动力分散式内燃动车组的降噪材料研究

动力分散式内燃动车组的降噪材料研究 作者：李海涛 梁玉民 刘健雄

来源：《中国科技纵横》2012年第23期

摘要：内燃动车组车内噪声与温度控制是评定车辆舒适度的一个重要因素，动力包部分产生的噪声是动力分散内燃动车组噪声的主要来源，本论文通过对车内噪音的产生进行分析并提出降噪措施，结合车辆防寒材的安装方法与工艺，对车辆安装使用的新材料与新工艺应用进行研究，达到整个车辆内部特别是动力包部分隔音降噪隔热的要求。

关键词：动力分散式内燃动车组 动力包 隔音降噪 隔热

随着铁路事业的高速发展，轨道车辆已成为人们出行不可或缺的交通工具，内燃动车组作为一种现代化轨道交通工具，在交通运输中发挥着巨大的作用，然而轨道交通车辆在运行过程中不可避免地会产生噪声，车辆内部的噪声会直接影响着乘客乘坐的舒适性，噪声达到一定的强度会对工作人员、乘客等造成损害；动力包运转会产生大量的热量，车外车内温度差会造成车内外的热传递，如果不能采取有效措施，增加车内空调采暖系统的压力。本论文主要阐述了动力分散式内燃动车组的噪声与隔热处理特别是动力包处与客室地板之间的一种隔声降噪隔热措施的研究。

1、动力分散内燃动车组介绍

动力分散式内燃动车组DMU（Diesel Multiple-Unit）是由柴油引擎驱动的动力分散式铁路车辆，采用独立的柴油内燃机作为驱动机或者发电机，是区别电气型动力分散型动车组的主要特征。其主要特点如下：（1）低成本。相对于电气化机车，它不需要电气化线路、接触网、电力所的建设与维修，使其具有低建设费、低维修费、低电力费的特点。（2）高载客量。内燃机在车底布置，不需要专门的牵引机车，司机室占用空间小，客容量大。（3）运行要求低。因其独立的驱动系统，使其可以在非电气化路线运行，并可与电力机车混跑。（4）编组灵活。可以一辆动车单独运行，多辆动车拖车混合编组等形式。另外由于不需单独配置牵引机车，此种动车组还有容易编制运营计划等多种特点，因此在我国的支线铁路、城际铁路、非电化区和电化区混跑的线路有很好的应用前景在国际类似轨道交通线路上也有很大的市场潜力。

2、内燃动车组噪声分析

（1）轮轨噪声。钢轨与轮轨之间相互作用而产生的声响。轮轨噪声有3种主要类型：摩擦噪声、撞击噪声和轰鸣噪声（或滚动噪声），每一种均由相对应的机械结构所产生。（2）牵引动力系统噪声。牵引系统设备运转所产生的噪声，包括动力包柴油机运行噪声、牵引电机及其冷却系统、齿轮箱的噪声以及空气压缩机运行噪声，它是轨道交通主要的噪声。（3）辅助设备噪声。主要是指空调机组等辅助设备运转噪声，机组在运行过程中产生振动以及通风系

统气流不稳定产生的空气动力噪声。此外列车上各个突出和凹入的部分，在空气中高速移动时，压力空气在非恒定的气流中发生变化，从而产生的空气动力噪声以及各种外部噪声等。

3、车辆的降噪与隔热措施

由于车辆的热传递和噪声类似都是通过车体进行，因此车辆的隔热与隔音措施在设计时进行有机结合，使两种措施相辅相成，既保证所需效果，对成本也有所控制。

（1）对于轮轨噪声可通过采用改进车轮材质降低轮轨间动态作用力及振动水平，降低车辆的结构辐射噪声。采用刚度大、阻尼系数高的钢轨垫片、增加钢轨阻尼、增加钢轨吸振器、埋入式钢轨及钢轨截面形状优化（如矮钢轨、窄轨脚）等措施降低钢轨振动水平，降低钢轨辐射噪声。通过减小轮轨接触面的粗糙度来降低轮轨轰鸣噪声。

（2）对于空调机组噪声，可将机组安装在减震座上，在车内空调部位平顶板处粘贴隔音减震材料等降低此类噪声的影响。

（3）对于空气动力噪声，采用流体力学机械设计，应用风动模拟实验，采用流线型车体设计，减少气流产生的各种噪声。

（4）车辆通过全车加装防寒材来增加车辆的隔热保温效果，如图1所示，车顶与侧墙防寒材用防寒压板固定，车窗、车门四周加塞防寒材，保证结实，严密。防寒材为用阻燃塑料布包裹严密的聚酯纤维棉，外表面粘贴铝箔，聚酯纤维棉的导热率为≤0.034W/m°C，氧指数：40.7A级，降噪系数：NRC=0.76，起到了良好的保温降噪作用。

（5）车体内部设计时，在车顶、侧墙、底架相应位置喷涂1-4mm厚阻尼浆，减少车体震动以及从车体传入车内的噪声；在地板结构上面采用浮筑地板结构来有效的控制传递到车内结构噪声，同时根据结构噪声的特性，采用有效的隔音吸音材料来增大噪声传播的阻尼；车门采用电动双开塞拉门，此种塞拉门具有良好的密封性，车门隔音量1000-5000Hz时≥32dBA（平均），隔热性能K

4、底架处的降噪隔热措施

由分析得知，车内噪声主要来源与车下，尤其是动车组的动车动力包处，因此地板处的降噪隔热措施就显得尤为重要，地板安装采用橡胶堆组成作为弹性支撑，上安装垫梁后安装铝蜂窝地板。动力包运行会产生严重的噪声与大量的热量，此处的隔热与隔音降噪措施同时设计，使用新材料与新工艺，使两者有机结合，两种措施相辅相成，达到需要效果。

如图2，3所示地板处隔热降噪主要采用如下方案：

（1）使用1mmVNVinaflex隔声垫，这款材料能有效的将车底各种噪声隔绝，产品性能实验其隔声量达21.5dB，另外它也是防火达到S4标准的隔声材料。

（2）在地板与Vinaflex之间用2mm的三聚氰胺，可以使Vinaflex发挥更好的性能。

（3）地板支撑之间填充CARBONWOOL聚酯纤维，除了保温之外还可以起到吸声的作用。

（4）为进一步降噪，在地板处使用25mmArmasound240，这样的结构能进一步提高隔声量。

（5）对于个别空腔位置，无法填充防寒材料，可采用CP620膨胀型防火泡沫以解决漏声现象，其隔声量（DIN4109）可达59dB，且具有良好的保温性能。

通过对车体与车内布置各部件的降噪隔热研究，采用新技术、新工艺、新设备、新材料进行统筹设计。上述车体的隔热隔声解决方法，在理论方面和实验中都能满足了客室内部保温与降噪要求，此种方案在我公司孟加拉内燃动车组项目生产过程中进行实际应用，经实测列车以50km/h正常运行时，车内中心离地板高1.5m处的噪声≤75dB（A），并具有良好的隔热保温效果，满足客户采购要求。

参考文献

[1]马大猷.噪声与振动控制工程手册[M].北京：机械工业出版社，2002.

[2]ISO3381，轨道机车车辆内部噪声的测量[S].

[3]刘英杰，卢贤丰，刘世华.城市地铁噪声分析与控制[J].噪声与振动控制，2005（11）.

[4]韩增盛，马松花.城市轨道交通车辆噪声产生的原因与降低措施[J].铁道运营技术，2008（02）.