汪科成+何文輝

中圖分類號(hào)：G283 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）03-0122-01

前言

隨著動(dòng)車組技術(shù)的發(fā)展，旅客舒適度已成為動(dòng)車組性能提升的主要方向，其中客室噪音作為舒適度的重要指標(biāo)，一直是動(dòng)車組技術(shù)研究的熱點(diǎn)。

1、研究提出的背景和意義

頂置空調(diào)是目前動(dòng)車組普遍應(yīng)用的空調(diào)布置方式，采用頂置空調(diào)的高速動(dòng)車組，因空調(diào)與客室距離較近而且沒有鋼結(jié)構(gòu)隔離，空調(diào)運(yùn)行噪聲容易傳進(jìn)客室，旅客乘坐舒適性會(huì)受到較大影響，研制高效率的消音風(fēng)道是解決空調(diào)噪聲的重要途徑，也是提高整車舒適性的一個(gè)重要項(xiàng)點(diǎn)，傳統(tǒng)消音風(fēng)道使用普通玻璃絲棉做吸音材，已不能滿足客室噪音新標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此設(shè)計(jì)出安全可靠，效率更高的消音風(fēng)道是一個(gè)亟待解決的問題。

2、消音風(fēng)道設(shè)計(jì)理論

根據(jù)工程的客觀狀況，我們選用的消音設(shè)計(jì)方案采用阻性-擴(kuò)張室復(fù)合消音裝置，該裝置由于聲波在兩端的反射，這種消聲器的消聲量比兩個(gè)單獨(dú)的消聲器的消聲量相加要大。敷有吸聲層的擴(kuò)張室，其消聲量（傳遞損失）可用下式理論計(jì)算：

式中，為粗管中吸聲材料單位長度的聲衰減（dB/m），這里忽略了端點(diǎn)的反射；為擴(kuò)張比，這里忽略了吸聲材料所占據(jù)面積，而且吸聲材料的厚度遠(yuǎn)小于通過它的聲波之波長；為波長；為粗管長度（m）；，為的雙曲余弦、正弦函數(shù)。

在實(shí)際應(yīng)用中，阻抗復(fù)合消聲器的傳遞損失是通過實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量確定。

3、消音風(fēng)道設(shè)計(jì)方案

消音風(fēng)道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：消音風(fēng)道采用阻性-擴(kuò)張室復(fù)合消音裝置，在風(fēng)道腔內(nèi)交叉設(shè)置消音立柱，立柱上覆蓋吸音材，為防止吸音材被氣流吹起脫落，吸音材表面由無紡布覆蓋，立柱整體厚度為40mm，長度大概在500mm左右，整個(gè)消音風(fēng)道設(shè)置7個(gè)消音立柱，保證氣流在風(fēng)道內(nèi)與吸音材的接觸面積，促使聲波在風(fēng)道內(nèi)更充分被吸收，風(fēng)道體內(nèi)表面也覆蓋10mm的吸音材，風(fēng)道外部粘貼10mm厚的防寒材，消音區(qū)域長達(dá)1200mm，且在此范圍內(nèi)不設(shè)任何送風(fēng)口。該結(jié)構(gòu)可使空氣流進(jìn)入風(fēng)道后，聲波經(jīng)過消音立柱時(shí)獲得充分的反射和吸收。同時(shí)氣流進(jìn)入消音風(fēng)道后，風(fēng)腔面積顯著增大，形成擴(kuò)張室，氣流速度降低，聲音得到一定程度的衰減，消音風(fēng)道結(jié)構(gòu)及氣流組織示意見附圖1。

消音風(fēng)道材料選用：傳統(tǒng)消音風(fēng)道采用玻璃絲棉作為吸聲材料，本風(fēng)道采用吸音系數(shù)更高的3D織物吸音棉，吸聲系數(shù)及效果有較大提升（吸音系數(shù)對(duì)比見表1）。

4、消音風(fēng)道性能試驗(yàn)

將消音風(fēng)道連接在機(jī)組上，將機(jī)組風(fēng)機(jī)打開，在消音風(fēng)道出口用手持噪音儀測(cè)量噪聲值，測(cè)量完畢后撤掉消音風(fēng)道，在相同位置再測(cè)一遍噪聲值（測(cè)試方法見附圖2）。

具體步驟為：在距離消音風(fēng)道口0.5m距離處，位于風(fēng)道出風(fēng)口垂直距離的正中，取如附圖3所示的三個(gè)點(diǎn)測(cè)量噪聲值。

拆掉消音風(fēng)道，在步驟二相同位置三個(gè)點(diǎn)再測(cè)一遍噪聲值。

測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表2所示：

從試驗(yàn)結(jié)果分析，該消音風(fēng)道的消音值與傳統(tǒng)消音風(fēng)道的8dB相比消音效果提升明顯，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5、結(jié)論

以上是對(duì)消音風(fēng)道結(jié)構(gòu)和材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果，相對(duì)于傳統(tǒng)消音風(fēng)道效率有一定的提升，風(fēng)道體積適中，重量在可控范圍內(nèi)，無環(huán)境危害，工程化程度簡單，可以推廣到多種車型上使用，總體上來說較為成功，但是也存在改進(jìn)空間。

以后將在開發(fā)新材料，優(yōu)化新結(jié)構(gòu)方向進(jìn)一步努力，將消音風(fēng)道的消音性能再提升一個(gè)臺(tái)階，對(duì)整車旅客舒適度提升做更大貢獻(xiàn)。