张志勇，易青慧
中车唐山机车车辆有限公司，河北唐山，064000
【摘要】本文通过对空调系统产生噪声进行分析，经过合理有效设计，满足相关噪音要求，城轨车辆空调系统隔音降噪进行优化
【关键词】城轨车辆；空调系统；隔音降噪
一、引言
城市轨道交通车辆有方便快捷的特点，随着城铁车辆的快速普及，目前乘客对车辆舒适性的要求越来越高，车辆噪声作为影响舒适性的重要因素，受到了广泛重视，地铁车辆的车内噪声与轨道、车辆及隧道等诸多因素有关，空调系统作为噪声的来源之一，有效的对空调系统进行隔音降噪有利于提高顾客舒适性。
二、噪声分析
经调查显示，城轨车辆空调系统噪音主要来源于机组，风道阻力等也占据一定比例，针对风道产生的噪音可以通过粘贴吸音材及合理布置扰流板引导送风走向来进行控制，接下来重点介绍针对空调机组的隔音降噪分析及优化。
三、主零部件的选型设计
通过对以下主要零部件的选型设计进行隔音降噪考虑。
（一）压缩机
可选用直流变频涡旋压缩机，通过直流变频控制，降低振动与噪音，主要特点是：
1)相邻两室的压差小，气体的泄漏量少，可靠性高、噪音低。
2)由于吸气、压缩、排气过程是同时连续地进行，因此转矩变化幅度小、振动小。
3)没有余隙容积，故不存在引起输气系数下降的膨胀过程，振动小。
4)压机内无吸、排气阀，效率高、可靠性高、噪声低。
5)变频启动，无启动冲击引起的振动和噪音。
直流变频压缩机不存在定子旋转磁场对转子的电磁感应作用，克服了交流变频压缩机的电磁噪音与转子损耗，具有比交流变频压缩机效率高与噪音低特点，效率比交流变频压缩机高10%-30%，噪音低5dB(A)-10dB(A)。
（二）风机
送风机、轴流风机选型时，主要通过对比噪音参数、电机精度等要求，选择噪音低、精到高的风机，降低气体噪音、机械噪音、电磁噪音。
通过对风场均匀性、电机电磁噪音、电机振动等方面进行了对比。风机主要参数可参考示例如下：
通风机
防护级别：IP56
绝缘等级：F级
动平衡等级：G4.0
噪音：66dB(A)
功能特点：电机采用交流电机，设有过载保护、过热保护。蜗壳和叶轮均采用不锈钢材质。低噪音、低振动、高可靠性。
冷凝风机
防护级别：IP56
绝缘等级：F级
动平衡等级：G4.0
噪音：74dB(A)
功能特点：电机采用交流电机，设有过载保护、过热保护。低噪音、低振动、高可靠性。
通过高精度、高效率风机设计，与普通风机相比噪音低3dB(A)-5dB(A)。
（三）机组减震器
空调机组选用通用型减震器，阻止空调机组的振动传递，降低振动噪音。
四、结构设计
（一）底板设计
底板尽量采用整体板折弯形式，减少焊接，增加结构强度、降低振动及共振，并在内部设置多组底板加强筋，增加结构强度。
（二）内部零部件固定
1)内部针对压缩机、轴流风机、送风机、电源等主要部件进行加强固定；
2)压缩机采用不锈钢底座铆接在底板加强筋形式，中部增加卡箍，卡箍与压机之间安装橡胶护套，可以降低压缩机的振动和噪音。压缩机安装减震器采用我司定制减震器，经过有限元分析及实际测试，减震效果优于原厂自带减震器。
（三）粘贴吸音隔热材料
在空调机组内壁，粘贴性能优良的吸音降噪材料，可以有效降低车内噪音。
福乐斯吸音隔热材料同比相同厚度的传统吸音产品，可提供约高达2倍的吸音降噪效果。15mm福乐斯吸音隔热材料的性能指标具体如下：
(1) 平均降噪系数NRC： 0.55 《BS EN ISO 354:2003ASTM C 423-01》
(2) 导热系数：0.047 W/m.K
(3) 拉伸强度：190 kPa
(4) 使用温度：-30～+85℃
(5) 防火性能：DIN5510-S4
(6) 环境卫生：不含纤维和粉尘
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下图为该福乐斯吸音隔热材料与其它吸音材料：毛毡、塑料泡沫、玻璃纤维板、吸音海绵、涤纶纤维、硬塑料在0-7000Hz声音频率下的吸音系数对比图。
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五、分析
（一）振动
通过以上选择高精度、低振动特征的风机、压缩机，来避免空调机组自身产生的振动；
通过结构加强、选择高效的空调机组减震器，来避免空调机组与车体不会产生共振；
通过仿真分析验证空调机组结构符合减震设计要求。
（二）噪音
通过择低噪音风机、压缩机，以及通过变频控制，可以降低气体噪音、机械噪音、电磁噪音。
粘贴性能优良的福乐斯吸音降噪材料，可以有效降低车内噪音。
六、结论
对于城轨车辆隔音降噪问问题的研究，通过以上分析，需要在空调系统设计之初对隔音降噪进行重点考虑，通过合理选型和有效设计，满足相关振动与噪音要求，提高城轨车辆舒适性。
参考文献：
［1］ 王翠艳?张耕宁?曹学峰?李彦. 城市轨道交通车辆空调系统噪声试验研究 .石家庄：城市轨道交通研究，2010?13(7)
作者简介：张志勇，男，1986年生，河北唐山人，大学本科。研究领域：轨道车辆。已发表论文1篇；
易青慧，女，1989年生，河北唐山人，大学本科。研究领域：地铁车辆。已发表论文1篇。