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地铁车辆转向架车轮降噪方式分析研究摘要：近年来随着城市轨道交通行业的快速发展旅客对车辆的舒适性以及城市居民对车辆的运行环境等都有了更高的要求而车辆噪声不仅影响到车辆的舒适性还关系到环境保护因此有效地控制及降低车辆噪声至关重要。地铁车辆的噪声主要就是指转向架传递至车体的振动及车轮和钢轨的撞击和摩擦激发的振动所产生的辐射噪声。因而降低轮轨之间的噪声已经成为地铁车辆转向架车轮设计及选型中的关键问题。为此本文主要就地铁车辆转向架车轮降噪方式进行了相关的分析与研究以供大家交流探讨。关键词：地铁车辆；转向架车轮；降噪方式引言：当前我国轨道交通的高速发展给广大人民生活提供了诸多便捷条件即促进了经济发展也取得了良好社会效益。但轨道交通也对环境起了某些负面效应其中噪声和震动最为突出而噪声由不规则震动产生其即影响列车沿线人民正常生活也降低乘客乘坐的舒适度。1地铁车辆噪声现状分析轨道交通包含城际间高速铁路和市区内城市轨道交通后者以地铁为主。轨道交通运行时产生噪声的原因复杂多样但主要原因是以下几个方面：（1）轮轨噪声包括滚动噪声、冲击噪声、摩擦噪声；（2）结构噪声由于轮轨表面互相作用产生的震动通过轨道和基础传递导致相应结构振动而辐射噪声；（3）车辆动力设备噪声包括牵引电机、空调、受电弓等设备噪声；（4）车辆运行时的空气动力噪声；（5）车辆运行速度因素。其中轮轨噪声又是主要原因中的重要原因运行时车内噪声有一半以上直接或间接来自轮轨噪声。高铁一般采用大曲线半径和无缝钢轨又对车轮和钢轨及时镟修或打磨故高铁的轮轨噪声主要表现为轮轨滚动噪声。地铁受市域空间限制其曲线线路较多且部分曲线半径较小故其轮轨噪声主要为轮轨滚动噪声和曲线啸叫噪声。因此如何降低车轮噪声成为国内外地铁降噪的主要研究方向。2车轮降噪方案分析在轨道车辆上减小轮轨噪声有效的方法有采用弹性车轮、降噪车轮或橡胶轮以及在车轮上安装降噪阻尼装置等。2.1弹性车轮弹性车轮是在轮缘和轮辐之间加装粘弹性橡胶衬垫使车轮在空间三维方向上的弹性与整体轮相比比较柔软弹性车轮能够降低转向架的簧下重量减小轮轨间的作用力一般适用于轴重10t以下的轻轨车辆。与刚性车轮相比车外噪声降低3.5～4dB（A）；车内噪声降低3dB（A）车轮通过曲线时的噪声降低10～20dB（A）左右。弹性车轮在欧洲、日本及美国等国家都得到了较多应用但由于弹性车轮结构复杂制造及维修成本大在国内应用较少。2.2降噪车轮降噪车轮是在不改变车轮结构的情况下在车轮表面敷设粘弹性材料它不需要机械紧固件并且空间和质量上的约束条件都不会被破坏。它不仅适用于踏面制动方式的车轮同时也适用于盘型制动车轮。意大利的Lucchini公司研究的Syope车轮与标准车轮相比较在1.6～2.5kHz范围内可以将噪声等级降低6dB左右。2.3橡胶轮除弹性车轮和阻尼车轮外采用橡胶轮也可以显著降低噪声。橡胶轮不仅具有噪声低、振动小、高黏着、易维修等特点而且易于控制行驶中车辆的速度。但是必须要对轮胎的充气情况进行实时监测并且定期更换轮胎。此外采用橡胶轮的转向架结构复杂并且线路造价高在国内应用较少。2.4车轮上安装降噪阻尼装置由于车轮与钢轨之间的撞击或轮缘摩擦将激起车轮的振动并辐射出强烈的噪声在车轮安装降噪阻尼装置后车轮的振动会传递给降噪阻尼装置引起降噪阻尼装置的谐振阻尼装置将吸收车轮振动的能量从而达到降低噪声的目的。美国和欧洲等轨道车辆通常在车轮上安装环状减振器和可调片状减振器形成减振车轮以提高其降噪性能。2.4.1降噪阻尼环降噪阻尼环为特殊降噪材料制成的开口圆环结构通过压缩安装在车轮轮辋内侧槽内圆环通过本身弹性紧贴轮辋并采用特殊设计的高阻尼弹性连接件或者焊接封闭其接口确保阻尼环在长时间使用周期下的良好降噪性能。阻尼环能起到抑制车轮径向和横向模态振动的作用并且减少车轮向外辐射噪声同时可以确保应用时的安全可靠性。降噪阻尼环车辆运营过程中不需要更换零件免维护并且适用于采用轮盘制动及踏面制动的车轮。近期设计的转向架如ZMB080型转向架在车轮上安装了单侧降噪阻尼环CW2100（D）型转向架车轮安装了双侧降噪阻尼环。安装单侧或双侧阻尼环的车轮噪声时域对比如图1所示。安装阻尼环后车轮噪声衰减得很快在0.2s处的噪声比标准车轮1.6s时的噪声值更低在0.4s以后阻尼环车轮基本没有噪声。2.4.2降噪阻尼片降噪阻尼片由多层金属板和阻尼胶片叠加而成车辆运行中的轮轨噪声主要