《城市軌道交通車輛》 課件 項(xiàng)目八 噪聲及其防護(hù)2

項(xiàng)目二、控制與降低噪聲的措施

模塊十一、噪聲及其防護(hù)

二、控制與降低噪聲的措施隨著現(xiàn)代工業(yè)迅速的發(fā)展，噪聲已成為污染環(huán)境的公害之一。噪聲對(duì)環(huán)境的污染和其他環(huán)境污染不同，聲源在空氣中發(fā)射的彈性波，對(duì)人的干擾是局部的，它在環(huán)境中不積累、不持久、也不遠(yuǎn)距離傳輸，而且當(dāng)聲源停止發(fā)聲后，噪聲立即消失，只有當(dāng)聲源、聲音傳播途徑和聽者三者都同時(shí)存在，才對(duì)聽者形成干擾。因此控制噪聲必須從聲源、傳播途徑和接受者三個(gè)方面去考慮，既要對(duì)這三部分分別進(jìn)行研究，又必須把這三部分作為一個(gè)整體，綜合來(lái)進(jìn)行考慮。噪聲控制系統(tǒng)既要滿足降噪量的要求，又要符合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的合理性。

二、控制與降低噪聲的措施

(一)降低聲源噪聲從聲源上根治噪聲，是一種最積極、最徹底的措施，具體可以考慮采用以下幾方面的措施：1、降低車輪和鋼軌表面的粗糙度，對(duì)鋼軌和車輪表面進(jìn)行磨削和鏇修，提高其表面光潔度，保持平滑完好狀態(tài)，是降低滾動(dòng)噪聲行之有效措施，可降低列車輻射噪聲約3~6dB（A）。2、采用焊接的長(zhǎng)鋼軌，把鋼軌焊接起來(lái)，可減少車輪對(duì)鋼軌接縫處沖擊次數(shù)，列車輻射噪聲降低6dB（A）～8dB（A）。

(一)降低聲源噪聲

3、選擇具有抑制“卡滯―滑動(dòng)效應(yīng)”的鋼軌材料，降低摩擦噪聲。由實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究表明，如果曲線區(qū)段的鋼軌采用特制的具有摩擦剩磁效應(yīng)和滑動(dòng)性的低合金鋼，可使曲線運(yùn)行輪軌之間產(chǎn)生摩擦噪聲的軌道與車輪運(yùn)行方向之間的臨界傾斜角可增大至0.4°～0.5°。也就是說(shuō)，在不改變轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)前提下，通過(guò)更改鋼軌用鋼，可降低車輛過(guò)曲線時(shí)的噪聲，增大軌道與車輪運(yùn)行方向之間的臨界傾斜角，使得轉(zhuǎn)向架過(guò)曲線時(shí)不產(chǎn)生噪聲的最小曲線半徑減小。

(一)降低聲源噪聲

4、采用盤式制動(dòng)方式代替閘瓦制動(dòng)，改善踏面狀態(tài)，不僅可以減少閘瓦對(duì)車輪的磨耗，而且還可以避免制動(dòng)時(shí)的尖叫聲，可降低輪軌噪聲達(dá)8dB（A）。另外針對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)中懸掛連接和支座中使用的許多銷套，加裝彈性橡膠元件，可降低由于銷套與銷軸之間的間隙在運(yùn)行中相互撞擊而產(chǎn)生的噪聲。

(一)降低聲源噪聲

5、采用性能良好的車輛輔助系統(tǒng)（空調(diào)裝置、空壓機(jī)等），減少聲源輻射的噪聲。例如，對(duì)空調(diào)裝置中的壓縮機(jī)，采用性能先進(jìn)的渦旋式壓縮機(jī)，其運(yùn)動(dòng)部件少、振動(dòng)小、噪聲低，而且可靠性高，使用壽命長(zhǎng)。

(一)降低聲源噪聲

6、采用彈性鋼軌的緊固件來(lái)降低噪聲采用在鋼軌墊板與軌枕之間裝設(shè)彈性材料墊板，來(lái)減少噪聲的傳播。另一種更為有效的措施，裝設(shè)彈性的“浮置板面”的軌道路基，即在鋼軌與混凝土軌道基板面之間設(shè)置一層彈性墊板，該結(jié)構(gòu)削減被傳遞到隧道墻壁的噪聲10～20dB（A），但不利因素是涉及費(fèi)用問題，可能要增大隧道的尺寸。另外還可采用防振鋼軌來(lái)降低噪聲的措施。例如，日本新干線上采用的防振鋼軌就是用橡膠從鋼軌頭部以下將整個(gè)鋼軌腰部包覆直至軌底的上表面，使橡膠件與鋼軌組成一個(gè)整體，在高架橋上采用這種防振鋼軌，可降低噪聲約10dB（A）。

(一)降低聲源噪聲

7、降低地下鐵道的地面承載噪聲可采用在軌道和路基面之間鋪設(shè)碎石構(gòu)成的道床，衰減從鋼軌向路基傳遞的振動(dòng)和噪聲，同時(shí)還可以降低車內(nèi)噪聲級(jí)，但是采用這種道床要求有較大的隧道直徑。

(一)降低聲源噪聲

8、在車輪上裝設(shè)諧振消聲器降低輪軌噪聲如果我們?cè)谳嗇y或輻板上裝設(shè)一種具有減振阻尼特性的扇形盤式板或環(huán)形板，即所謂諧振消聲器，使之與車輪的主頻率相一致。當(dāng)車輪受到激擾，發(fā)生振動(dòng)而輻射噪聲時(shí)，扇形板或環(huán)形板發(fā)生共振，板上的阻尼材料將振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換為熱能，達(dá)到衰減車輪輻射噪聲。

環(huán)形疊板消聲器

(一)降低聲源噪聲

9、橡膠彈性車輪降低輪軌噪聲

在車輪的輪輞與輻板之間加設(shè)彈性元件——橡膠墊，使二者之間金屬脫離直接接觸，使車輪在空間三維方向的彈性與全鋼整體車輪相比，較為柔軟，利用橡膠元件把輪輞和輻板的振動(dòng)轉(zhuǎn)化為熱能，吸收和衰減一部分噪聲。試驗(yàn)表明：采用彈性車輪可降低噪聲達(dá)10～20dB（A）。

(一)降低聲源噪聲

10、在軌道車輛轉(zhuǎn)向架上采用橡膠輪胎降低輪軌噪聲獨(dú)軌車轉(zhuǎn)向架的走行輪、導(dǎo)向輪和均衡輪，均采用橡膠輪胎，可降低噪聲。

(一)降低聲源噪聲

11、改進(jìn)轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)，提高轉(zhuǎn)向架性能，降低轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)元件的輻射噪聲在城市軌道車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向架和非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架中，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架或搖枕均采用空腹的承載結(jié)構(gòu)，彼此之間均采用橡膠連結(jié)元件或空氣彈簧懸掛，并安裝具有適當(dāng)阻尼的油壓減振器。這種結(jié)構(gòu)能夠起著降低車體的沉浮自振頻率，減輕車體的橫向和垂向振動(dòng)，將各個(gè)聲源相互隔離和衰減聲源噪聲的效果，同時(shí)也避免了二次激勵(lì)振動(dòng)的發(fā)生。另外，選用直線電機(jī)系統(tǒng)、徑向轉(zhuǎn)向架、輕量化車體結(jié)構(gòu)等更先進(jìn)技術(shù)，從根本上改善輪軌接觸條件，減少噪聲源，降低輪軌噪聲的產(chǎn)生。

(二)降低傳播途徑上的噪聲

1、在車體向下延伸部分裝設(shè)車裙，可起到阻擋牽引系統(tǒng)噪聲由底架向外輻射的作用。車裙在與車下吸聲裝置相結(jié)合后能使混凝土高架鐵路上的牽引系統(tǒng)噪聲降低5dB（A）。使用車裙和車下吸聲裝置可使對(duì)聲屏障的需要減少到一半，故在經(jīng)濟(jì)上是有效益的。

(二)降低傳播途徑上的噪聲

2、在轉(zhuǎn)向架兩側(cè)面設(shè)置隔音罩和在線路兩側(cè)設(shè)隔音墻，對(duì)于滾動(dòng)和制動(dòng)噪聲以及次級(jí)噪聲的降低與衰減均有明顯的效果，能有效地降低列車輻射噪聲對(duì)周圍地區(qū)的影響，噪聲可降低約1～4dB（A）。然而采用這一類聲防護(hù)方法不僅投資費(fèi)用高且對(duì)車輛的維修造成妨礙和困難，在萬(wàn)不得已時(shí)才予以采用。

(二)降低傳播途徑上的噪聲

3、在高架軌道側(cè)面設(shè)置高度較低的聲屏障，能有效地降低列車輻射噪聲對(duì)周圍地區(qū)的傳播。

4、站臺(tái)對(duì)列車輻射噪聲的衰減作用采用220mm高的倒L形聲屏障站臺(tái)，經(jīng)測(cè)試，當(dāng)列車速度在50km／h～100km／h時(shí)，與無(wú)站臺(tái)相比，輻射噪聲平均可降低3dB（A）～4dB（A）。

(二)降低傳播途徑上的噪聲

5、提高車體的隔聲性能，降低噪聲向車內(nèi)輻射和傳遞在車體鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)表面涂以防振阻尼層（如石棉瀝青漿）后，鋼結(jié)構(gòu)的聲頻振動(dòng)轉(zhuǎn)化為熱能消散，從而減少聲波的輻射和聲波振動(dòng)的傳遞。涂敷阻尼材料后，改變了鋼板的自振頻率，避免噪聲主頻率與鋼板自振頻率一致時(shí)引起共振，提高了鋼板的隔聲性能，隔聲量可達(dá)2dB（A）～3dB（A）。

車體的隔墻采用雙層墻結(jié)構(gòu)來(lái)代替單層墻，是提高隔聲性能減少車內(nèi)噪聲的重要措施。單層墻的隔聲量與材料的質(zhì)量、阻尼和頻率有關(guān)，雙層墻中間有一層起緩沖作用的空氣層，隔聲量可增加4dB（A）～5dB（A）。

(二)降低傳播途徑上的噪聲

6、提高車窗的隔聲性能，降低噪聲向車內(nèi)輻射和傳遞在車窗的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，采用固定式并帶有空氣層的雙層玻璃車窗，可明顯提高隔聲性能。

(二)降低傳播途徑上的噪聲

7、在單元式空調(diào)機(jī)組安裝座下設(shè)置減振橡膠墊以及在通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)道中使用吸聲材料和消聲器，降低噪聲的輻射和傳遞。

8、車輛內(nèi)部進(jìn)行吸聲處理，降低噪聲的輻射和傳遞在車廂出入口的圍壁，隔墻，頂棚等處都要用吸聲材料加以處理，以達(dá)到降低噪聲