赵宇雷 广德强
中车大连机车车辆有限公司，辽宁 大连 116021
摘要 分析目前国内外内燃机车噪声标准的指标要求、测试方法及各自的特点。对内燃机车噪声源、噪声控制方法进行分析并举例说明。依据目前内燃机车噪声的现状和发展水平提出对国内内燃机车噪声标准修订的建议。
关键词：内燃机车；标准；降噪
随着科学技术的进步和环保意识的日渐增强，对噪声的要求愈来愈高。内燃机车的噪声不仅仅影响司乘人员，同时对机车维修人员以及铁路沿线的居民也有影响。机车噪声已成为机车舒适性评定的一个重要标准，过高的噪声会加速司乘人员驾驶疲劳，对行车安全构成极大威胁。有效的控制噪声，不但能够提高内燃机车的耐久性，更能减少操控机车的危险性。
1内燃机车噪声标准分析
1.1标准概述
国内内燃机车噪声控制标准主要依照GB/T3450-2006《铁道机车和动车组司机室噪声限值及测量方法》，该标准为司机室内部噪声限值和测量方法。车外辐射噪声依照GB/T13669-92《铁道机车辐射噪声限值》，测量方法依照GB/T5111《铁路机车车辆辐射噪音测量》。
国外内燃机车噪声标准主要依照UIC 651《机车、动车、动车组和带司机室拖车的司机室布置》，该标准对噪声限值提出要求，对测量方法仅简要说明。
国外噪声测量主要依照EN 3381《铁路应用设施·声学·有轨车辆内的噪声测量》和EN 3095《铁路应用设施·声学·有轨车辆发出的噪声测量》，定性描述噪声测试的原则与方法，详细规定了测试仪器、测试条件与测试程序。其优势是适用性强，使用国家较多，不足之处是没有规定车辆噪声限值参数。
1.2标准分析
GB/T3450-2006中要求司机室内部噪声在机车匀速行驶时等效声级Leq的最大容许限值为78dB。在标准的要求之外，机车的采购技术规范中增加关闭空调时的司机室噪音要求，关闭空调的司机室内部噪声等效声级Leq的最大容许限值为75dB。
UIC 651标准中对噪声限值的要求为司机室内噪声，分为机车运行时的噪声和定置时的噪声，运行噪声：在开放线路司机室内噪声强制值小于等于78dB（A），“期望”值为75dB（A）；定置噪声：车辆静置，辅助设备运转并且车窗关闭时司机室内噪声小于等于68dB（A）。
GB/T13669-92规定：内燃机车时速小于120km/h，机车的辐射噪声不能大于95dB（A），大修机车允差不大于3dB（A）。
国标和UIC标准对司机室内部噪声的限值要求相同，但是国标标准缺少对机车定置时的限值要求。国标有车外辐射噪声限值的要求，UIC标准没有车外辐射噪声限值。
2内燃机车降噪分析
2.1内燃机车噪声源
内燃机车的主要噪声源包括柴油发电机组表面辐射噪声、柴油机的进排气噪声，冷却风扇的进排风噪声，各类风机的进排风噪声，振动激励噪声，电磁噪声，轮轨噪声，空气噪声等。
2.2内燃机车噪声控制方法
内燃机车噪声控制方法可以从噪声传播的三要素，即声源、传播路径和接受者这三个方面进行控制。
2.2.1噪声源头控制：
柴油机噪声是机车噪声最主要的声源，柴油机噪声主要来源是活塞敲击、气门运动、齿轮啮合等机械振动，进气、排气噪声，以及柴发机组的振动。降低柴油机噪声可以从进排气管路设计、隔震器、优化机械结构等，最有效的降低柴油机的噪声的手段是使用排气消声器。
采用低噪音的新型冷却风扇、通风机、空压机和空调等旋转设备，优化风道设计，减小阻力，降低振动及噪声；合理匹配机车悬挂系统，降低轮轨噪声。采用流线型车体设计，利用空气动力学降低空气噪声。
2.2.2噪声传播路径控制：
机车的噪声传播主要是通过空气声和固体声两种途径进行传播。空气声就是噪声源发出，以空气为媒介传播噪声。固体声就是产生的振动通过机车车体向司机室传播，引起司机室振动从而产生噪声
（1）空气传播噪声的控制
采用隔声、吸声相结合来降低司机室噪声，隔声阻断外部辐射声，吸声吸收室内混响声，从而达到降低司机室降噪的目的。隔声材料的隔声性能与其面密度成正比，面密度越大，隔声量越大；吸声材料的主要特点是多孔性、松散性，例如多孔吸声材料，也可以用共振板来吸声。
由于声波的绕射作用，司机室的隔声性能受孔洞和缝隙的影响很大，尤其是高频，因波长比低频短，更容易从小孔透射过去。所以提升司机室的密封性非常重要。司机室隔声墙尽可能的不开孔，必须开孔的结构必需要进行密封处理，有效降低孔洞透声，从而降低司机室内噪声。
（2）固体噪声的控制
内燃机车固体噪声主要是柴油机和其他辅助机组振动传播的噪声。降低固体噪声的有效措施是减小或阻碍传入司机室的振动，在车上旋转部件安装座下面安装减震垫。
利用材料的损耗原理，在司机室钢结构内表面喷涂阻尼浆可以有效的降低司机室的固体噪声，阻尼浆不仅可以减小车体振动降低结构声，还具有良好的隔声性能。
2.2.3机车噪声主动降噪
主动降噪技术，基于声波干涉相消原理，通过作动器（如扬声器、压电堆等）产生与初始噪声反相声波来降噪，低频控制效果好。主要是通过测量进入接受者耳部的环境噪音的波型，通过计算，使用有源声源在接受者耳部产生一个波形相同但相位相反的声波，从而使合成声波的振幅降低，达到降噪的目的。
3噪声控制实例
某型内燃机车要求司机室内噪声小于70dB（A)，定置时车外7.5m的辐射噪声小于75dB（A）。通过对机车统计能量声学分析计算后发现噪声的来源主要有柴油发电机组排气噪声和辐射噪声、风机的进出风风口噪声、百叶窗漏声。
通过增加排气消声器，增加隔声吸声材料进行声学处理，使用低噪声风机，增加消声百叶窗，通风机增加消声器等手段进行治理后，机车噪声基本满足要求。表1为噪声消声量统计
表1 噪声消声量统计
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4总结
内燃机车的降噪技术已经日趋成熟，对噪声的形成，传播路径等已经有了清晰的认识，并且根据内燃机车的特点有针对性的制定了降噪的方法，并取得了良好的效果。从目前内燃机车的实际测量情况看噪声值已经低于限值的要求。同时，按照GB12525《铁路边界噪声限制及其测量方法》的要求：在铁路外侧轨道中线30m处的昼夜噪声不能超过70dB。内燃机车辐射噪声标准限值为25m处95dB，应该进一步降低标准限值以满足城市居民生活质量的需求。
参考文献
[1]程雄,郭立平,秧林.基于TSI体系的轨道交通车辆噪声测量方法研究[J].技术与市场,2014,(10)