轨道车辆空调噪声声品质分析与研究

轨道车辆空调噪声声品质分析与研究

王继建 周鹏 王晶

中车长春轨道客车股份有限公司，吉林 长春 130062

摘 要：本文通过对不同结构空调的噪声进行测试并采用声品质客观参量对声音样本进行分析，主要采用响度和尖锐度两个客观评价参数，分析结果表明：空调系统噪声特征响度最大值主要出现在1Bark~3Bark 范围内，制冷工况下(半冷，全冷)和通风工况相比特征响度值增大，对应的尖锐度值也增大，造成较差的听觉感受；制冷工况下空调噪声主要来自压缩机噪声，采用响度和尖锐度对声音信号的评价更加符合人的主观感受，结果更加有效。

关键词：动车组空调；噪声；

1 现状

随着高速动车组运行速度的不断提升，人们的出行时间被大大地缩短了，在旅行、商务出行时越来越多的人们选择动车组列车作为首选的交通工具。人们在追求速度的同时，对乘坐舒适度的要求也不断提高，包括客室内空气质量、振动性能、噪声指标等多个影响因素。列车的空调系统不断地给客室内提供新鲜的空气，保持客室内空气的流通性，对提高乘坐舒适度提到了重要的作用。但是由于空调系统自身存在较为明显的噪声，该噪声会对舒适度产生负面影响。因此，对空调系统的噪声开展研究具有重要意义。

传统的研究方法主要以控制噪声的声压级为主要目标，即噪声声压级总值在某个合理的范围以内即可。在许多情况下，虽然噪声声压级总值满足要求，但是给人的感受却不舒服，甚至是声压级低的声音听起来反而更加烦躁。因此需要进一步开展相关的研究，寻求一种更加有效的分析方法，即声品质研究，它是以人对声音的主观感受作为研究和评价目标。

本文将以不同结构空调的噪声为研究对象，进行噪声声品质分析与研究。

2声音样本采集

为了更全面地分析研究空调系统噪声的声品质特性，分别测试A、B两种较为常见的空调系统的噪声。为保证试验数据的有效性，空调系统安装后，在现车结构下对其噪声进行测试。试验测点布置在客室内部空调系统的正下方，距客室地板1.6m高，指向空调系统。为减少风口气流对传感器的干扰，传感器上安装防风球。试验时，被试车辆处于开阔场地，周围没有高大建筑物，周围环境较为安静，满足测试要求。被试车辆处于静止状态，车辆的端门、客室门均处于关闭状态。为减少试验过程中其他因素的干扰，车上除空调系统外，其他设备处于关闭状态，车内除测试人员外无其他人员。试验采用LMS 数据采集前端以及B&K声学传感器组成的测试系统进行数据采集。分别采集两种空调在通风、半冷和全冷工况下车内的噪声，选取具有代表的噪声信号，进行对比分析研究。

3声品质对比分析

声品质分析研究是以人对声音的主观感受为最终的评价对象，包括声品质客观评价与分析和声品质主观评价与分析两部分。主观评价主要通过对声音进行回放并由评价者对听到的声音进行评价打分，给予一定的数值量化结果。客观评价分析主要通过对采集到的声音信号进行客观参量计算，得到相应的计算值，由数值大小进行比较。常用的客观参量主要包括响度、尖锐度、粗糙度、抖动度等。

由于压缩机数量发生变化，对响度产生影响，说明空调系统压缩机的噪声对车内噪声响度的贡献频带主要在1Bark~3Bark 范围内，冷凝风机的噪声主要贡献频在3 Bark~5Bark内。特征响度曲线和线性声压级曲线一致，对低频段的噪声具有较好的表征，对低频段有较明显的衰减，使得问题不能得到更全面的表述，因此使用特征响度曲线能更加有效的反应声音的特性。

根据计算通风、半冷和全冷工况下不同结构空调的尖锐度值和声压级。

对比分析空调系统在不同工况下的尖锐度值可以看出，通风工况下，两种空调的尖锐度值基本一致，说明该工况下两种空调对应的高频成分所占的比例基本一致，由于压缩机开启后在低频段产生部分能量，使得高频成分所占比例有所降低。听觉效果较差，需要针对压缩机噪声采取相应的改善措施。

4 结论

通过对不同结构空调的噪声进行测试分析，采用声品质评价指标对不同空调的噪声进行对比分析，得到结论如下：

(1)空调B比空调A的噪声效果差，对应的响度较大，尖锐度较为突出，主要是由压缩机噪声引起的；

(2)采用特征响度曲线、尖锐度对声音信号进行评价与分析，能更加有效地反应声音信号的特性，与人的主观感受具有良好的一致性。

参考文献

[1]张伟，蒋伟康.基于心理声学分析的车内异常噪声识别J1.汽车工程，2003，Vo125.

[2]李灿.汽车声品质试验及客观评价方法研究[D]，合肥：合肥工业大学2009.4

[3]汪念平，陈剑，钟秤平.汽车声品质分析与评价流程[J.噪声控制，2005.10

[4]张常斌，刘岩，杨冰等.高速动车组车内声品质客观参量测试与分析(J.四川兵工学报，2014，35(3)：86-89