摘  要：CRH₃型动车组在京津城际铁路的成功开行，拉开了我国高速铁路运营的序幕。旅客对列车舒适性的要求越来越高，对车内环境界面的振动、噪声的要求也不断提高，为此，有效地采取措施减振降噪、提高乘客乘坐舒适性和安全性是当前高速列车发展的一项重要课题。介绍CRH₃型动车组内装系统自主研发的橡胶减振器内部结构及技术指标，它填补了我国动车组内饰件橡胶减振器研究的空白，并为我国碳钢车辆、地铁车辆等相关轨道车辆应用的减振器提供参考。

关键词：CRH₃型动车组；内装系统；橡胶减振器；减振降噪；研究开发

 

      我国铁路运输一直将提高运能和速度列为工作重点，随着人民生活水平的逐步提高，对旅客列车的舒适度要求也逐渐提高。我国对旅客列车的减振降噪研究起步较晚，仍多是沿用前苏联时期的设计理论及产品结构，反映到我国旅客列车的设计上，基本还处于初级阶段，主要在内装的设计结构上采取增加橡胶阻尼板的方式进行减振。图1为碳钢车辆减振示意图。

      按照“先进、成熟、经济、适用、可靠”的方针，从2004年10月开始，铁道部组织完成了140列时速200 km动车组的采购项目合同签订，成功引进国外动车组先进技术。通过几年的持续发展，我国逐渐消化吸收了动车组技术、完善了生产体系。通过不断的技术探索与研究，开发出性能与进口件媲美的橡胶减振器，对其进行了产品替代。国产橡胶减振器不仅可以使采购成本降低40%～50%，交货周期还缩短了2～3周。

 

      橡胶减振器原理模型如图2所示。橡胶减振器共分为三部分：

      （1）支座：采用铸铝材质制造，主要是将橡胶减振器各部件加以集成，并与车体载体固定；

      （2）橡胶轴套：采用阻尼橡胶，强化橡胶的阻尼作用，使该减振器在较宽温度范围和振动频率内均可实行有效阻尼，满足恶劣环境、大交变载荷的减振降噪要求；

      （3）安装扣盖：采用不锈钢材质制造，主要作用是固定车内装饰件，并承受外部载荷，优化连接环境。

      橡胶减振器的工作性能主要体现在对振动的阻尼作用，这种阻尼作用除了取决于所用阻尼橡胶的材质组成外，还与橡胶减振器的结构尺寸、橡胶硫化工艺、各组成体的连接结构密切相关。由图2（c）可知，橡胶减振器为半封闭结构，上部采用圆筒形不锈钢壳体，橡胶轴套外表面硫化到壳体上，内表面硫化到减振器另一部分的外表面上，起到过载保护的作用。减振器在交变载荷作用下，橡胶轴套受到一种或多种复合作用而产生变形，吸收由冲击产生的动能，通过橡胶内部分子的位移变形消耗能量。橡胶轴套制作过程中，其外表面直接硫化到另一部分的内壁上，轴套内表面则硫化到承受轴向、径向载荷的轴芯上，该轴芯与上部壳体连接。减振器主要承受拉伸和压缩应力、剪切应力及以上应力的复合作用。

      图3所示的应用中，橡胶减振器的支座法兰上有2个安装孔，通过这2个安装孔把橡胶减振器固定到车体上，座椅安装型材通过螺栓与橡胶减振器中的预埋螺母配合连接。外载荷（座椅安装型材承受的力）通过橡胶减振器的橡胶轴套传递到车体上，迫使橡胶轴套发生变形，进而吸收冲击产生的动能，并通过内部摩擦消耗能量，起到减振降噪作用。

      按照EN 12663《铁道车辆车体结构要求橡胶减振器的技术要求》，在y方向上所要求的抗冲击载荷能力是3g，载荷如图4所示，完全满足车内设施的固结强度要求。委托SGS（Standards Technical Services Co...Ltd）对国产化橡胶减振器的批量样品进行强度和射线裂纹探伤测试，测试结果如图5、图6所示。

      综合上述：量产的国产化橡胶减振器满足强度要求，产品无内部缺陷。

      2011年2月，在中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司的CIT检测模型车上进行了橡胶减振器的国产化部件安装，经厂内检验及线路运营试验，达到了预期目标，即动车组平稳性指标达到优秀（W ≤2.5）；乘坐舒适度指标达到《200 km/h及以上速度等级动车组动力学性能试验鉴定方法及评估指标》规定的2级要求（Nmv<2）。

 

      国产化的橡胶减振器不仅大幅降低了采购成本，还填补了动车组内饰件橡胶减振器研究的空白。成熟、可靠的橡胶减振器还可以向碳钢车辆、地铁车辆等相关轨道车辆推广，共同提高乘客乘坐的舒适度和安全性。

 

[1] 张卫华．高速动车组引进技术消化吸收再创新[J]．世界轨道交通，2006(11)：32-33