Jak snižovat vibrace a hluk u kolejových vozidel

Přirozeným jevem přírodních jevů a životní aktivity člověka je zvuk. Hlukem označujeme každý nežádoucí zvuk. Nadměrný hluk ohrožuje naše životní prostředí a mezi nejčastější příčiny hluku patří vibrace. Velmi účinnou metodou omezení hluku je jeho redukce přímo ve zdroji. Jednou z významných oblastí zdrojů hluku je doprava. V případě kolejové dopravy (železniční i tramvajové) jsou jedním z rozhodujících zdrojů vibrací a hluku kola kolejového vozidla. Snížením akustického vyzařování jejich kol dochází ke snížení jeho hlučnosti. Vibrace a tím také akustické vyzařování kol lze účinně omezit aplikací vhodných tlumičů. Kupříkladu absorpčního tlumiče, který je obvykle tvarově a materiálově optimalizován k dosažení požadovaného tlumení na rezonančních frekvencích kola ve frekvenčním intervalu, jenž je z hlediska hlučnosti kola významný. Tlumič má tvar dělené mezikruhové desky, tvořené střídavými vrstvami ocelového plechu a pryže. Segmenty tlumičů jsou uchyceny pomocí šroubů na vnější straně obruče kola. Dlouholeté zkušenosti s výrobou a aplikací tlumičů železničních a tramvajových kol má celosvětově známý český výrobce železničních a tramvajových kol a celých dvojkolí Bonatrans Group, Bohumín. Tlumič má tvar dělené mezikruhové desky, tvořené střídavými vrstvami ocelového plechu a pryže. Segmenty tlumičů jsou uchyceny pomocí šroubů se zápustnou hlavou na vnější straně obruče kola. Reálné kolo je při rázovém buzení zavěšeno svým otvorem na klínových řemenech a buzeno v radiálním směru dopadem ocelové koule o hmotnosti 2 kg na střed jízdní plochy kola z výšky 0,5 m. Při buzení v axiálním směru koule dopadá do zvoleného bodu poblíž obvodu kola z jeho vnitřní strany ze stejné výšky 0,5 m jako kyvadlo (koule je zavěšena na ocelovém lanku). Při testech zařízení byl akustický tlak snímán mikrofonem zvukoměru v ose kola 1 m od jeho čelní plochy. Elektrický signál ze střídavého výstupu zvukoměru byl digitalizován A/D převodníkem a archivován pro další zpracování. Mimo časového průběhu doznívání kola po rázu byla měřena přímým odečtem na zvukoměru maximální hladina akustického tlaku s integrační konstantou IMPULZ (doba integrace 35 ms). Je zřejmé, že tlumič sníží počáteční vybuzení v obou směrech přibližně dvakrát. Pokles hladiny akustického tlaku při doznívání vybuzeného kola s tlumičem je však podstatně rychlejší. Prakticky se tlumiče v současnosti využívají kupř. na nových i rekonstruovaných vozech metra v Praze, na některých vozidlech českých a slovenských drah, na testovací soupravě v Dopravním podniku města Brna a také na vozech metra v Bostonu (trať Blue Line). Jako příklad účinku tlumičů v praktickém provozu může posloužit měření hladin akustického tlaku tamějšího metra při průjezdu obloukem do stanice. Měřicí mikrofon byl umístěn na nástupišti ve výšce 1,2 m a orientován do oblouku. Na grafu jsou vyneseny hladiny akustického tlaku v 1/3 oktávových pásmech vážené filtrem A pro nová kola bez tlumičů a s tlumiči (měření v roce 2004). Totéž pro kola ojetá (měření v roce 2006). Komparace potvrzuje velmi výraznou redukci hladin akustického tlaku v 1/3 oktávových pásmech 3150 až 10 000 Hz (prakticky se projevují jako velmi nepříjemný kvílivý hluk) většinou o více než 10 dB, což je velmi výrazné (více než trojnásobné) snížení akustického tlaku. /jk/