上海轨道交通6号线车辆阻尼车轮降噪措施及效果

上海轨道交通6号线车辆阻尼车轮降噪措施及效果 上海轨道交通6号线车辆阻尼车轮降噪措施 及效果 第34卷第6期 2011年11月2O日 电力机车与城轨车辆 EkCtticLocomotives&MassTransitVehicles Vo1.34No6 Nov.20th,2011 ?建议探讨? 上海轨道交通6号线车辆 阻尼车轮降噪措施及效果 陈建滨,沈辉辉,王生华 (上海轨道交通维护保障中心车辆公司,上海200235) 摘要:阐述城市轨道交通车辆阻尼降噪车轮结构和降噪原理,对安装阻尼车轮的列车和普通列车在 通过轨道直线区段,曲线区段以及低速,高速运行等工况下的噪声进行对比试验,从声级,频谱,时域谱三方面 分析了试验结果,验证了阻尼车轮降噪的实际效果. 关键词:轨道交通;阻尼车轮:降噪 中图分类号:U231.94文献标识码:A文章编号:1672—1187(2011)06—0059—02 Noisereductionmeasurementandeffectof dampedwheelsforShanghaiRailTransitLine6vehicles CHENJian-bin,SHENHui-hui,WANGSheng-hua (RollingStockCompany,ShanghaiRailTrafficMaintenanceSuppo~Centre,Shanghai200 235,China) Abstract:Theprincipleofthenoisereductionandthestructureofdampedwheelsforthecityrai ltransit vehiclesarepresented.Thecomparisontestfornoisereductionofdampedwheelsandordinar ywheelshasbeen carriedoutwhenvehiclesenteringinandoutofastraightorcurvedtracksectionandrunningatl ow-speedor high—speed.Analysisofthetestresuhsarecamedonfromsoundpressure,levelfrequencyspectrum andtime spectrum,whichverifythepracticaleffectonnoisereductionofthedampedwheels. Keywords:railtransit;dampedwheels;noisereduction 轨道交通目前已经成为大,中城市缓解道路拥堵 的重要公共交通方式.轨道交通车辆穿行在城市工作, 生活密集区,在带给城市生活便利,快捷的同时,轨道 车辆运行时产生的噪声,也给城市周围环境带来了负 面影响,成为城市新的噪声污染源.在轨道车辆运行产 生的噪声中轮轨之间的噪声尤其占主要地位.因此如 何降低轮轨之间的噪声成为降噪领域重要的课题. 上海轨道交通6号线,是穿行在浦东新区南北的 交通主动脉,不少区段靠近居民区.为了降低轮轨噪声 对居民生活的影响.新购列车采用了阻尼降噪车轮(以 下简称阻尼车轮). 1阻尼车轮结构与降噪原理 降噪车轮采用的阻尼降噪器为层叠式宽频降噪消 音器,是三层钢板和两层高阻尼特种橡胶结构,由不锈 钢空心铆钉铆接,利用弹黏性橡胶作为弹性元件.弹性 力为非线性.能起到吸收多个频峰振动的作用.车轮振 动的幅度由轴心向外越来越大,轮缘边界振动最强烈. 因此,阻尼器安装在轮辋外侧靠近轮缘边界处,如图l 所示. 图1阻尼车轮示意图 收稿13期:2011-05—22 作者简介:陈建滨,2002年毕业于同济大学机车车辆工程专业,从事地铁车辆新车 调试及技术质量工作. - 59- 电力机车与城轨车辆?2011年第6期 2阻尼车轮噪声测试 为了测试验证阻尼车轮降噪效果,选取安装阻尼 车轮的列车和采用普通车轮的列车各一列,做列车噪 声对比试验. 考虑到6号线线路的实际情况.测试地点选在线路 周围较为空旷的港城路车辆段内.测试线路分别选取了 列车检修库进库线弯道半径最小(?110m)区段,以及 平直道试车线.分别测试了以下运行情况: 1)普通车轮,弯道测试,弯道半径?110133,车速 15km/h; 2)普通车轮,直道,低速,速度为15km/h; 3)普通车轮,直道,高速,速度为80km/h; 4)降噪车轮,弯道测试,弯道半径?110ITI,速度为 15km/h; 5)降噪车轮,直道,低速,速度为15km/h; 6)降噪车轮,直道,高速,速度为80km/h. 参考噪声检测标准GB3785,GB3241,GB/1114893 — 1994,GB/T5l1l一1995等相关条款规定,选取测点 情况如下: 1)空旷场地上,距轨道中心线7.5m,高1.2m,无 车辆,行人经过.自由声场. 2)列车轨道旁边,碎石道床,距车轮0.2m,声级计 固定在枕木上,传声器指向轮轨接合处. 3)为车内测试,在转向架上方车厢内距地板1.2m 处.关闭车厢内空调,广播等设备,排除相关设备的干 扰. 考虑到列车运行时各个频段的噪声都可能产生, 因此分析数据是采用A计权的声压级表达,声压级的 dB值为dB(A). 3阻尼车轮降噪效果 1)如表l所示,从声级有效值的对比来看,列车安 装阻尼器后的在弯道行驶具有明显的降噪效果,距轨 道7.5m处降噪量达14.6dB,距车轮0.211"1处降噪量 达8.1[1B,车内噪声降低2.9dB;在测试线直道上列车 安装阻尼器的降噪效果不如弯道降噪效果明显,但也 有一定的降噪效果,降噪量也都超过了2dB. 2)从l/3倍频程幅值谱的对比(见图2)来看,弯道 上列车安装阻尼器后在整个频带上具有明显的降噪效 果.车外噪声在80,800Hz之间平均降噪量为4.5dB, 在8003150Hz之间的平均降噪量为l2.7dB,在 3150,8000Hz之间的平均降噪量达23.3dB,可以看 出安装阻尼器的列车在中高频降噪效果非常明显;直 道上列车安装阻尼器后在整个频带上也有一定的降噪 效果,只是降噪量上相比于弯道有所减小. 表1普通,阻尼车轮测试声压级比较 l20 100 墅o 60 忆40 20 0 距轨道7.5m处 l2 坝翠/Hz 13普通列车口阻尼降噪列车 图2频域1/3倍频程对比 3)从时域谱对比来看,如图3,图4所示,弯道上列 车安装阻尼器后对车外噪声的衰减作用非常明显,对 车内噪声的衰减作用也明显好于没有安装阻尼器的列 车:直道上列车安装阻尼器对噪声也有一定的衰减作 用. 1.0 00 删 馨一10 ? i 趔 粤 667o66了5668o6685669(J669567oo67056710671567? 时间/ms 图3距轨道7.5ITI处测得普通列车噪声时域谱 ;; ,1^f\.^jI\^A^^;,^.^^.^?.,1.J 』VVVVy,『1lI『V,fVyV'V'y'V_ ;;i 时间/ms 图4距轨道7.5m处测得降噪列车噪声时域谱 (下转第64页) 电力机车与城轨车辆?2011年第6期 1)机车主要部件任一部件发生故障将造成机破,因此 主要部件系统间呈串联状态.由于电子部件和高压电 器呈指数分布,机车的总体可靠性也呈指数分布,走行 2204km后,机车可靠性呈明显下滑趋势.且指数分布 具有无记忆功能,因此无论是实行无维修运行还是等 间隔维修,都没有任何意义.要保证HXo1C型机车的 可靠性首先要保证电子部件的可靠性.必须从源头上 提高电子产品的基本参数,至少要比现在提高两个数 量级. 2)机车修程和作业范围,按照趟检,加强检,辅修 和小修原则设置.由于冷却系统与电器部件,其它部件 的可靠性走行公里比较接近,故可设置变压器辅修,电 器部件,其它部件和冷却系统部件辅修,主断辅修等三 个辅修修程. 趟检(T)修程为"起一T1一T2一…一T()一辅修", 作业范围为:走行部+受电弓+低高压试验+制动机试 验. 加强检修程为每1万公里一次检查,作业范围为: 趟检作业范围+制动系统检查. 变压器辅修,每6万km一次,作业范围为:趟检作 业范围+变压器. 电器部件,其它部件和冷却系统部件辅修,每8.7 万公里一次,作业范围为:趟检作业范围+电器部件+ 其它部件+冷却系统. 主断辅修,每9.9万km一次,作业范围为:趟检作 业范围+主断路器. 小修(X)修程为"一X1一X2一…,X7一Z1",作业范 围为:趟检作业范围+机车中上部全部部件 中修(Z)修程为"一Zl—Z2——D1",作业范围为: 对机车走行部进行解体检修,对机车中上部部件进行 全面吊换 大修(D)修程为"一D一",作业范围为:更换机车主 .址—S.S.S.址.S.S屯—S.址.S.S止.址—S.址.S屯.S.址.S止业.址 (上接第60页) 4结论 1)与普通列车相比,上海轨道交通6号线列车采 用了阻尼车轮后,对降低环境噪声和车内噪声都有明 显的效果. 2)阻尼车轮对列车行驶时产生中高频噪声具有明 显的抑制作用,对列车行驶时产生的低频噪声也有一 定的效果. 一 f诅一 要部件. 两次小修之间进行多少个以及哪类辅修完全依据 机车走行公里确定.作业范围的设置应遵循向下兼容, 不重复的原则,即不失修,不过度修.其中趟检作业主 要以走行部和受电弓检查为主.对于电子部件,高压电 器和制动系统,现阶段只能通过低高压试验和制动机 试验尽量把故障暴露在库内. 4建议 1)进一步开展可靠性工程理论的深入研究,将可 靠性的质量管理理念贯穿于设备的设计,制造,试验和 运用维修的各个领域,从源头上开展可靠性设计,合理 分配各系统和部件的可靠度,持续提高设备的可靠性, 其中机车电子产品的基本参数至少要提高两个数量级 及以上 2)持续开展可靠性数据收集和分析工作,运用故 障树理念,改进故障统计分析方法,从部件故障向部件 部位和功能深层次过渡,真实反映设备运用中可靠性, 维修性信息,逐步实现设备全寿命的可靠性管理.例如 对部件进行类,属,件,位分门别类逐一研究,找出薄弱 环节.改进检修方法,提高部件车下修质量. 3)进一步研究预防修条件下设备可靠度及平 均寿命,科学合理确定等间隔修间公里,换件修修间公 里,为实现检修专业集中化,小辅修分散化提供科学的 数据支撑. 4)研发基于可靠性工程的质量管理系统,全面掌 握所有机型的可靠度,为进一步降低机车检修成本服 务. 参考文献: 【1]史景钊,花恒明,李祥付.威布尔分布参数估计在EXCEL中的实现 方法研究【JJ.中国科技论文在线精品论文,2009,2(6). 【2】徐灏.机械设计手册第二卷【M].北京:机械T业}}}版社,2000. . 喜.S屯—喜.S屯..S—S.S.址.S..S止.址.S止.S屯.址.S.S.址 参考文献: 【l】长春轨道客车有限公司.上海地铁6号线车轮降噪阻尼器降噪效 果试验【R].长春:长春轨道客车有限公司,2010. [2】刘加华,练松良.城市轨道交通振动与噪声…,交通运输T程, 2002(I). 【3]雷晓燕,张鹏飞.阻尼车轮减振降噪的试验研究….中国铁道科学, 2008f6). 【4】刘晖霞,易兴利,张斌.ZMB080型地铁车辆转向架车轮降噪研究 『J1.电力机车与城轨车辆,2010(4).