随着全球经济的快速增长，世界各国中的城市都得以发展，为人们提供了良好的生活环境。但在城市经济以及各项基础建设迅猛发展的同时，其中产生的大量噪音污染也成为了影响。41"1日常生活工作的重要问题，噪音主要是指嘈杂的、有害的、人们不需要的高分贝声音。从人类生理方面来讲，噪声会影响人们的休息，刺激人们的神经系统，如果长时间处于噪声环境极其容易引起头晕、恶心、易疲劳等症状，经过相关人员研究，噪声还是引发人类高血压和心脏病的其中一个重要因素，所以目前噪声污染已经成为世界各国急于解决的问题，围绕城市噪音污染的形成原因和有效防治措施进行讨论，希望对今后的噪音污染有所帮助。
[关键词]城市轨道交通；噪音；降低措施
为了降低城市噪声公害,针对轨道交通车辆噪声产生的原因,从降低声源和传播途径2个方面的噪声着手,可采取使用低噪声轮对,选择新型轮轨匹配材料,选用直线电机和径向转向架,改进车体结构设计和提高车辆的隔声性能等措施,能对降低车辆噪声对环境的影响起到良好的效果。城市环境噪声以交通运输噪声最为突出,许多国家研究结果都表明,城市环境噪声的70%来自交通噪声。城市轨道交通车辆是特殊的流动声源,对环境的影响面也最广,是城市轨道交通噪声产生的根源。噪声干扰人们的工作和生活,危害人体健康,是影响面最为广泛的一种公害。为此,分析与轨道交通车辆直接相关的噪声,探讨相应的防护措施。
1.车辆噪声的形成
1.1摩擦噪声
摩擦噪声当车辆在一条较小半径曲线线路上运行时,车轮沿曲线钢轨并非纯滚动运行,要产生局部的横向滑动。正是这种在曲线上车轮对轨道的不完善的导向造成“卡滞―滑动效应”,结合车轮和轨道的振动响应,形成摩擦噪声。
1.2撞击噪声
车轮和钢轨长期相互作用都会产生磨耗,当车辆防滑系统发生故障时,就会造成车轮在钢轨上打滑擦伤,车轮可能失圆或产生扁疤,钢轨可能会产生波浪型磨耗。状态不良的轮轨相互作用会使振动加剧,噪声加大。特别是钢轨表面波长为3～5cm的短波浪型磨耗,车辆行驶时就会产生特别大的“卡嗒―卡嗒”的撞击噪声。
1.3轮轨噪声
轮轨噪声主要有3种类型:摩擦噪声、撞击噪声和滚动噪声。每一种噪声均由相对应的机械结构所产生。
1.4机械噪声
机械噪声主要指制动系统在实施制动时,闸片与制动盘之间摩擦振动,激发制动闸片、闸片托架以及制动盘等产生自激振动,形成制动噪声。另外,制动系统中悬挂连接和支座所使用的许多销套,由于销套与销轴之间的间隙在运行中相互撞击而产生噪声等。此外,还有车辆其他的辅助系统所产生的机械噪声。
1.5电机噪声
电机运转所产生的噪声,包括牵引电机、冷却风扇、空气压缩机组等产生的噪声,它也是城市轨道交通主要噪声来源之一。特别是电机冷却风扇的噪声,随列车运行速度的提高而增大,其程度往往要大于轮轨噪声。
2.车辆噪音的解决措施
2.1降噪阻尼盘
车轮降噪阻尼盘的降噪机理是基于粘弹阻尼材料降噪技术，采用约束阻尼层结构利用高耗能阻尼材料来减振降噪。降噪阻尼环安装方式参见图6，降噪阻尼盘由钢质约束层和阻尼材料层组成，各层通过高性能压敏胶与车轮幅板粘接在一起。由于车轮轮缘最外位置是车轮行驶时振动最大的位置，因此，降噪阻尼盘的设计尽量靠近边缘，如果阻尼盘有翻边部分来约束振动，则具有更好的降噪效果。
车轮降噪阻尼盘为钢板整体冲压成型，复合阻尼材料粘接在车轮上，复杂形状成型较难，因此，降噪盘更适于直幅板车轮。直幅板车轮安装阻尼盘后降噪量可达13.95dB，降噪效果明显，安装降噪盘在整个频率范围内都有比较明显的降噪作用，尤其在Hz-Hz中高频之间降噪效果最好，在Hz时可达20dB。
通过对钢轨增加阻尼、抑制钢轨振动，采用约束阻尼在宽频域内增加钢轨阻尼，减小钢轨的振动加速度及表面声辐射，降低轮轨噪音。
2.2轨道降噪措施
通过对钢轨增加阻尼、抑制钢轨振动，采用约束阻尼在宽频域内增加钢轨阻尼，减小钢轨的振动加速度及表面声辐射，降低轮轨噪音。迷宫式约束阻尼结构由联结板和约束板及两者之间的阻尼层组成，联结板与约束板上设有相互配合的、实心或空心的凸凹结构或翅片，构成蜿蜒曲折的阻尼空腔，阻尼空腔内充满高性能的阻尼材料，连接体的表面形状同待粘贴的钢轨表面的形状一致，通过高强度、高刚性粘结胶粘贴在钢轨的非工作表面上。当钢轨振动时，振动通过刚性的粘结胶传至联结板，试图带动约束板一起振动，由于约束板的刚度较高，造成约束板与联结板的变形不一致，强迫阻尼层发生剪切变形，从而吸收消耗振动能量，有效地降低了轨道所产生的振动，提高了车轮和轨道的使用寿命。由于振动为噪声之源，噪声也大幅降低，尤其是一般方法很难消除的一次噪声，减轻了钢轨噪声对周围的影响。这种阻尼减振对于各种频率都有较好的减振效果，因此具有宽频带减振效果，对高频噪声如曲线嚣叫、制动嚣叫效果更好。
在制动组件上添加减振装置在闸片托架上装设阻尼装置,在闸片和托架的连接上采用预张紧装置,采用这些措施后可使制动噪声有可能降低20dB。另外在制动系统悬挂连接和支座所使用的许多销套中,加装弹性橡胶元件,可降低销套与销轴之间在运行中相互撞击而产生的噪声。
2.3迷宫式约束阻尼器
阻尼车轮由钢质车轮本体、联结板、阻尼层和约束板组成。联结板的表面为曲面，和车轮的内表面相配合，通过高强度粘结胶和车轮内表面粘贴在一起，其上部结构为凸凹结构。约束板的外表面为平面，内表面也为凸凹结构，扣在联结板之上与联结板一起构成迷宫式结构空腔，空腔内填充阻尼材料，即组成迷宫式约束阻尼车轮。
2.3.1装设车裙
在车体向下延伸部分装设车裙,可起到阻挡牵引系统噪声由底架向外辐射的作用。
2.3.2设置隔音罩
在转向架两侧面设置隔音罩,对于滚动和制动噪声以及次级噪声的降低与衰减均有明显的效果,能有效地降低列车辐射噪声对周围地区的影响。
2.3.3提高车体的隔声性能
在车体钢结构内表面涂以防振阻尼层后,钢结构的声频振动转化为热能消散,从而可减少声波的辐射和声波振动的传递。同时也改变了钢板的自振频率,避免噪声主频率与钢板自振频率一致时引起共振,提高了钢板的隔声性能。车体的隔墙采用双层墙结构构,每次只需单独制造上模块、下模块即可。在生产锻件时,根据生产作业指令,由模具维修钳工更换不同的上模块和下模块,即在模具处于最大开启状态下,停止设备,关闭电源,松开压板内六角螺钉17,卸下压板,取出上模块和下模块,然后以圆柱销12定位,将另一产品的上模块和下模块装上,装好压板并拧紧压板内六角螺钉,合模,开机即可进行另一产品的生产。每次换模时间一般不超过10min。而安装一套普通专用的整体锻模一般需要1～2h。采用性能良好的车辆辅助系统空调装置压缩机可采用性能先进的涡旋式压缩机,其运动部件少、振动小、噪声低,而且可靠性高,使用寿命长。
降低车轮和钢轨表面的粗糙度对钢轨和车轮表面定期进行磨削和镟修,提高其表面光洁度,保持平滑完好状态,是降低滚动噪声行之有效的措施。另外,采用焊接的长钢轨,以减少车轮对钢轨接缝处的冲击次数,也可降低列车撞击噪声整改效果产品精度得到保证导柱、导套导向机构的采用,使上、下模的合模精度得到保证。而起定位作用的圆柱销孔及模块型腔利用线切割、数控加工中心或者电火花成型机等模具精加工设备加工,保证了模具的装配精度,产品质量得到保证。
3城市轨道交通车辆未来发展趋势
3.1节约成本
由于采用通用模架,开发新产品时只需单独增加工作零件上模块和下模块,因此节约了昂贵的模具钢材料,也降低模具制造费用,减少了模具投入。相比原来的整体锻模,3年来共计节约模具费50余万元。因不更换模架就能更换模块,也减轻了工人的劳动强度,使锻造有效工时增加,提高了工作效率,降低了人工成本。提高模具寿命合理的模具结构参数的设计和模具材料的选用,使模具的使用寿命得到了提高。模架使用已达50万次仍保持状态良好。模块一次修模可使用3万次以上,比原来使用的5CrMmMo钢整体锻模的0.8万次的寿命有了很大的提高。
3.2加快新产品开发速度
新产品的开发只集中在工作零件上模块和下模块上。上模块、下模块可作为系列标准件提前备料和完成除型腔外的所有粗精加工,需用时再根据图纸直接加工型腔,最多只需3～5d的时间即可完成。而设计、加工1套整体锻模则需要1～3月时间。因此,缩短了模具的设计、备料和制造周期,从而加快了新产品开发速度。
结束语
无论是发达国家还是发展中国家，城市噪声已经成为全社会关一t7的问题。治理环境噪声污染是现代化城市建设的重要内容。亦是衡量一个城市文明水平高低的重要标志。城市噪声的产生与治理是一个新的课题，需要环保部门及相关部门通力配合和全社会的支持。随着我国城市轨道交通运输的快速发展,治理城市轨道交通车辆噪声对环境的污染越发显得重要。为此,从降低声源噪声和传播途径上的噪声2个方面,通过采用新型低噪声轮对、选择新型轮轨匹配材料、推广使用直线电机和径向转向架、改进车体的结构设计以及提高车辆的隔声性能等措施,对降低车辆噪声对环境的影响起到重要的作用。
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