干货|对于地铁车辆转向架车轮降噪方式的研究

摘要

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。
　

02   降噪车轮

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。图1为降噪阻尼环的安装图。

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）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是通过车轮的模态振动发出来的，当阻尼片安装在车轮上时，通过吸收其中高频振动模态，达到降噪的目的。图2为两种降噪阻尼片在车轮上的安装方式。国内大部分城市的地铁车辆转向架车轮采取的降噪措施是安装降噪阻尼片。北京地铁曾经对安装降噪阻尼片的车轮进行过线路试验，与标准车轮比较，可降低约10dB(A)左右。

图2降噪阻尼片

地铁车辆转向架车轮普遍安装有降噪阻尼装置，并且种类繁多，但出于成本及运营维护考虑，弹性车轮及橡胶轮转向架在国内应用较少。从国内地铁车辆转向架车轮降噪装置的使用情况来看，笔者认为，阻尼片采用螺栓连接，存在螺栓断裂的隐患，与阻尼片相比，阻尼环具有组装、拆卸方便，使用寿命更长等特点；降噪阻尼环及降噪阻尼片在未来的地铁车辆上将会占有更大的空间，但在以下方面还需要进行研究：

（1）降噪阻尼片及降噪阻尼环在车轮上安装的可靠性研究。阻尼环作为新型产品，其可靠性还需要进一步论证。

（2）研发新型的车轮降噪措施，以降低转向架的制造及维护成本。