高速列车受电弓气动噪声研究

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1、高速列车受电弓气动噪声研究高阳李新一吴健中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研发中心摘要：随着我国铁路交通事业的蓬勃发展，高速列车已被广泛的应用于铁路营运屮，其高速、舒适、快捷的特点己深受广大乘客的好评，但同时，高速列车的噪声问题也倍受人们关注。气动噪声是高速列车的主要噪声之一，列车高速行驶时，受电弓产生的气动噪声尤为突出。对受电弓气动噪声的产生机理及降噪措施进行了介绍，并以国外受电弓气动噪声的研宄经验为基础，对我国CRH3型车的两种受电弓结构进行了缩比模型风洞试验，对比分析了受电弓升降弓几个状态下的

2、气动噪声特性。关键词：高速列车;气动噪声;受电弓；风洞试验;作者简介：高阳（1980—）男，高级工程师AerodynamicNoiseResearchonHigh-speedTrainPantographGAOYangLIXinyiWUJianNationalRailVehicleEngineeringR&DCenter，CRRCChangchunRailwayPassengerVehicleCo,Ltd;Abstract：High-speedtrainhasbeenwidelyusedinrailwayop

3、erationwiththevigorousdevelopmentoftherailwaytransportationindustryinourcountry,thecharacteristicsofitshighspeed,comfortableandfasthasbeenwellreceivedbythemajorityofpassengers,butatthesametime,thenoiseproblemofhighspeedtrainisalsopaidattentionto.Aerodynamic

4、noiseisoneofthemainnoisesofhighspeedtrain,whenthetrainisrunningathighspeed;theaerodynamicnoisegeneratedbythepantographisparticularlyprominent.Inthispaper,thegenerationmechanismofpantographaerodynamicnoiseandnoisereductionmeasuresarcintroduced,andbasedonther

5、esearchexperienceoftheaerodynamicnoiseofthepantographinforeigncountries,theshrinkageratiomodelwindtunneltestofthetwopantographstructureoftheCRH3vehicleiscarriedout,andtheaerodynamicnoisecharacteristicsofthepantographindifferentworkconditionsareanalyzedandco

6、mpared.Keyword：High-speedtrain;aerodynamicnoise;pantograph;windtunneltest;随着我W客运专线和城际高速铁路的建设，高速列车车速正不断向着300km/h以上迈进，京沪高铁等国内多条重要线路的高铁列车的行驶速度达到350km/h,“十二五”规划中高速列车的行驶速度要向500km/h迈进。然而，高速列车在高速行驶屮所带来的驾乘舒适度和对环境的影响问题是制约高速铁路发展的重要原因，特别是对于城际高速铁路。高速列车在高速行驶时会加剧列车气动噪声问题

7、，因为，高速列车的噪声主要由牵引噪声、轮轨噪声和气动噪声等组成，而气动噪声随着速度大约以601gv（v为列车运行速度）的关系增长，即随行驶速度的6次方增长，而轮轨噪声以301gv的速率增加，即随行驶速度的3次方增长XU（如图1所示）。可见，高速行驶时气动噪声比其他噪声随速度的增加更为剧烈，会严重影响车内驾乘的舒适度，对沿线环境产生强烈的噪声干扰。研究证明，高速列车行驶速度达到300km/h时，气动噪声在高速列车所有噪声中占居主导地位，而受电弓的气动噪声是主要的气动噪声源之一，这也是重视和研宄高速列车受电弓气动

8、噪声的主要原因。1受电弓气动噪声的产生机理受电弓产生的气动噪声是由受电弓的各种杆件引起的非稳态气流产生的，其中一些杆件会产生较宽频率的噪声，但是通常情况下，受电弓的气动噪声属于窄带噪声，也就是通常所说的风吹声。受电弓产生的风吹声可以通过频率峰值清楚的鉴定出来，它的机理特性就是周期性的涡流面脱落，当涡流从杆件表面脱落时会对周围气流产生一定的影响，正是因为涡流面脱落的进程具有波动特性，因而产生的作用力跟