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1、电力机车驾驶室噪声分析与控制Noisanalysi and cntol of eectr locomotiecab机电工程学院 热能与动力工程 满飞 31摘要随着现代科技的进步，噪声污染已成为全球三大环境污染问题之一。国内铁路高速、重载带来的列车行驶噪声问题也日趋突显。列车噪声多由牵引机车引起,而机车驾驶室噪声成为影响机车驾驶乘务员身心健康的重要因素。本文通过度析电力机车噪声对乘务员身体、心理的影响，阐明了电力机车噪声控制对乘务员健康、机车行驶安全的重要性。并以X型机车为研究对象,在简介HX型机车整体布置和噪声辨认技术的基本上，对电力机车司机室噪声的来源进行了进一步分析、辨认,并论述了重要设备
2、产生噪声的机理。然后简介了常用的噪声测量仪器，对在H型机车上进行的噪声动态测试成果进行了简要分析,得出了H型机车轮轨、机械间、驾驶室的噪声频率特性。在噪声控制方面,针对分析成果从密封、驾驶室和噪声源的隔声、吸声、消声提出了有效的降噪解决措施和改善建议。最后，在有源控噪方面,结合有源噪声控制技术理论,提出并制定了应用于电力机车驾驶室噪声控制的有源控噪系统方案及设计思路原理框图。核心词:H；驾驶室；噪声；ACAbstraWith heprores of modernscience ad echnology, nise polluionas bcoe ne of the re global nvon
3、mnl pllutnrobems.Broug about y Chnese ailwahigh-spe, heav haul, train ns problems are becomin nceingly rominen. Nose s usualy caue by ractonlcoots and locomtivab nsebcome an ipotant fcor affectin the lcomtvedvers crew ofphsical nd etal ealt.Aalyigthe oif electc locomoti attendntefects of hysicl, met
4、a,his rtcle escribed the oiseconro oelectric lmotive forrewhealth and iportane of oooive nnin safty We researchd HXcooie r th stuy. escibe HXocmtien th basis overal aranemet and oisrecogitiontchnology, electric locoie a ie sure were alyed inept, rogiand w exuned the noismeanm of majo equpmet. Adhen
5、describ cmmo nise masuig itrument， noi n theHX locomotvedynamictes nda bef ansis of e reslts. Tewecome up with Hlocooive cb nise frequencybetween weeland il， mechnca and haacisics Interm of nose cntol， for analyingesul fro sel， abs and noiseouce of sound insulation, sun absopton an efecti noise redu
6、ctn,e gie soutios andsugestonsfo impoeen Finaly， tero actvenose orol,combiingwith ative oise contl tchlogy eor， e posed nd developed to w te locomotve c noie ontro schem and dsigno aive nie cntrol systm rncple diar.Kes: HX;b; nois;A目 录摘要Abtract1 绪论11 课题背景11. 国内外机车驾驶室噪声研究发展概况1.21 国内列车降噪技术的发展21.2.2国外列
7、车降噪技术的发展2 电力机车驾驶室噪声污染及危害分析3 电力机车整机构成及噪声源辨认53.1 电力机车总体布置53 噪声源辨认技术63.2.1噪声源辨认的重要措施3.2 驾驶室噪声源辨认措施的选择9. 机车部分设备噪声源辨认33.1 电气部分9.3. 机械部分10.33 司机室设备13.4重要噪声机理分析103.41 风机空气动力性噪声103.2电机电磁噪声13.4.3变压器电磁噪声11 噪声测试及分析14.1 噪声测量常用仪器12.1声级计124.1.2 频谱分析仪141.3 实时分析仪154.1. 磁带记录仪164.1.声强计74.1. 数据自动采集和信号分析系统18.2 电力机车司机室噪
8、声测试分析184.1隔声量测试分析184.2.2 噪声源测试分析18噪声控制及降噪设计235.1 噪声传播与控制235.11噪声传播31.2 噪声控制措施255. 电力机车驾驶室噪声老式无源控制55.2.1 密封解决25.2.驾驶室隔声、吸声解决65.2.3 声源隔声、隔振、消声解决295.3 电力机车驾驶室噪声有源控制（ANC)315.1 有源噪声控制系统概述3.2 有源噪声控制系统325.33 电力机车驾驶室噪声有源控制3结论与展望36道谢37参照文献381 绪论课题背景从197年到,国内铁路进行了六次提速，最高时速由本来的140km/h提高到0kmh。的第六次提速后，国内铁路客运能力提高
9、18%,并在既有提速干线上同步开行时速20公里的动车组和时速12公里、载重50吨的货运重载列车。本次提速,旅客列车最高时速达到12公里及以上的线路延展里程合计.2万公里，比第五次大提速增长了6000公里。为了适应国内和国际铁路的发展，并与国际铁路原则相统一，国内修订了原国标GBT3450-94铁路机车司机室噪声容许值。表1.为原国标GBT3450-4规定的铁路机车司机室内部稳态噪声的等效持续A声级的容许值。表1.1 GB/3450-94铁路机车司机室噪声容许值车型实验车速km/稳态噪声B()添加间歇噪声后的等效声级 d()客运货运内燃机车9700电力机车9070885蒸汽机车8060590而G
10、BT45-铁道机车和动车组司机室噪声限值及测量措施规定，电力机车司机室内噪声限值78d(）,X型机车技术合同规定，该机车司机室内部噪声限值为75dB（)。随着国内铁路列车速度的不断提高,国内各铁路机车厂在不断研发新型大功率机车来适应高速规定,但机车驾驶室的噪声水平也随之提高。机车在高速行驶时,在车体上部，高速气流引起的空气动力性噪声体现最明显，大概和机车运营速度的6次方成正比；在车体下部，机车与轨道之间的轮轨噪声体现最明显,大概和机车运营速度的23次方成正比。虽然电力机车噪声水平较内燃机车低，但电力机车噪声源较多，噪声种类繁杂,噪声控制亦不易。机车驾驶室的噪声直接影响到机车乘务员的身心健康和行
11、车安全。列车的噪声污染，也是限制列车运营速度提高的一种重要因素。随着国家对噪声污染的注重，国标对噪声的限制规定也越来越严格。表1.2为修订后的铁路机车司机室噪声容许值原则。表12 铁路机车司机室噪声容许值新原则 B线路类型160k/h10m/h00km/h强制容许值强制容许值建议容许值敞开式线路77875半敞开式线路8380如何更有效地控制机车,特别是机车驾驶室内的噪声已经成为机车设计与制造面临的一种复杂而迫切的课题。因此，必须采用构造改善、污染防治等措施来减少机车驾驶室内噪声,为铁路机车乘务人员发明一种良好、舒服的工作环境,使国内铁路更快地迈向高速、重载的时代。2 国内外机车驾驶室噪声研究发
12、展概况2.1国内列车降噪技术的发展上世纪80年代末至0年代初,国内铁路进入迅速发展时期,为了变化国内铁路交通运送落后的局面,15年,铁道部召开了高速铁路研讨会，开始研制高速列车,与此同步设计人员开始考虑客车车内的降噪问题。国内在从英国引进的样车基本上开发的蓝箭号,是国内第一代投入商业运营的动车组,最高运营速度200km/h。在高速度的同步,该车采用了诸多降噪措施。为减少空气动力性噪声,在车体下部安装了封闭裙板；在机车车头前部采用了5m长的流线型构造，以减小列车运营时的空气阻力。目前,国内在机车车辆设计中尚未充足考虑噪声振动问题。国产高速列车在广深线上的实验数据表白，国产高速列车的减振降噪水平与
13、日、德、法等技术先进国家的列车仍存在较大差距。因此，国内高速列车在设计阶段应综合考虑各方面的性能规定,必须将噪声控制作为一种重要研究问题。. 国外列车降噪技术的发展二次大战后来，为了挣脱铁路客运的困境,增强铁路对航空、公路的竞争能力，铁路设计人员开始考虑高速列车的开发。今天，许多国家已经设计建成高效、迅速的高速列车,如日本新干线列车、法国TG高速列车、德国ICE高速列车等。在高速、高效的同步,列车噪声问题也突显出来。因此，为了达到既高速、安全，又保护环境、舒服良好的目的,各国都在列车上采用了某些降噪措施。如日本的新干线列车,通过近0年的发展，在减振降噪方面做了诸多的理论和实验研究,技术较为成熟。目前的N700系列高速列车就采用了许多减振降噪措施：机车前端采用流线型设计；列车上装配有源控振装置；运用积极倾摆装置来减小转弯离心力;机车转向架上安装半积极悬挂装置；车辆间的通过台采用弹性渡板封闭;车体轻量化、低重心化;采用有源减振支撑的无摇枕转向架;车身表面及车底平滑化等。2电力机车驾驶室噪声污染及危害分析机车驾驶室内的噪声是影响机车乘务员身体健康的重要因素之一，也是影响乘务员行车时语言信息传递及其信号交流的不安全因素之一。机车驾驶室为封闭空间
