導(dǎo)語(yǔ)：內(nèi)燃機(jī)車外場(chǎng)輻射噪聲優(yōu)化設(shè)計(jì)一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1機(jī)車整體布局及聲源分布

機(jī)車整體布置如圖1所示，主要分為上下兩部分：上部由車體和它的附屬設(shè)備組成；下部由位于兩端的轉(zhuǎn)向架和位于中部的燃油箱組成。機(jī)車設(shè)計(jì)采用模塊化將機(jī)車劃分為5個(gè)室；從前到后依次為司機(jī)室、輔助室、電氣室、動(dòng)力室和冷卻室。其中主要設(shè)備聲源有：柴油機(jī)排氣口、冷卻塔、電阻制動(dòng)器、空調(diào)機(jī)和空壓機(jī)等。

2主要聲源特性

在柴油機(jī)滿負(fù)載運(yùn)行，空壓機(jī)、冷卻風(fēng)扇和空調(diào)風(fēng)機(jī)以最大轉(zhuǎn)速運(yùn)行工況下，機(jī)車的主要設(shè)備聲源的總聲功率水平見表1所示。根據(jù)表1所示，在柴油機(jī)滿負(fù)載運(yùn)行時(shí)，由于空壓機(jī)及空調(diào)風(fēng)機(jī)的噪聲水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于另外三個(gè)聲源的水平（相差超過了10dB，根據(jù)聲學(xué)理論，兩個(gè)聲源的噪聲水平相差10dB，則兩個(gè)聲源疊加的結(jié)果為最大聲源的噪聲水平），因此，在計(jì)算機(jī)車外場(chǎng)噪聲水平時(shí)，忽略空壓機(jī)及空調(diào)風(fēng)機(jī)噪聲的影響，只分析柴油機(jī)排氣口、冷卻塔、電阻制動(dòng)器的噪聲水平。由于聲源為聲功率或平均聲壓級(jí)，且整車噪聲測(cè)量的距離為15m（距離較長(zhǎng)），因此聲源可以簡(jiǎn)化都采用單極子聲源進(jìn)行模擬。在柴油機(jī)滿負(fù)載運(yùn)行時(shí)，柴油機(jī)排氣、冷卻塔、電阻制動(dòng)器這三個(gè)主要的噪聲源的聲功率譜如圖2所示。

3外場(chǎng)輻射噪聲分析

參考標(biāo)準(zhǔn)《AS2377-2002聲學(xué)-軌道車輛噪聲的測(cè)量方法》，根據(jù)試驗(yàn)過程中的布點(diǎn)位置進(jìn)行模擬如圖3所示，進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)車外場(chǎng)噪聲仿真。采用LMSVirtual.LabAcoustics軟件，建立機(jī)車外場(chǎng)噪聲仿真模型，用直接邊界元法分析低頻噪聲，射線聲學(xué)法分析高頻噪聲，以求解機(jī)車外場(chǎng)輻射噪聲場(chǎng)分布。聲學(xué)仿真模型如圖4所示。根據(jù)機(jī)車的邊界元模型及射線聲學(xué)的模型，對(duì)機(jī)車的外場(chǎng)輻射噪聲進(jìn)行全頻段求解。如圖5所示。從圖6可以看出，在A、B、L點(diǎn)，冷卻塔噪聲源對(duì)總噪聲值的影響較大；在C、D、J、K點(diǎn)，冷卻塔和電制動(dòng)器的噪聲影響相差不大；在機(jī)車尾部，即E、F、G、H、I點(diǎn)，電制動(dòng)器的噪聲對(duì)總噪聲值的影響較大。因此，如果要降低測(cè)點(diǎn)噪聲，應(yīng)該以降低電制動(dòng)器噪聲為主，冷卻塔噪聲為輔。根據(jù)客戶要求，在柴油機(jī)滿負(fù)載運(yùn)行工況下，距離機(jī)車15米處的外場(chǎng)噪聲限值為85dBA。如果要求各測(cè)點(diǎn)噪聲水平小于85dBA，則電制動(dòng)器噪聲水平需至少降低5dBA，冷卻塔噪聲水平需至少降低3dBA?？梢酝ㄟ^設(shè)備供應(yīng)商改進(jìn)結(jié)構(gòu)降低噪聲源噪聲，或是增加消音器降低噪聲。在降低電制動(dòng)器和冷卻塔噪聲后，各聲源對(duì)機(jī)車外場(chǎng)測(cè)點(diǎn)總噪聲的貢獻(xiàn)量見圖7，測(cè)點(diǎn)總噪聲值已滿足要求。

4仿真與試驗(yàn)

降噪前噪聲仿真值與測(cè)試值的對(duì)比見表2。從表2可以看出，仿真值與試驗(yàn)值趨勢(shì)基本吻合，除了K點(diǎn)差異值較大，其余測(cè)點(diǎn)誤差在2dB之內(nèi)。A點(diǎn)噪聲值最小，判斷是因?yàn)樵跈C(jī)車車頭15m遠(yuǎn)處，距離噪聲源最遠(yuǎn)。D、J點(diǎn)噪聲值較大，判斷是因?yàn)槭艿讲裼蜋C(jī)和電制動(dòng)器影響較大。

5展望

（1）機(jī)車外場(chǎng)輻射噪聲模擬分析過程中，在機(jī)車滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，C-E、I-J點(diǎn)的測(cè)點(diǎn)位置噪聲明顯超過了指標(biāo)要求值85dBA。滿負(fù)荷工況下，機(jī)車后端部是噪音超標(biāo)的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。（2）為減弱機(jī)車外場(chǎng)輻射噪聲對(duì)周邊環(huán)境的影響，要依據(jù)機(jī)車整體布局，需對(duì)機(jī)車各個(gè)部件噪聲要求有所提高。在以上分析過程中，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)噪聲值主要集中在機(jī)車后端部，修訂了電阻制動(dòng)裝置與冷卻風(fēng)扇的噪聲值要求。

在利用LMS軟件開展機(jī)車外場(chǎng)輻射噪聲的數(shù)值仿真分析過程中，為達(dá)到要求，除重新修訂主要外購(gòu)件技術(shù)指標(biāo)外，機(jī)車整體設(shè)計(jì)和設(shè)備布局也采取了有針對(duì)性的改進(jìn)措施，取得了較好的效果。該數(shù)值分析方法的應(yīng)用為機(jī)車設(shè)計(jì)工作增添了一份保障，也將會(huì)為后續(xù)的開發(fā)項(xiàng)目積累一些應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，相信通過后續(xù)的試驗(yàn)驗(yàn)證和深化應(yīng)用，該方法定會(huì)日臻成熟并被廣泛應(yīng)用。

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作者:高文捷 管敏瑋 徐培武 單位:中車戚墅堰機(jī)車有限公司