2015-05-22
333
Доказано, что колеса различных типов могут создавать различный шум. Моторвагонные поезда имеют многочисленные источники шума, а именно: тяговые двигатели с вентиляторами, компрессор, система вентиляции пассажирского салона, тормоза, двери (шум при открывании и закрывании), тяговые и вспомогательные преобразователи, зубчатая передача. Кроме того, следует учитывать использование акустических предупредительных сигналов, трение гребня бандажа о головку рельса, скольжение токоприемника по контактному проводу, качение колес (в том числе скрежет в кривых). Чтобы оценить акустические характеристики колеса, необходимо при ходовых испытаниях другие источники шума изолировать, если не принимать, что шум от качения колес является доминирующим.
Особенно сложно разделить источники шума в зоне колеса, где в одной с ним плоскости (вид сбоку) находятся редуктор и тяговый двигатель. Здесь источники шума нельзя разделить даже с помощью систем направленных микрофонов.
Технические данные поездов городской железной дороги Берлина
| Показатель | Поезда серий | ||
| Годы постройки | 1986 – 1993 | Поставки с 1997 | 1987 – 1994 |
| Длина по сцепкам, мм | 36 800 | 36 000 | 36 200 |
| Продолжительная мощность, кВт | |||
| Тип колес | Цельнокатаные, рис.3, а | Цельнокатаные, рис.3, б | Бандажные, рис.3, в |
| Диаметр колеса, мм: нового изношенного | |||
| Масса колеса, кг | |||
| Общая масса поезда без пассажиров, т | 30,2 | 28,6 |
На городской железной дороге Берлина эксплуатируется подвижной состав трех современных серий, значительно различающийся как по типу колес, так и по шумовой характеристике. Технические данные поездов приведены в таблице, конструкция их колес показана на рис. 3. Поезда всех трех серий оборудованы дисковым тормозом.
Рис. 3. Типы колес подвижного состава городской железной дороги Берлина:
а и б — цельнокатаные; в — бандажное
Определяя акустическую характеристику поезда, необходимо точно знать его серию и учитывать техническое состояние. В качестве примера приведены кривые звукового давления, характеризующие уровень шума от моторных и поддерживающих осей поезда серии 485 (рис. 4). При скорости 41 км/ч средний уровень шума, создаваемый моторной осью, составляет 72 дБ(А) и на 2 дБ(А) превышает уровень, генерируемый поддерживающей осью. С повышением скорости шум от моторной оси усиливается быстрее, чем от поддерживающей: при скорости 82км/ч разность уровней шума составляет уже 6 дБ(А).
Рис. 4. Уровни шума, создаваемого поддерживающими и моторными осями поезда серии 485 на пути с щебеночным балластом, измеренные на удалении 7,5 м от оси пути при трех скоростях движения
Увеличение уровня шума поддерживающей оси с ростом скорости движения поезда выражается функцией 30log(V / V 0), а моторной— 41log(V / V 0), т.е. вторая кривая значительно круче. Тем не менее определить разницу уровней шума, излучаемого осями обоих видов, практически невозможно, если поезд следует с отключенными тяговыми двигателями и опущенными токоприемниками. Широкополосные шумы, уровень которых в значительной степени зависит от скорости движения, вызваны аэродинамическими факторами, в данном случае самовентиляцией тяговых двигателей.
Установлено, что у поездов серий 480 и 481 уровень излучаемого шума в рамках точности измерений почти не меняется, если отключить тяговые двигатели и опустить токоприемники. Трудно выделить также и шум от зубчатых колес. Известно, что частота генерируемых ими колебаний составляет 635Гц. Таким образом, доминирующая роль принадлежит шуму от качения колес.
Рис. 5. Звуковое давление, создаваемое поездами различных серий на пути с щебеночным балластом, измеренное при скорости 50 км/ч на удалении 7,5 м от оси пути
Из рис. 5 видно, что поддерживающие оси поезда серии 485 по уровню шума сопоставимы с моторными поездов серий 480 и 481 (при прочих равных условиях). Самый высокий уровень шума создают колеса поезда серии 481. Влияние параметров пути и точности измерительной установки можно исключить, так как измерения проводились в одинаковых условиях. К тому же аналогичные соотношения результатов были получены при измерениях на пути с жестким основанием.
