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客車內飾件廠家為你介紹客車車內噪聲控制措施初探
客車車內噪聲極易使駕駛員和乘客感到疲勞,對客車乘坐舒適性具有重要影響。因此,在結構設計中綜合采取一定的措施,有效地控制車內噪聲顯得很重要。
1 車內噪聲的產生機理
車內噪聲產生機理如圖1所示。從聲源來看,車內噪聲的來源主要有:發動機噪聲、進排氣噪聲、冷卻風扇噪聲等。車外噪聲向車內傳播的具體途徑主要有兩個:一是通過車身壁板及門窗上所有的孔、縫直接傳入車內;二是車外噪聲聲波作用于車身壁板,激發壁板振動,并向車內輻射噪聲。從振動源來看,主要有兩個方面:發動機、底盤工作時產生的振動和路面激勵產生的振動。后者頻率較低,對激發噪聲影響較小。車身壁板主要由金屬板和玻璃構成,這些材料都具有很強的聲反射性能。在車室門窗均關閉的條件下,上述傳入車內的空氣聲和壁板振動輻射的固體聲,都會在密閉空間內多次反射,相互疊加成為車內噪聲。
從上述可知,發動機、底盤、路面作為聲源和振源均可激發車內噪聲,其傳播途徑可分為空氣傳聲和固體傳聲兩種,其中由空氣傳播的噪聲主要為發動機表面輻射噪聲和氣體流動噪聲,而固體傳播的噪聲主要為發動機、輪胎、路面及氣流等引起車身振動而向車內輻射的噪聲。
2 控制措施
車內噪聲控制是一項比較復雜的工作,達到控制目的的途徑也是多種多樣的,但歸結起來主要有三點:減弱聲源強度;隔絕傳播途徑;吸聲處理。
(1)減弱聲源強度是控制車內噪聲的根本。客車聲源主要為發動機噪聲、進排氣噪聲、冷卻風扇噪聲、傳動系噪聲等,尤其是發動機噪聲和傳動系噪聲。減弱這些聲源強度途徑有兩條:一是采用新技術,改進結構,提高其部件的加工精度和裝配質量;二是采用吸聲、隔聲、減振、隔振等技術,以及安裝消聲器等,以控制聲源的噪聲輻射。目前國內大多數客車制造廠所用發動機和三類底盤屬外購件,選用振動小、噪聲低的發動機和底盤是解決車內噪聲問題最簡單的方法,但由于目前我國大功率柴油機和大型客車專用底盤性能相對落后,進口產品價格又太昂貴,對發動機和底盤提出過高的要求是不現實的,因此實際中常利用后一種措施來減弱來自聲源的噪聲強度。
(2)隔絕傳播途徑是行之有效、最常用的降噪途徑。常用的措施有:隔振、隔聲、提高車室密封性。對于大型客車,合理選擇和在適當位置布置隔振器來支承發動機,可以使車內噪聲降低3～8dB(A)。另外,對于變速器、傳動系等運動部件的支承,盡量引入彈性阻尼環節,可避免引起客車結構的強烈振動。車室隔聲對高頻噪聲較有效,對低頻噪聲效果較差。為確保低頻隔聲的效果,應選用面密度和阻尼均大的隔聲材料。車室壁板上的縫隙與孔道,可使噪聲直接傳入車內,使壁板的隔聲能力大大降低,因此,提高車室密封性也非常重要。
(3)吸聲處理也是降低噪聲強度的常用方法。通常在噪聲源周圍布置一些吸收聲能的多孔材料,當聲波進入材料孔隙時,引起孔隙中的空氣和材料的細小纖維波動,由于摩擦和粘滯阻尼的作用,將傳播中的噪聲聲能轉變為熱能,降低聲能的反射量,起到降噪的目的。多孔吸聲材料的吸聲系數與入射聲波的頻率有密切關系,當聲波處于低頻時,吸聲材料孔隙中的空氣在單位時間內的振動次數比較少,對聲波的衰減作用不大,吸聲系數很低,隨著聲波頻率的提高,吸聲材料孔隙中的空氣在單位時間內的振動次數逐漸增大,對聲波的衰減作用也比較明顯,吸聲系數逐漸增大。增加吸聲材料的厚度,可以提高低、中頻的吸聲效果,但厚度增加到一定程度,吸聲系數增加就不明顯了。另外,在吸聲材料的背后附加空氣層也可以提高中、低頻噪聲的吸收效果。在實際的吸聲處理中,為有效吸收低頻噪聲,通常采用較厚的吸聲材料,并在吸聲材料背后附加空氣層。
3 結構上的實際應用
在不改變發動機、底盤及車身基本骨架和蒙皮材料的前提下,降低車內噪聲的主要途徑是控制噪聲的傳播和抑制車身蒙皮的振動。可在車身的結構設計中應用吸聲、隔聲和阻尼減振技術,實現車廂內降噪目標。
3.1 前置發動機客車
由于結構上的限制,噪聲難以控制,我公司主要采取以下措施:
(1)提高發動機罩的隔振、降噪的性能,罩體普遍采用玻璃鋼材料,提高剛度,減小路面不平引起的罩體振動;罩體內噴附防聲阻尼材料(硬質聚氨酯發泡塑料),利用其獨特的粘彈性能,將吸收發動機振動的一部分振動能,以“熱”的形式釋放出去,達到減弱振動、抑制噪聲的目的。
(2)在發動機罩的下邊沿固定龍骨膠條,使罩體與罩框的接觸成為彈性接觸,能有效衰減兩者的撞擊,避免噪聲的產生。
(3)在發動機四周的地板骨架上焊接的一層薄鋼板,在發動機振動激勵下,極易發生共振,為此在鋼板上粘貼3mm厚自粘型阻尼瀝青片,使原彈性薄板構件變成為自由阻尼層結構,成功控制了共振。
3.2 后置發動機客車
如圖2所示,對車廂內部而言,發動機艙內混響聲場是一外部噪聲源,若能降低其噪聲級必將有助于降低車內噪聲。將發動機艙設計成一個吸音室,在發動機艙的艙壁上粘貼高吸音系數的玻璃棉,可顯著降低噪聲的輻射。對于隔墻,盡量采用雙層結構,在隔聲墻骨架兩側分別覆蓋厚為2mm和1mm的薄板,中間形成50mm厚空氣夾心層。由于空氣夾心層的作用,這一結構的隔聲效果突破了隔聲“質量定律”的限制,其隔聲量估算經驗公式為:
R=18lg(mA+mB)+12lgf-25+$R
式中 mA、mB——各層板的面密度;f——入射聲波的頻率;$R——附加隔聲量。
兩薄板間空氣層厚度為50mm,經查表計算其附加隔聲量超過5dB(A),該結構隔聲量相當于6mm厚單層鋼板隔聲量。顯然它有利于提高隔聲效果,且能節省材料。為拓寬其隔聲頻率范圍,在兩板間再填以50mm厚的玻璃棉,可取得更佳的效果。在實際設計中,目前我公司采用這種雙層結構,在相應部位粘貼玻璃絲綿吸聲隔熱板,大大降低了車內噪聲。
3.3 減少部件尤其是板件的振動
結合實際,主要采取以下措施:
(1)頂蒙皮和側圍蒙皮采用預應力張拉工藝處理,能有效提高蒙皮與骨架的貼合度,避免客車在顛簸路面行駛產生鼓動噪聲;在頂蒙皮和側圍蒙皮的內側粘貼隔聲阻尼材料(如異型自粘海綿),使板件成為自由阻尼層結構,減小共振。
(2)大頂內飾板下墜(尤其是三合板),在崎嶇路面上行駛容易鼓動,為此在大頂骨架中線兩側合理布置縱梁位置,于中線兩側固定兩列螺絲或鉚釘。
(3)在車內安裝體積較大的箱體時,盡量提高箱體壁板的剛度,如增加壁板的厚度或在壁板內面粘貼阻尼材料,減少路面不平引起的鼓動噪聲。
(4)在車內附件設計中盡量減少難以鎖止緊固的部件(如推拉門),以減少路面不平帶來的振動。
(5)安裝電視機、飲水機等大件電器時,在底座上增加橡膠座墊,緩沖振動。
(6)在艙門止口上卡壓龍骨膠條,在艙門兩邊增加緩沖塊,艙門鎖止緊固,無曠動,盡量避免產生噪聲。
(7)車內各部件固定牢固,避免行駛中因振動產生噪聲。
3.4 提高車身密封性
車身密封性應從以下方面加以控制:
(1)車窗密封嚴實,減少車外噪聲的傳入;高檔客車采用全封閉車窗,可避免車外噪聲從車窗的傳入。
(2)加強車門的密閉性,在結合縫隙處采用彈性密封膠條(雙泡龍骨膠條)進行密封,尤其是折疊門上方的密封,應在滑道內部增加成型膠條,無論折疊門關閉還是橫向滑動都與其緊密貼合,外擺門的密閉性大大優于普通的折疊門,目前在中高檔客車上全部采用外擺門。
(3)對于操縱桿、踏板等活動件,安裝橡膠護套等彈性件,加強密封,減少車外噪聲的直接傳入。
(4)對于管線過孔處,頂置蒸發器、頂風窗等與外部相連的接觸處,密封嚴密,防止車外噪聲的直接傳入。
(5)地板對接嚴密,即在地板固定后,在地板對接處,地板與側圍等接觸處,進行打膠處理。
4 結束語
控制車內噪聲的方法雖然很多,但要做到有效控制車內噪聲,必須根據實際情況,綜合運用車內噪聲控制方法,才能營造一個高質量、舒適的駕乘環境。
