度上減少。

三、 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于地鐵列車的振動(dòng)和噪聲源的分析需要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行全面的分析考慮，將技術(shù)與學(xué)術(shù)相結(jié)合，同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)于噪聲源、聲學(xué)、減振降噪等技術(shù)方面的了解和深入的探究，在初期階段可以將地鐵列車所產(chǎn)生的噪聲污染有所控制和削減，從而也能為相關(guān)的設(shè)施設(shè)備減少成本費(fèi)用。對(duì)于減振降噪的最好方法是在初期階段從噪聲產(chǎn)生的源頭進(jìn)行削減，政府部門也應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于地鐵列車減振降噪等技術(shù)出臺(tái)相關(guān)的法律法規(guī)，一同減少噪聲污染的傳播和破壞。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 吳剛. 地鐵列車振動(dòng)和噪聲源分析及減振降噪措施[J]. 科技與創(chuàng)新， 2014（5）：28-29.

[4] 王宇. 地鐵車站振動(dòng)與噪聲分析及減振降噪措施研究[C]// 2014鐵路暖通年會(huì). 0.

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（作者單位：蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司）