電車の騒音
スイスでは旅客列車の通過騒音が測定されています。

列車騒音とは、列車が発する車両騒音のことです。車内だけでなく車外でも騒音が聞こえることがあります。

地下鉄、LRT（ライトレール） 、貨物列車は、近隣住民に大きな列車騒音を及ぼす可能性があります。世界保健機関[ 1 ]や米国環境保護庁などの組織は、高速輸送機関の騒音レベルのデシベル制限に関するガイドラインを設定しています。騒音レベルは、線路の隣に防音壁を設置することで低減できます。 [ 2 ]従来の「カチカチ」という音は、熱膨張を許容するためにレールに隙間が設けられているために発生します。ほとんどの鉄道では、この隙間は互いに反対側にあり、車両がレールとほぼ同じ長さであれば、均一な「カチカチ」という音が発生します。米国では、レールの継ぎ目が互い違いになっているため、反対側ではないため、異なる不規則な音が聞こえます。

出典

地下鉄の電動モーターから発生する磁気ノイズの例

エンジン、牽引モーター、ブレーキ、レールの上を転がる車輪など、列車のさまざまな部分によって、いくつかの独特な音が生成されます。

  • 車輪とレールの表面の粗さや凹凸は、騒音や振動の原因となります。レールの継ぎ目や凹凸は、列車の車輪がそこを転がる際に、おなじみの「カチカチ」という音を引き起こします。レールの波状摩耗（波形金属に似た周期的な摩耗パターン）は、音響的な騒音と振動を引き起こします。細かく短波長の波状摩耗は、その高音から「轟音レール」と呼ばれ、粗く長波長の波状摩耗は地面や近隣の建物を振動させる可能性があります。[ 3 ]レールの粗さと波状摩耗は、レールを研磨することで除去されます。これにより、問題のある箇所の騒音は軽減されますが、研磨工程で残ったレールの模様は時間の経過とともに摩耗し、平らになるため、研磨したばかりの線路では列車が独特の音響的な音を発します。
  • レールキールは、通常急カーブ付近など、特定の状況下で列車の車輪が滑ることで発生する音です。 [ 4 ]
  • トンネル内での列車の空気の入れ替えにより、乱気流による騒音が発生する可能性があります。
  • 列車は通信と警告の両方のために、クラクション、笛、ベル、その他の騒音発生装置も使用します。
  • ディーゼル機関車やディーゼル機関車のエンジンは、かなりの騒音を発生します。近年、各国・各地域で騒音規制が施行されているため、新型機関車は大幅に静音化しています。しかしながら、ターボチャージャーに不具合が生じ、数キロメートル先まで響き渡る異音が発生する場合があります。これは稀なケースであり、通常は該当機関車はすぐに修理工場に送られますが、その騒音は空襲警報サイレンや大型のブロワーに匹敵すると言われています。キャタピラー社の機関車部門であるEMD社製の710シリーズエンジン搭載車で最も多く発生していますが、ターボチャージャー搭載の機関車であればどの車両でもこの問題が発生する可能性があります。
  • 電気牽引モーターは、しばしば電磁誘導ノイズを発生します。この高音ノイズは、機械の速度とトルクレベル、そしてモーターの種類に依存します。[ 5 ]可変周波数駆動装置はパルス幅変調（PWM）を使用しますが、これにより電流の高調波が増加し、音響ノイズが増加します。PWMのスイッチング周波数は非同期（速度に依存しない）または同期（速度に比例する）に設定できますが、いずれの場合も音響ノイズは速度に応じて変化します。[ 6 ]

レールのきしみ音

米国のユニオン・パシフィック鉄道の曲線部潤滑システムの上面図

レールキールとは、急カーブでよく発生する、線路の摩擦音である。このキール音は、車輪のフランジがレールの頭を擦ることで発生する。一方、「ハウリング音」は、車輪が線路の上で横方向に引っ張られたり滑ったりすることで発生する。この結果、車輪の振動が増加し、一定の振幅に達するまで振動が続く。[ 7 ]レールへの潤滑油塗布の効果は限定的である。速度低下も騒音レベルを低減する効果があるようだ。[ 8 ]

車輪のリムが固着すると、車輪がベルのように鳴るため、ゴムダンパーや同調アブソーバーが騒音を低減する解決策となる可能性があります。例えば、 MBTAグリーンラインは、中央地下鉄内の急カーブで深刻なレール鳴きに悩まされています。レール鳴きの問題を軽減するために、フランジスティックグラファイト潤滑装置が車両に搭載されています。[ 9 ]鳴きを引き起こすメカニズムは、車輪とレールの接合部で発生する摩耗の原因でもあります。

レールのきしみ音に影響を与える要因には以下のものがある: [ 10 ]

参照

参考文献

  1. ^世界保健機関（WHO）ヨーロッパ地域事務局（2018年）ヨーロッパ地域における環境騒音ガイドライン。https ://apps.who.int/iris/handle/10665/279952
  2. ^国際鉄道連合（UIC）、持続可能性、ヨーロッパの鉄道騒音、最新技術レポート、2021年、ISBN 978-2-7461-2990-0
  3. ^ Grassie, Stuart L (2009年11月). 「レールの波状摩耗：特徴、原因、および対策」 . Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit . 223 (6): 581– 596. doi : 10.1243/09544097JRRT264 . S2CID  110689793 .
  4. ^ Thompson, DJ; Squicciarini, G.; Ding, B.; Baeza, L. (2018). 「カーブのきしみ音に関する最新レビュー：現象、メカニズム、モデリング、緩和策」.鉄道輸送システムの騒音・振動緩和. 数値流体力学と複合設計に関するノート. 第139巻. pp.  3– 41. doi : 10.1007/978-3-319-73411-8_1 . hdl : 10251/137594 . ISBN 978-3-319-73410-1. S2CID  125601090 .
  5. ^「J. Le Besnerais 他, 鉄道車両の牽引モーターから発生する可聴磁気騒音の特性評価」, Noise Control Engineering Journal, ISSN 0736-2501, Vol. 57, Nº. 5, 2009, págs. 391-399
  6. ^ Le Besnerais, J.; Lanfranchi, V.; Hecquet, M.; Brochet, P. (2010). 「誘導機におけるPWM電源による可聴磁気ノイズの特性評価と低減」IEEE Transactions on Industrial Electronics . 57 (4): 1288– 1295. doi : 10.1109/TIE.2009.2029529 .
  7. ^ Rudd, MJ (1976). 「車輪/レール騒音—パートII：車輪の鳴き」. Journal of Sound and Vibration . 46 (3): 381– 394. Bibcode : 1976JSV....46..381R . doi : 10.1016/0022-460X(76)90862-2 .
  8. ^ Barnt Green Rail Noise - レス・ベイリーによる要約
  9. ^ MBTAの車輪が鳴る理由と、その騒音を抑える方法
  10. ^ Thompson, DJ; Squicciarini, G.; Ding, B.; Baeza, L. (2018). 「カーブのきしみ音に関する最新レビュー：現象、メカニズム、モデリング、緩和策」.鉄道輸送システムの騒音・振動緩和. 数値流体力学と複合設計に関するノート. 第139巻. pp.  3– 41. doi : 10.1007/978-3-319-73411-8_1 . hdl : 10251/137594 . ISBN 978-3-319-73410-1. S2CID  125601090 .

参考文献

  • トンプソン, DJ (2008).鉄道騒音と振動. エルゼビア・サイエンス. ISBN 9780080451473。

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