Почему российские поезда такие шумные?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
14
5 ответов
Поделиться
АВТОР ВОПРОСА ОДОБРИЛ ЭТОТ ОТВЕТ

Петька и Василий Иванович идут вдоль по путям. Петька спрашивает:

— Василий Иванович, почему у поезда колеса стучат? Колеса вроде круглые, рельсы плоские...

— Петька, ты знаешь площадь круга?

— Пи R квадрат.

— Вот этот квадрат и стучит.

А для ответа на вопрос я приведу выжимку из работы Д.А. Куклина «Оценка и снижение шума железнодорожного транспорта» с собственными соображениями на данную тему.

Принятые в нашей стране санитарно-гигиенические нормы шума не привязаны к источникам шума, который нормируется, например, для помещений жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки в зависимости от назначения помещений и времени суток.

В странах ЕС существуют нормы внешнего шума подвижного состава железнодорожного транспорта. Нормируемая характеристика – уровень звука (УЗ), в акустических децибелах (дБА). При этом нормы шума подвижного состава ж/д транспорта принимаются для расстояния 7,5 м от оси пути, в то время как у нас — в 25 м. Для разных скоростных режимов предусмотрены соответствующие нормативные значения УЗ. К тому же в России шум ж/д транспорта нормируется лишь для отдельных категорий подвижного состава.

Например уровень внешнего шума электропоезда в России при скорости 80 км/час не должен превышать 84 дБА на бесстыковом пути и 87 дБА на звеньевом пути. В странах ЕС уровень звука от железнодорожного транспорта должен быть в пределах 65 дБА.

В добавок у нас преимущественно используется звеньевой тип пути, в то время как ЕС широко применяется бесстыковой тип, что позволяет снизить как и уровень шумообразования, так и скорость износа подвижного состава и самого пути.

Интенсивность шума зависит в основном от скорости поезда. Шум оборудования (компрессоры, тяговые электродвигатели и др.) заметен на скоростях до 50-60 км/ч. Шум качения — в диапазоне скоростей 60-300 км/час. Аэродинамический шум, образованный обтеканием воздухом корпуса поезда, пантографов и прочих деталей (в том числе и локомотивных тележек) является главной составляющей на скоростях свыше 300 км/ч.

С аэродинамической точки зрения наши поезда далеки от идеала. Безусловно, у современных моделей аэродинамика лучше, чем у старых, но тем не менее она хуже чем у европейских моделей.

Заметный вклад в процессы шумообразования дают и другие факторы: корпусные шумы (дребезжание, скрипы корпуса в следствии износа и/или плохого качества сборки/проектировки), визг колеса в кривых, шумы торможения, шум сцепки, удары на стыках рельсов и др.

Значительная часть подвижного состава в метро и не только, это старые, произведенные еще в СССР модели, которые уже не раз ремонтировались, и от того представляют собой «монстра Франкенштейна», то есть собраны из частей с разным возрастом и степенью износа. А качество сборки, проектировки и контроль качества даже новых моделей, к сожалению, далеки от идеала. Это приводит к появлению существенных корпусных шумов.

Дополнительную роль играет и устройство самого ж/д пути: при установке рельсов на плитах происходит большее отражение звука, чем при установке на щебёночный балластный слой.

Саму работу Д.А. Куклина можно найти тут: akin.ru

18 страниц с графиками и таблицами.

Пользователю можно написать личное сообщение вBadoo
117

Что касается пути, сейчас практически повсеместно (как минимум на территории европейской части России) производится модернизация и устраивается т.н. "бархатный" (бесстыковой) путь. Как на перегонах, так и на станциях (например, Санкт-Петербург-Московская сортировочная практически полностью на бесстыковом). Но в уравнительных пролетах между плетями устанавливаются укороченные рельсы (длиной 12,5 м), по две-три штуки на пролет. Таким образом, избежать шума при ударах колес в стыках полностью не удается.

Бесстыковой путь, конечно, повышает износостойкость пути и подвижного состава, но трудозатраты на его содержание не уменьшает. В условиях нашей страны с постоянными скачками температуры в плетях возникают напряжения и при сильном изменении температуры рельса относительно температуры закрепления плети есть риск возникновения выброса пути - путь уходит в сторону, сдвигая всю рельсошпальную решетку, может произойти разрыв элементов скреплений, образуется резкий угол в плане. Выброс явление не частое, но имеет место быть, в том числе со сходом подвижного состава. Для того, чтобы предотвратить выбросы, плети "разряжают" - перезакрепляют на новую температуру.

При возникновении в таких рельсах дефектов требуется вырезать часть рельса, процесс весьма трудозатратный. Кроме того, рельсовая плеть - не цельнокатанный профиль, она сварена из рельсов стандартной 25метровой длины, в связи с чем в сварных стыках могут возникнуть определенные виды дефектов.

Что же касается укладки пути на бетонном основании - в нашей стране такое практически не происходит, даже путь на мостах обычно укладывают на мостовых брусьях либо на малых ж/б мостах на щебне. При модернизации сейчас в основном используют щебень независимо от классности пути, даже там, где можно использовать гравий, песок или асбест, используют щебень. Железобетонные основания со встроенными скреплениями, подобными АРС, скорее всего начнут использовать, если у наших железнодорожников руки дойдут до высокоскоростной магистрали ( пути сапсана - не ВСМ). Тогда же будут ставить шумоизолирующие экраны, хотя их и сейчас много где ставят, особенно на станциях и в жилых зонах.

+2
Ответить

Познавательно. Хотелось бы, чтобы вы написали свой ответ к вопросу. Даже если просто этот комментарий оформить как ответ-дополнение уже будет хорошо.

0
Ответить
Прокомментировать

В Берлине железнодорожные пути на станциях метро и поездов проложены специальными шумопоглащающими материалами и стены обработаны специальными материалами. Ну и поняное дело, сами вагоны шумоизолированы, поэтому при поездке практически не слышно шума снаружи.

11
Прокомментировать

Судя по фотографии, речь идёт именно о поездах метрополитена, а если вопрос про шум, то, наверное, автор спрашивал про пока самые распространённые по городам России поезда проекта времён СССР 81-717/81-714, или "номерные".

Чтобы понять суть проблемы, достаточно взглянуть на вагон: основным "мостиком шума" из тоннеля в салон являются двери, окна и система вентиляции. Конструкцию этих элементов он получил ещё от вагонов типа "А" (начало выпуска - 1934 год), а существенных конструктивных изменений (пожалуй, только дверной проём увеличили на вагонах "Е") не было аж с вагонов типа "Г" (также довоенная разработка).

Окна имеют одинарное остекление со сдвижной форточкой, что прекрасно передаёт звуковую вибрацию снаружи внутрь. Применение двойных стеклопакетов с откидными форточками снизило бы шум существенно.
Конструкция дверей изначально создавалась под надёжное открытие и закрытие в условиях предельной загрузки пассажирами, поэтому была выбрана именно конструкция дверей, сдвижных внутрь корпуса. Никакими уплотнителями дверь не прижимается, поэтому через щели воздух, как и шум, также беспрепятственно проникает. Теоретически возможно использовать дополнительный контур уплотнения с электромагнитным прижатием, который позволил бы, как на холодильнике, достигнуть герметичности и в этих дверях, но в более новых мытищинских вагонах решили использовать двери более сложного механизма открытия наружу.
Система вентиляции салона также создавалась под максимальный объём прокачиваемого воздуха, что, кстати, ощущается в час пик как благо. Вентиляция состоит из ряда "черпаков" вдоль крыши таким образом, что они захватывают воздух из тоннеля при движении в любом направлении. Вместе с воздухом также в салон проникает и шум.

Подобная конструкция салона не изменялась принципиально с вагонов типа "А", то есть с 1934 года, а конструктивно с вагонов типа "Г", что также является довоенной серией, массовый выпуск которой пришёлся на послевоенные годы, если не считать конструктивным изменением расширение дверного проёма на вагонах типа "Е" в 1963 году и увеличение количества "черпаков" на крыше для вентиляции по мере роста загруженности метрополитена. Именно постановка технических заданий под максимальную вместимость вагонов и скорость перевозки и сыграло с ними злую шутку с практически полным отсутствием звукоизоляции салона. Но это же и спасло несколько жизней во время террористических актов, так как радиус компрессионого воздействия взрыва на организм в таком негерметичном вагоне гораздо меньше, чем в закрытом салоне.

И ещё немного об источниках звука: помимо аэродинамических шумов и шумов тележек, есть активные источники шума: это электродвигатель, его хорошо слышно на разгоне и торможении, статический преобразователь и компрессор.

Коллекторный двигатель ДК-117 имеет самовентилируемую конструкцию. Это способствует его стабильной работе, но вызывает сильный вой во время работы, так как вся конструкция его неизолирована от окружающего воздуха. И если для пригородных электропоездов эта конструкция вполне приемлема, то в тоннеле метрополитена уровень шума становится действительно некомфортным. Двигатель под нагрузкой мы слышим при отправлении со станции (режим тяги) и при прибытии на станцию (режим торможения), во время движения мы слышим шум его коллектора.
Компрессор нагнетает воздух в систему торможения. К сожалению, его конструкция также слабо продумана по шумоизоляции и мы периодически слышим работающий под полом молот.
Статический преобразователь, или блок питания собственных нужд БПСН-5У2М - это, пожалуй, один из немногих узлов, шум которого был за время эволюции метропоездов снижен. Издающий ноту первой октавы (по справочным данным между соль и соль-диез первой октавы, мне постоянно слышится что-то между ми и фа первой), он хорошо слышен при стоянке поезда. Питает освещение и автоматику в вагоне. До его появления использовались мотор-генераторы, что мало того, что было шумно, так ещё и трясло вагон. На современных вагонах и этот шум благодаря более высокочастотным мощным полевым и IGBT транзисторам вместо тиристоров исчез благодаря тому, что рабочая частота у них ушла в ультразвук.

Современные метропоезда имеют пониженный уровень шума, но их первоначальная эксплуатация была также связана со множеством проблем: принудительная вентиляция салонов "Русичей" не обеспечивала достаточное количество воздуха в час пик в вагонах, конструкция дверей у "Оки" и "Ладоги" подклинивали, в связи с чем писались рекламации. Тем не менее развитие не стоит на месте, и через некоторое время, если возродятся нормальные конкурентные условия (на возрождение загубленного в угоду правительственной корпорации "Вагонмаша" уже надежд нет, увы), мы будем кататься в тихом, мощном и надёжном вагоне метро.

2
Прокомментировать
Читать ещё 2 ответа
Ответить