4.1. Уменьшение шума при взаимодейст­вии колеса и рельса

Можно предложить два про­тивоположных метода уменьшения шу­ма, излучаемого взаимодействием комп­лекса и рельса.

Первый из этих методов сводится к максимально возможному уменьше­нию неровности колес и рельсов. В этом случае наибольший эффект до­стигается устранением неровностей у то­го из указанных элементов, неровность которого большая. При таком подхо­де происходит снижение переменной со­ставляющей силы взаимодействия коле­са и рельса. Подобный метод дает наи­лучшие результаты на практике. Это предполагает текущее содержание по­верхности рельсов в состоянии свобод­ном от волнообразного износа и приме­нение дисковых тормозов для уменьше­ния образования неровностей на банда­же колес. Возможно также применение некоторых типов колодочных тормозов, в которых чугунные колодки заменяют­ся на тормозные колодки из композит­ных материалов, хотя эти колодки по-прежнему будут воздействовать на бан­даж колеса. Такая замена колодок спо­собствует уменьшению шума качения, так как на поверхности колеса не будут образовываться волнистые неровности.

При втором методе можно попы­таться уменьшить реакцию излучающих шум элементов. Наиболее очевидный способ заключается в увеличении демп­фирования колес или рельсов. Такая по­пытка была сделана при поиске меро­приятий по уменьшению скрежета колес при проходе кривых участков пути. Од­нако эта попытка не привела к сколько-нибудь значительному снижению шума при качении колес по прямолинейному или криволинейному участку пути боль­шого радиуса. Причина неудачи этой попытки не ясна, но можно полагать, что трение, которое возникает в месте контактной вмятины, уже превышает значение дополнительно вводимого дем­пфирования.

Был испробован также другой метод уменьшения излучаемого шума путем устройства акустического экрана на ку­зове в виде фартуков, прикрывающих тележки. Эффект от этого метода был также незначительным: наибольшее сни­жение шума составило 2 дБА. Слож­ность устройства фартуков состоит в том, что обычно их нельзя сделать до­статочно низкими для полного экрани­рования шума колес из-за жестких огра­ничений установленного габарита под­вижного состава для предотвращения соударений с различными путевыми уст­ройствами. Кроме того, если принять корректность теории о том, что рельс является главным источником излучения шума, то экранирование колес вряд ли может привести к значительно­му снижению шума.

Другим возможным решением явля­ется устройство протяженных акустиче­ских экранов вдоль пути. Однако возни­кает сомнение относительно эффектив­ности акустических экранов, установлен­ных близко к пути. Обычно акустические экраны эффективны лишь тогда, когда приблизительно их высота превышает длину волны звука, распространяющего­ся в направлении экрана. Следователь­но, можно полагать, что экраны будут эффективны лишь в области верхних частот спектра шума взаимодействия колеса и рельса, да и то лишь в том случае, когда каждый железнодорожный путь огражден акустическими экранами с двух сторон.

Шум грузового вагона

По эксплуата­ционным соображениям система рессор­ного подвешивания грузового вагона должна быть как можно более эконом­ной. Последствия этого очевидны. Гру­зовые вагоны строятся относительно грубо, без должных мер, ограничиваю­щих их дребезжание и грохот. Демпфи­рование системы рессорного подвешива­ния обычно недостаточно, и вибрации могут свободно передаваться кузову вагона. Причем вагоны шумнее при по­рожнем пробеге, чем при эксплуатации в груженом состоянии: груз приводит как к стабилизации массы, так и к неко­торому демпфированию.

Могут быть предложены технические средства уменьшения шума грузового подвижного состава до уровня шума пассажирских вагонов, но их реализация натолкнется на ряд препятствий. Иссле­дования показывают возможность сни­жения уровня шума грузовых вагонов с помощью дисковых тормозов на 5 дБА. Однако обычно возникают, помимо соображений, связанных с модифика­цией тормозной системы, еще и другие веские аргументы в пользу сохранения чугунных колодочных тормозов. Изме­нения тормозного усилия в зависимости от скорости движения применительно к двум рассматриваемым системам тор­мозов значительно отличаются. Поэто­му использование в эксплуатации грузо­вых вагонов с разными тормозами в од­ном и том же поезде не может быть допущено. Следовательно, эксплуатация международных грузовых поездов с обычным для них переформированием и разнотипностью вагонов требует того, чтобы у всех вагонов новых или старых, любой принадлежности была одна и та же тормозная система.

Снижение уровня шума дребезжания и грохота, а также устранение резонанс­ных форм колебаний кузовов подвиж­ного состава не представляет особых технических трудностей, но реализация соответствующих мер требует затрат. Аналогично этому применение более прогрессивной системы рессорного под­вешивания или грузовых вагонов, оснащенных тележками, а не использование удлиненных вагонов с двухосными колесными базами, приводит к скрежету в кривых участках пути. Перевод старых грузовых вагонов на новую современную ходовую часть связан с большими затратами.

Снижение вибрации