A vasúti közlekedés gördülőállományának zajának csökkentése az oktatás forrásában és az úton
2.1 A zajképzési folyamatok általános jellemzői
A vonatok zajkibocsátását elemezve három fő csoportot különböztetünk meg:
A zajintenzitás elsősorban a sebességtől függ és általában a 3. ábrán látható. 1.
Ábra. 1. A vasúti vonat zajának zavartsága a sebesség függvényében
A berendezések (kompresszorok, vontatómotorok stb.) Zajszintje legfeljebb 50-60 km / h sebességgel érvényesül. Gördülési zaj - a "kerék-sín" rendszer ütközésének folyamatát a 30lgV függvény (V a mozgás sebessége, km / h) határozza meg, és a 60-300 km / h sebességtartományban érvényesül. A gördülőállomány, az áramszedő stb. Körüli légáramlás által létrehozott aerodinamikai zaj a 60lgV függőség és a 300 km / h feletti sebességnél érvényesül.
Néhány hozzájárul a folyamatok zaj- nyújt olyan folyamatokat, mint csörgő a gördülőállomány test (BLOKKZAJ) „visítás” kerekek az ívekben hangsugárzás fékbetét és a kerék a fékezés során (fékezés zaj) ütközés kocsik (zaj csatoló), a visszavert hangot, ha a telepítés sínek lemezek, ütközések a sínekhez, stb.
A vasúti közlekedés külső zajának kialakulásának egyik fő tényezője a gördülési zaj, vagyis a kerék és a vasúti kölcsönhatásból eredő zaj.
A kerék és a sín zaját az interakció által okozott rezgés okozza. A gördülési zaj képződését Remington által létrehozott modell írja le [12]. A modell grafikus ábrázolása a 3. ábrán látható. 2.
Ábra. 2. A gördülési zaj előfordulását leíró modell
Figyeljünk a figyelembe vett modell néhány jellemzőjére. A zajkibocsátás nemcsak érintkezéssel történik, hanem kapcsolódott felületekkel is, például alvókkal (3.
Ábra. 3. A pályának és a kerék felső szerkezetének bejövő elemeinek hangkibocsátása
A modellben egy kontaktszűrő fogalmát alkalmazzuk. Ez a modell fontos része. A közvetlenül az érintkezési képez érintkezési helyre, ahol mellett a két fő szervek a kerék és a sín tudja különböztetni a harmadik szerv - egy köztes réteget, amely egy keverék, amely vas-oxid és a termékek más kopás kerekek és a sínek. Ez a keverék egyfajta tömítés vagy szűrő, amely csökkenti a felmerülő feszültségeket.
Valódi körülmények között a keréknek a sínhez viszonyított lineáris mozgása van, vagyis a kerék mozgása valójában a sínfelület mentén történő gördülés és csúszás kombinációja (4. ábra)
Ábra. 4. Kerék-vasúti kölcsönhatás sémája
A kontaktus helyén rendkívül nagy nyomás áll a nyíróerőnek megfelelően, ami jelentős energiaköltségekhez vezet. Ennek eredményeként jelentős érintkezési erők lépnek fel az érintkezési felületen, és nagy intenzitású zaj keletkezik.
Az interakció hatásának jellege miatt az érintkező szervekben izgalomba hozható a sajátfrekvenciák teljes spektruma, amelyen a zaj kibocsátódik.
A kerék és a sín érintkezési zónájában felmerül egy olyan érintkezési nyomás, amely a kerékpár miatt a tömeg által okozott statikus terhelésből és a nagysebességű vonat üzemmóddal kapcsolatos dinamikus erőkből áll. Ezek az erők a gördülő felületek egyenetlenségéből adódnak az érintkezési ponton. Az érintkezési nyomás elsősorban az érintkezési ponton lévő egyenlőtlenségek amplitúdójától függ [23].
A síneket a gördülő felület hullámos kopása jellemzi, amelyet a kopás mértéke függvényében körülbelül 50-100 μm hosszúságú és több tízméteres magasságú rendszeres szabálytalanság jellemez. A szabálytalanságok nagysága nagymértékben befolyásolja a gördülési zajokat.
A gördülési zaj is nő, ha a kerekeken egyenetlen fékezést, úgynevezett "csúszkákat" használnak.
Az EU-ban megdöntött sínek okozta gördülési zaj csökkentése érdekében a síneket csiszolni kell. A szakirodalmi adatok szerint a zajcsökkentés hatása a csiszolási sínek után körülbelül 6 dBA.
A mikrofonok és szenzorok elrendezése a kísérlet során a 3. ábrán látható. 5.
Ábra. 5. Mikrofonok és érzékelők elrendezése
A síntől 1 m távolságban lévő mikrofonokat a sínfej magasságában szerelték fel (6. ábra). A pálya tengelyétől 25 m távolságra lévő mikrofonokat a talajszinttől 1,5 m magasságban szerelték fel.
Ábra. 6. Mikrofonok felszerelése 1 m távolságra a síntől
Ábra. 7. Háromkomponensű rezgésérzékelő telepítése egy sínre
Az őrlés előtt gördülő sínek felületének állapota a 3. ábrán látható. 8. A sínek gördülési felületének állapota csiszolás után az 1. ábrán látható. 9. Az ábrák közös pontokat mutatnak ugyanazon a webhelyen.
Ábra. 8. A sínek felületei őrlés előtt gördülnek
Ábra. 9. A sínek köszörülés utáni felületei
Az 1. ábrából. Ábra. 8. és Fig. 9. Látható, hogy a korábban kisebb vagy teljesen eltűnt szabálytalanságok jelentkeztek, de más szabálytalanságok (barlangok) is ki voltak téve, amelyek nem nyúltak ki az őrlés előtt. Hosszanti repedések a sínfej sugárfelületén képződnek, amelyek nem jelentek meg a csiszolás előtt (nyilakkal jelezve).
A zaj- és rezgésméréseket a 10-12. Ábrán mutatjuk be (például a személyszállító vonat közlekedését). Az 1. ábrán. A 10. ábra mutatja a zajmérések eredményeit 1 m és 25 m távolságban a gráfból történő megmunkálás előtti és utáni utakról, és nyilvánvaló, hogy a közeli mező különböző kerekekkel történő köszörülési hatékonysága 1-6 dBA. És egy ellenőrzési távolság 25 - 1 és 4 dBA között.
Ábra. 10. A zajszint mérési eredményei 1 m és 25 m közötti távolságban a személyszállító vonat elhaladása előtt és után a sínek
Ábra. 11 Hangnyomásszint 1 m és 25 m távolságban, előtte és utána, sínek köszörülése
Ábra. 12. A sínnek a z tengely mentén (függőlegesen) levő rezgésgyorsulásának értékei, őrlés előtt és az őrlés után, amikor egy személyvonatot
Ez az őrlés két lépésben történik egymás után. Az első vonat a vasaló alakos őrlését vagy megmunkálását végzi a megfelelő profil kialakításával, és a második vonat simítja a vágó után maradt mikrorészecskéket. Ezenkívül a csiszolási sínek zajcsökkentésének hatása nagymértékben enyhíti a belföldi kocsik gyűrűinek rossz állapotát. A kerekek különösen rossz állapotban vannak a ciszternák és gondola kocsik kocsival. A személygépkocsik kerekeinek gördülő felületeinek legjobb állapota, így a legjobb hatás az ilyen típusú autókon volt.
Így a nagyobb zajcsökkentő hatás elérése érdekében nem csak a sínek felületeinek akusztikus csiszolása, hanem a kerekes párok (különösen a teherkocsik) műszaki állapotának jobb ellenőrzése is szükséges.
A legjobb eredmény az, hogy csökkentse a zajt a vasúti darálási folyamat során az aktuális feltételek kapjuk részeken, ahol a terhelés mozgás származik, és elsősorban az utasforgalom, többrészes egységek és nagysebességű vonatok, mint amelyek minimális felületi hibák lovas kerékpárok.
2.3 Bélés a sínnyíláson
A gördülési zaj csökkentésének egyik módja az oktatási forrásban a sín hangkibocsátásának csökkentése, amelyet rezgéscsillapító bélések telepítésével érnek el a vasúti nyakra. Az átfedések általános nézete a 3. ábrán látható. 13.
Ábra. 13. Általános nézet a rezgéscsillapító burkolatokra a vasaló nyakán
A három típusú vonat (teherforgalom, elektromos vonat, személyvonat) vizsgálati eredményeit a 14-16. Ábrák mutatják.
Ábra. 14. Az SPL-mérések eredményei 1 m-re a síntől a bélésnél és anélkül, egy tehervonatra való utazás során
Ábra. 15. Az SPL-mérések eredményei a síntől 1 m távolságban béléssel és bélés nélkül, személyszállító vonaton
Ábra. 16. Az SPL mérések eredményei 1 m távolságban a vasalattól béléssel és bélés nélkül, elektromos vezetés közben
Az 1/3 oktávspektrum jellemzőinek elemzése alapján megállapítható, hogy az alacsony frekvenciájú tartományban csillapító hatás van, és a nagyfrekvenciás betét részben teljesíti a hangszigetelést. Érdekes megjegyezni az összes mért spektrum karakterisztikáját 1000 Hz frekvencián, amelyen a betétek nincsenek hatással. Ez megerősíti a hangszigetelés hatását nagy frekvenciákon.
Így az SPL csökkenése a spektrum közepén alacsony frekvenciájú régióban 2-5 dB volt, a nagy frekvenciatartományban 1-2 dB. A zajszint csökkenése kb. 3 dBA.
3 A vasúti közlekedés zajának csökkentése a szaporítási útvonalon
3.1 A vasúti közlekedés külső zajának eloszlásának jellemzői
Ha egy mozgó vonatról egy közeli épületbe tér el a térben a hang, akkor a divergencia jelensége által okozott távolságtól eltérő hangszintek (SZ) és hangnyomásszintek (SPL) csökkennek. a hangtérnek az egyre nagyobb térfogatra való divergenciája. Az USA és az Egyesült Államok redukciójának jellege a vonattól való távolságot tekintve hossza határozza meg. A meghosszabbított vonat a hengeres hanghullámok forrása, amelyek a lineáris radiátorok esetében jellemzőek. Feltételesen végtelen lineáris források esetén a távolság minden egyes megduplázódása esetén 3 dB (dB) csökken. A vonatnak véges méretei vannak, ezért ez a szabályosság korlátozott, azaz a távolság növelésével hengeres hullám halad át egy kvázi-hengeres (a csökkenés 4-5 dB), majd egy gömb alakú (csökkentett 6 dB), ha a vonat képviseli egy pont hangforrás. Az 5. táblázatban adják meg az egyesült királyságbeli egyesült államokbeli redukciót a távolság növelésével, amikor a vonat áthalad a töltésen.
A különböző típusú vonatok zajcsökkentése sík terepen
Az USA szabad térben való csökkentésének különbsége, például 100 m távolságban, elérheti a 4 dBA-t az árufuvarozás (hosszú vonat) és az elektromos vonatok (rövid vonat) között.
3.2. A vasúti közlekedés zajcsökkentése kis akusztikus képernyőkön keresztül
A zajcsökkentő eszközök használata a forrásban nem nyújt zajcsökkentést a kívánt értékekhez. A sugárzás útján a forrásból származó zajcsökkentés hatékony mérése a közeli hangszigetelés eszközeinek használata. Ilyen eszközként figyelembe lehet venni egy akadályt, amely kis méretű akusztikus képernyő formájában helyezkedik el a sínfej közelében. Az ilyen eszköz tervezési rajza az 1. ábrán látható. 5.1.
Ábra. 17. A BSP tervezési terve:
1 - zajforrás (gőz görgősín); 2 - BSZ; 3 - számított pont (RT); 4 - tárgy zajvédett; 5 - referenciafelület a BSZ és az RT között; 6 - a zajforrás és a BSZ közötti referenciafelület
A közeli hangszigetelés eszközeinek akusztikai hatékonyságának meghatározásához egy kis akusztikus képernyőt, a finn vasutak kísérleti szakaszát telepítették a telepített kísérleti Soundim képernyővel. A képernyő felső széle magassága a sín fejétől 850 mm volt. A képernyőtől a síntengelyig terjedő távolság 1920 mm volt. A képernyő általános nézete a 3. ábrán látható. 18. A mérési folyamatot az 1. ábra mutatja. 19.
Ábra. 18. A kis akusztikus képernyő általános nézete Soundim
Ábra. 19. Akusztikus képernyő akusztikai hatékonyságának mérése Soundim
A Soundim akusztikus képernyő eredményeit az 1. ábrán mutatjuk be. 20-21.
Ábra. 20. A Soundim képernyő akusztikai hatékonysága a személyszállító vonat áthaladása során
Ábra. 21. A Soundim képernyő akusztikai hatékonysága az árufuvarozás során
Hatásosság Soundim képernyő a mért rész finn vasutak hatásfoka 8,10 dB, amikor mentén mozgó utak szomszédos közvetlenül a képernyőn, és 4-7 dB mentén mozgó utak távol a képernyőn, ami hasonló a hatékonyságát képernyők más gyártók és más konstrukciók képernyőkön. A Soundim design képernyőinek leghatékonyabb alkalmazása azokon a szakaszokon lesz, ahol a nagysebességű vonatok, az elővárosi villamosvonatok és a személyvonatok mozgását szervezik
Jelenleg az intézkedések hatékonyságát csökkenti a zajt a terjedési út (beállítás AE) átlagosan 10-15 dBA, amely 2-3-szor nagyobb, mint a hatékonyság zajcsökkentési intézkedések formáció forrás (vibrodempfirovanie vagy hangszigetelő nyakkorlát stb.) A legjobb eredményeket ezekkel az intézkedésekkel együtt lehet elérni.