现代有轨电车降噪技术

针对燃料电池系统冷却装置运行噪声过高的问题，委托北京科英精益技术有限公司设计了6种吸声降噪处理方案，同时由西南交通大学对安装吸声控噪措施前后的冷却装置地面工作情况下的噪声控制效果进行了测试，通过测试结果对比来评价分析其降噪效果。

1.测试工况

冷却单元噪声监测测试，共包括11组测试工况：

①参考工况（双机运转）；

②单机工况（单机运转）；

③在基准工况下去除风机栅格：调查风机栅格影响；

④在风机内腔侧板和边板处贴降噪材料1，其材料组成如图6-69所示；

⑤在风机内腔底板处贴降噪材料1，其材料组成如图6-69所示；

⑥在风机内腔侧板、边板和底板处贴降噪材料1，其材料组成如图6-69所示；

⑦侧板、边板和底板处贴降噪材料2，其材料组成如图6-70所示；

图6-69 降噪材料1材料组成

图6-70 降噪材料2材料组成

⑧侧板、边板和底板处贴降噪材料3，其材料组成如图6-71所示；

⑨侧板、边板和底板处贴降噪材料4，其材料组成如图6-72所示；

图6-71 降噪材料3材料组成

图6-72 降噪材料4材料组成

⑪侧板、边板和底板处贴降噪材料5，其材料组成如图6-73所示；

⑫侧板、边板和底板处贴降噪材料6，其材料组成如图6-74所示；

图6-73 降噪材料5材料组成

图6-74 降噪材料6材料组成

2.试验方法

冷却单元的车外噪声测试参考GB/T 5111—2011《声学—铁路机车车辆辐射噪声测量》和ISO 3095—2013《Acoustics-Railway applications-Measurement of noise emitted by railbound vehicles》的相关要求执行。

利用声学和加速度传感器，如图6-75和图6-76所示，在冷却单元风机运行条件下，测试噪声，匀速运行条件下每个测点测试时间为120s，加减速运行条件下每个测点测试时间为80s，数据分析频率范围为20Hz～20kHz。

图6-75 冷却单元噪声测试示意图

图6-76 车内噪声测试现场图

3.降噪材料粘贴位置对噪声的影响

为了分析降噪材料粘贴位置对冷却单元噪声的影响，试验将降噪材料分为三组不同的粘贴方案。方案一将降噪材料贴至侧板和边板处；方案二将降噪材料贴至底板处；方案三将降噪材料贴至侧板、边板和底板处。测量并对比三组方案和参考工况的振动和噪声值，分析降噪材料粘贴位置的影响。

（1）A计权噪声总声压级 三组粘贴方案与参考工况的A计权噪声总声压级对比如图6-77至图6-79所示。

图6-77 测点1的A计权声压级

图6-78 测点2的A计权声压级(www.xing528.com)

由图可知，测点1测量的A计权声压值下降明显，其中下降最多的处理方式是在侧板、边板和底板均贴上降噪材料。测点2和测点3测量的A计权声压值有所下降，但下降幅度不大。

（2）振动加速度 三组粘贴方案与参考工况的振动加速度对比如图6-80至图6-82所示。

图6-79 测点3的A计权声压级

图6-80 测点4的振动加速度

图6-81 测点5的振动加速度

图6-82 测点6的振动加速度

由图可知，不同粘贴方案均使测点1、2、3的振动加速度降低。但单独贴底板时，测点1、2、3的振动加速度变化不大，在某些转速甚至会增大振动加速度；对于其余两个粘贴方案之间振动加速度相差不大，且均比参考工况的小，说明在底板贴降噪材料对降低振动加速度作用不大。

图6-83 测点1的A计权声压级

4.不同降噪材料降噪效果比较分析

为了研究不同材料对冷却单元噪声的影响，试验对6种不同降噪材料的降噪效果进行了测试，通过测量使用不同降噪材料时的振动和噪声值，分析哪种材料的降噪效果最优。

（1）A计权噪声总声压级 不同材料方案下的工况和参考工况的A计权噪声总声压级如图6-83至图6-85所示。

图6-84 测点2的A计权声压级

图6-85 测点3的A计权声压级

由图可知，对于在测点1测量的A计权声压级，降噪效果比较好的依次为材料6、材料4、材料5；对于在测点2测量的A计权声压级，6种降噪材料的降噪效果相差不大；对于在测点3测量的A计权声压级，降噪效果比较好的依次为材料6、材料5、材料4。

（2）振动加速度 不同材料方案下的工况和参考工况的振动加速度如图6-86至图6-88所示。

由图可知，降噪块能降低测点4、5、6的振动加速度。对于在测点4测量的振动加速度，减振效果比较好的依次为材料6、材料4、材料5；对于在测点5测量的振动加速度，减振效果比较好的依次为材料4、材料6、材料1；对于在测点6测量的振动加速度，减振效果比较好的依次为材料6、材料4、材料1。

图6-86 测点4的振动加速度

图6-87 测点5的振动加速度

图6-88 测点6的振动加速度

5.初步结论

针对燃料电池混合动力低地板车冷却单元的吸声降噪措施，测量冷却单元运行的噪声特性，分析不同因素对噪声的影响，主要结论如下：

①随着转速的增大，A计权噪声总声压级、线性计权噪声总声压级、振动加速度均增大，增长趋势为非线性增长。

②风机个数影响噪声的声压级，单个风机运行比两个风机运行时A计权声压级小2～3dBA，线性计权声压级约小0.1dB，振动加速度则有增大有减小。

③栅格对噪声的影响不大。去掉栅格会降低垂向振动加速度约0.5m/s²。

④降噪材料的粘贴方式对噪声有影响，其中，底板处贴降噪材料对减振降噪的影响不大。

⑤降噪效果最好的材料为降噪材料6，即冷却单元箱体板、5mm丁腈橡胶阻尼贴片和10mm蜜胺轻质降噪材料（覆铝箔），其中降噪效果如表6-24所示。

表6-24 降噪材料6降噪效果表