[發明專利]基于軌道振動的監測自動控制摩擦改進劑施加的降噪裝置

在審

• 申請號: 201610121156.4
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105752107A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 劉曉剛
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B61K3/00
• 分類號: B61K3/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

技術領域

本發明涉及軌道降噪領域，尤其涉及一種基于軌道振動的監測自動控制摩擦改進劑施加的降噪裝置。

背景技術

軌道交通是世界各國廣泛采用的交通方式之一，具有速度高，運能大，污染低等諸多優點，在經濟發展中起到了不可忽視的作用。我國的軌道交通建設目前進入高峰期,無論從城市軌道交通規劃城市數量、規劃城市軌道交通總體規模，還是運營里程，在建里程，中國軌道交通總體規模都非常龐大。

然而，鐵路噪聲是影響環境的一個重要因素，隨著高速鐵路的快速發展，鐵路噪聲污染引起人們的日益關注，噪聲廣泛影響著人們的各項活動，干擾人們的正常生活和休息，嚴重時甚至危害人的身體健康，如引起心血管疾病、內分泌疾病等。噪聲可使人精力分散，工作效率降低，甚至成為社會不穩定因素。因此，降低鐵路噪聲是學術界和政府非常關心的課題。列車駛經彎道時車輪踏面在鋼軌上會產生軸向與周向的滑動，兩者不再處于純滾動狀態，加之輪緣對軌側的摩擦，進而產生摩擦自激振動，向周圍環境輻射高頻尖銳噪聲。輪軌滾動噪聲作為鐵路噪聲的主要聲源，在高速列車中較為突出，據資料顯示，列車噪聲的來源主要是車輪與軌道產生的摩擦自激振動。此外，不但有噪聲的排放和污染，還會對輪子和軌道造成磨損。目前國內采用的城市軌道降噪的方式主要以吸音和隔音材料制作的聲屏障，這種設計雖能屏蔽大部分噪聲，但對于鐵路的長期發展以及成本考慮，其高昂的造價是很大的缺點。

近期有研究表明，摩擦改進劑的應用可有效減少輪軌嘯叫噪聲。摩擦改進劑的應用能夠在源頭上消除噪聲，近來在世界各國逐漸獲得廣泛應用。據目前調研，輪軌潤滑是一種投資少、見效快的有效方法，美國鐵路協會的統計資料,近15年來用于購置鋼軌潤滑設備及日常運用的總支出約3-11億美元,其獲益卻超過41億美元.適當的潤滑處理可以顯著減小輪緣及軌側的磨損，磨損指數幾乎降低60％，延長鋼使用壽命，進一步的分析表明，在銳曲線(200m)，軌道壽命可以延長100％。

然而，在摩擦改進劑施加時機和施加量的控制仍是一個亟需解決的問題，因為施加過多會造成環境污染和成本提高，而施加不足或不及時又不能有效控制噪聲污染。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中無法有效降低軌道噪聲的缺陷，提供一種通過自動檢測軌道橫向振動來的大小來相應的施加摩擦改進劑，從而降低輪軌嘯叫噪聲的降噪裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

提供一種基于軌道振動的監測自動控制摩擦改進劑施加的降噪裝置，包括監測控制模塊、摩擦改進劑施加模塊和太陽能供電模塊，其中：

監測控制模塊，包括振動檢測模塊和噴灑控制模塊，該振動檢測模塊用于檢測鐵軌振動狀態，該噴灑控制模塊，用于根據檢測的鐵軌振動狀態控制摩擦改進劑的噴灑；

摩擦改進劑施加模塊，與監測控制模塊連接，用于在監測控制模塊的控制下，在列車將到達時噴灑摩擦改進劑，遠離時停止噴灑；

供電模塊，用于為監測控制模塊和摩擦改進劑施加模塊供電。

本發明所述的降噪裝置中，摩擦改進劑施加模塊包括活塞和電機，活塞置于一存儲箱中。

本發明所述的降噪裝置中，該監測控制模塊還包括改進劑余量監測模塊，用于對摩擦改進劑的余量監測并在低于最低余量時通過短信息自動通報相關人員。

本發明所述的降噪裝置中，該振動檢測模塊包括多個加速度傳感器。

本發明所述的降噪裝置中，供電模塊為太陽能供電模塊。

本發明所述的降噪裝置中，電機正轉時，帶動活塞向上升，從儲存箱中吸入摩擦改進劑至一腔中，為噴灑做準備；電機反轉，帶動活塞向下壓，壓出摩擦改進劑至一噴嘴機構后再流出。

本發明所述的降噪裝置中，所述電機的轉速可調，用于控制噴灑摩擦改進劑流量大小。

本發明所述的降噪裝置中，供電模塊包括太陽能電池板、蓄電池以及電壓轉換與供電保護電路，該太陽能電池板置于存儲箱的頂部。

本發明所述的降噪裝置中，所述改進劑余量監測模塊包括平行金屬板和單片機，所述平行金屬板安裝在在摩擦改進劑的存儲箱的兩側，與存儲箱內的摩擦改進劑構成電容；所述單片機每隔一段時間發送一個脈沖，再通過單片機接收該脈沖通過電容后的電流，根據分析該電流對電容大小進行檢測，進而判斷出摩擦改進劑的余量。