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地鐵車輛中低噪聲車輪的應(yīng)用效果

作者: 時間:2013-03-09 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
運行中主要噪聲有兩種來源,一是因為輪軌接觸而產(chǎn)生的輪軌滾動噪音,二是牽引電動機(jī)產(chǎn)生的電動-機(jī)械噪音。這些噪聲源惡化了車廂內(nèi)的環(huán)境。在編組中的拖車主要引起輪軌接觸的滾動噪聲,動車中還有電動-機(jī)械噪音。

輪軌接觸引起的噪音主要分為三種:滾動噪音、刺耳尖利的摩擦噪音和通過曲線時的蠕滑噪音。由于漢城地鐵有很多曲線地段,因此摩擦噪音和蠕滑噪音出現(xiàn)比較頻繁。

在本次的研究中,為了降低摩擦噪音、蠕滑噪音和滾動噪音,我們研究了適于地鐵車輛減振降噪的低噪音車輪。用沖擊錘試驗對實心車輪和低噪音車輪作了模態(tài)分析,并比較了兩種類型車輪的頻率響應(yīng)函數(shù)。通過對頻率響應(yīng)函數(shù)的比較,從而驗證了減振降噪型低噪音車輪的使用效果。

最后筆者對安裝了低噪音車輪的地鐵車輛做了車上測試,該試驗列車由裝有實心車輪的動車和拖車各2輛、裝有低噪音車輪的動車和拖車各2輛編組。當(dāng)列車運行時,試驗同時在動車和拖車上進(jìn)行。

1 前言

輪軌接觸噪音是軌道交通線路噪音的主要來源之一。這種噪音對中車輛內(nèi)部和外部環(huán)境都帶來嚴(yán)重的影響。

為了降低輪軌接觸噪音,從20世紀(jì)七十年代開始,各種針對減振降噪的研究工作都紛紛展開。對于降低輪軌接觸噪音取得了不少的進(jìn)展,其中低噪音車輪的研制就是減振降噪所采取的有效措施之一。低噪音車輪已經(jīng)在歐洲許多國家的中得以使用。

在本次研究中,作為降噪的措施,我們對低噪音車輪進(jìn)行了模態(tài)分析,并在漢城中的多動力車組EMU(Electric Multiple Unit)車輛上做了減振降噪測試。

2 實心車輪和低噪音車輪的實體模態(tài)分析

2.1 模態(tài)分析

針對EMU車輛使用了兩種類型的低噪音車輪,即分別針對動車(Motor car,簡稱M型車)和拖車(Trailer car,簡稱T型車)的低噪音車輪,本研究所采用的這兩種低噪音車輪的橫截面如圖1所示。

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(a)M型車的低噪音車輪(b)T型成的低噪音車輪
圖1 低噪音車輪的橫截面

首先通過模態(tài)分析車輪的運行功效來得到車輪的性能。有些學(xué)者曾經(jīng)對車輪和輪對作過有阻尼和無阻尼情況下模態(tài)分析實驗研究,而本次通過沖擊錘激振試驗來研究實心車輪和兩種低噪音車輪的性能。為此,把試驗的車輪懸吊起來,用沖擊錘作為使其運動的激振源,從而形成車輪“自由”滾動的狀態(tài)。試驗?zāi)B(tài)分析的設(shè)備如圖2所示。測量設(shè)備包括一個工作臺和一個6通道的信號輸入-輸出器。當(dāng)車輪受到激振時,通過一個壓電傳感器和兩個三軸加速度計分別測定車輪的振動響應(yīng)。在車輪的三維坐標(biāo)系的三個直角坐標(biāo)軸方向上各設(shè)置36個測點。在2個不同的測點上使用沖擊錘進(jìn)行激振,一個位于車輪踏面處,一個位于車輪側(cè)面。采用LMS CAD-x S/W設(shè)備來分析車輪的性能。

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圖2 試驗?zāi)B(tài)分析裝置


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