李超 中車長春軌道客車股份有限公司

噪聲是影響乘客舒適性的重要因素之一。城鐵車輛的噪聲主要包括輪軌噪聲、空調(diào)系統(tǒng)噪聲、車門系統(tǒng)噪聲、空氣傳聲路徑噪聲等。對于空調(diào)系統(tǒng)而言，噪聲主要有空調(diào)機組的氣動噪聲、機械噪聲；空調(diào)系統(tǒng)風道氣動噪聲以及司機室送風單元氣動噪聲和機械噪聲?？照{(diào)系統(tǒng)運行產(chǎn)生的噪聲主要會沿著風道經(jīng)送風格柵傳入客室內(nèi)。降低空調(diào)系統(tǒng)噪聲對乘客舒適性的影響至關(guān)重要?？照{(diào)系統(tǒng)的降噪主要是控制噪聲源以及在主要傳播路徑上采取降噪措施。

一、空調(diào)系統(tǒng)噪聲分析

（一）氣動噪聲

1.風機氣動噪聲。城鐵車輛空調(diào)機組的冷凝風機多采用軸流風機，風機噪聲主要是由葉片上紊流而引起的氣流噪聲以及相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)噪聲；送風機多采用離心式風機，離心式風機由于葉輪出口的尾跡氣流與蝸殼存在著強烈的非定常干涉，使得離心風機蝸殼為風機的主要噪聲源。司機室新風單元內(nèi)風機也有同樣噪聲產(chǎn)生。

2.空調(diào)系統(tǒng)風道氣動噪聲?？照{(diào)機組內(nèi)部空氣通道、司機室單元結(jié)構(gòu)風道、以及客室送風道內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜性及風口大小會引起送風道內(nèi)氣流壓力變化導(dǎo)致噪聲產(chǎn)生。如空調(diào)機組新風門、回風門的風量調(diào)節(jié)，司機室送風口風量調(diào)節(jié)以及送風道為保證客室內(nèi)送風均勻性采用導(dǎo)流板、孔板、特殊車型變截面風道等。

3.壓縮機氣動噪聲。由壓縮機引起氣動噪聲通常包含進氣噪聲、排氣噪聲，此外還有制冷機組冷媒介質(zhì)的循環(huán)產(chǎn)生的管路內(nèi)噪聲。

（二）機械噪聲

1.壓縮機機械噪聲。壓縮機運行時可能由于安裝結(jié)構(gòu)不當?shù)绕渌驎饓嚎s機振動傳給車體鋼結(jié)構(gòu)，其振動噪聲間接傳入客室內(nèi)。

2.風機機械噪聲。冷凝風機與送風機（包括司機室單元風機）機械噪聲是由于風機正常運轉(zhuǎn)過程中振動產(chǎn)生的高頻噪聲。冷凝風機是空調(diào)機組室外機，對客室內(nèi)噪聲影響送風機小，但風機振動同樣有可能傳遞給車體引起二次噪聲。

（三）其他噪聲

送風機及冷凝風機還包括其他噪聲。電磁性噪聲是由于磁場脈動引起電氣部件振動而發(fā)生的噪聲，如風機驅(qū)動電機所引起的低頻噪聲。結(jié)構(gòu)噪聲包括零件變形或葉輪磨損導(dǎo)致整個轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的動不平衡噪聲，長時間使用磨損的軸承與軸摩擦噪聲；由于聯(lián)接松動或裝配精度低而產(chǎn)生的噪聲以及機體某部分共振而產(chǎn)生的噪聲等。

二、空調(diào)系統(tǒng)噪聲控制原理和措施

控制空調(diào)系統(tǒng)噪音，主要是控制壓縮機和風機這兩個主要噪聲源?？刂仆緩接袃煞N：

（一）降低噪聲源的噪聲量。

1.壓縮機噪聲優(yōu)化。由于受城鐵車輛空調(diào)機組空間限制壓縮機多采用臥式渦旋壓縮機，為減小壓縮機噪聲對客室內(nèi)的影響，可合理安排壓縮機安裝位置或增加隔斷避免噪聲從送、回風口傳入風道內(nèi)。同時為避免運行振動帶來的機械噪聲，壓縮機安裝時可采用減震器或空調(diào)機組整體安裝時與車體間增加減震器。

2.風機噪聲優(yōu)化。優(yōu)化冷凝器、蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)和流場，降低風道阻力，降低風機功率。受限于城鐵空調(diào)機組空間要求，合理設(shè)計冷凝器、蒸發(fā)器選材、翅片形式、管徑、制冷劑流路及空氣側(cè)腔體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)相對最大換熱效率最小阻力最大換熱面積，同時可間接降低風機的壓頭和功率，減小氣動和機械噪聲。離心風機的選擇適用風量要求的同時，增加蝸殼寬度、離心風機全壓、效率略下降，靜壓升高；蝸舌的合理設(shè)計也會有效降低離心風機的氣動噪聲。

3.空調(diào)整機噪聲優(yōu)化。合理設(shè)計空調(diào)機組殼體結(jié)構(gòu)，與車體機組安裝座連接增加減振器，避免共振及傳振。機組內(nèi)或是機組下部可粘貼性能優(yōu)良的吸音材降低傳入客室內(nèi)部的噪聲量。

（二）控制噪聲傳播途徑

即送風道設(shè)計優(yōu)化?？照{(diào)機組送風口為下送風時普遍存在風速高，噪聲大，合理的設(shè)計過渡區(qū)域風量分配器結(jié)構(gòu)并內(nèi)置消聲器衰減風機空調(diào)機組內(nèi)噪聲傳遞，消聲器的有效降噪頻率應(yīng)與風道內(nèi)噪聲主要頻率吻合，否則會影響其降噪效果。風道內(nèi)風速過大會導(dǎo)致噪聲量增加，但在低速系統(tǒng)風道中，管道內(nèi)風速的選定已考慮聲學(xué)因素，合理的風道斷界面設(shè)計保證風速符合設(shè)計準則要求送風道內(nèi)風速5m/s～8m/s。為保證客室送風均勻性，風道內(nèi)需設(shè)置導(dǎo)流板及孔板，導(dǎo)致風阻加大噪聲增加。需優(yōu)化導(dǎo)流板形式、孔板的孔大小和開孔率。風道體一般包括兩種材質(zhì)：隔熱復(fù)合非金屬材料和鋁板。隔熱復(fù)合非金屬材料如鋁箔復(fù)合板、Artboard板等材料自身抑制振動產(chǎn)生的噪聲同時具有衰減傳遞噪聲的作用。鋁板風道體需粘貼對中高頻降噪效果比較明顯的吸音輔材，達到降噪效果。

三、結(jié)論

地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)的噪聲主要是：氣動噪聲和機械噪聲。主要來源于空調(diào)機組運行時壓縮機、冷凝風機、送風機及風道結(jié)構(gòu)布置導(dǎo)致的噪聲。為保證乘客舒適性，針對空調(diào)系統(tǒng)噪聲，可根據(jù)控制噪聲源和傳播路徑兩種方式降低噪聲傳入客室內(nèi)。具體方法包括：壓縮機安裝位置、結(jié)構(gòu)合理優(yōu)化，風機選型及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，空調(diào)機組整機結(jié)構(gòu)優(yōu)化及粘貼隔音材；風道內(nèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及粘貼隔音材或選用復(fù)合材料來衰減噪聲量。