弹性车轮的减振降噪效果

我国的轨道交通近年来发展迅速，至2020年开通运营的城市达到40座左右，总里程超过8500公里。地铁的出现给人们提供了极大的便利，速度快、不堵车、收费低等优点不尽其数，但运行中的震动和噪声问题却一直存在，影响了乘坐的舒适性，增加运营维护成本。目前地铁建设中为了降低基础结构的振动，广泛应用了弹性扣件，造成轮轨系统振动声辐射增大。线路运营产生钢轨波浪形磨损增加轮轨系统振动，导致铁路车辆和轨道强烈的振动、噪声。为了降低地铁轮轨系统的振动声辐射，在车轮上应用了减振降噪措施，包括在车轮上附加阻尼片、调谐质量阻尼器、阻尼环等。

刚性车轮和弹性车轮结构截面图

弹性车轮是由轮辋、轮心、安装环和橡胶块组成，车轮直径均为840mm。弹性车轮结构通过在轮辋和轮心之间设置橡胶层，主要起到两方面作用：一是橡胶层具有吸振作用，可直接吸收车轮的振动，降低声辐射。二是橡胶件具有隔振作用，将车轮的轮辋部分和辐板部分在某一频率以上进行解耦，能够有效降低幅板的振动声辐射。但是由于弹性车轮的橡胶层将轮辋和辐板解耦，轮辋部分变得自由，增加了轮辋的模态密度，因此轮辋的共振模态更容易被激发。

弹性车轮中的阻尼材料可以起到吸振、隔振的作用，降低了轮辋轴向、辐板轴向的振动，但是未能降低踏面径向的振动。

弹性车轮能够有效降低车轮辐射噪声，在1700Hz以下频段，弹性车轮降噪效果为1.4dB,在1700Hz~3200Hz频段，弹性车轮降噪效果为13.0dB，在40~3200Hz的降噪效果为5.9dB。

所以弹性车轮是一种具有较好减振降噪效果的措施，特别是曾经缓解了ICE高速列车的异常振动，但是由于安全性检测问题，目前弹性车轮主要应用在速度较慢的城市有轨电车上。