Forschungsinformationssystem des BMVI

DEUFRAKO - K2 - Geräuschquellen des spurgebundenen Hochgeschwindigkeitsverkehrs

Ziel / Zweck
Um lärmreduzierende Maßnahmen an Fahrzeugen des Hochgeschwindigkeitsverkehrs durchführen zu können, müssen die Lärmquellen am Fahrzeug und die akustischen Phänomene bekannt sein. Ziel der Studie war es, das Entstehen von Geräuschemissionen im Hochgeschwindigkeitsverkehr zu erforschen. Dabei sollten die einzelnen Lärmquellen am Fahrzeug gesondert betrachtet werden,
um anschließend ihren Beitrag zur Gesamtemission zu bestimmen. Daraus sollte
ein umfassendes Modell der Geräuschentstehung erzeugt werden, welches es möglich macht, das akustische Verhalten der Fahrzeuge zu simulieren.

Methodik und Durchführung

Modellentwicklung
Versuch

Die Entstehung aerodynamischer Geräusche wurde an den Baugruppen Stromabnehmer, Wagenübergang, Drehgestell, Dachaussparung zur Stromabnehmerbefestigung sowie an der Zugspitze und an den Außenwänden des Zuges untersucht. Hierfür wurden von den verschiedenen Partnern folgende Messungen durchgeführt:

Messungen im Windkanal
Lärmmessungen an der Strecke bei Vorbeifahrt eines Zuges
Lärmmessungen am Zug

Die Versuche wurden an ICE- und TGV-Zügen durchgeführt. Da die Lärmentstehung an Zugspitze und Außenwänden auch für Magnetschnellbahnen relevant ist, wurden in diesem Bereich auch Messungen am Transrapid vorgenommen. Weitere Versuche, etwa Messung der Beschleunigungen und Visualisierung der Strömungsverhältnisse, ergänzten das Versuchsprogramm.

Weiterhin wurden die akustischen Auswirkungen der mechanischen Phänomene "slip stick-Schwingungen" und "Anregung durch den Steifigkeitswechsel zwischen den Schwellen" analysiert. Hier wurden Simulationsrechnungen, Laborversuche und Messungen an der Strecke durchgeführt.

Andere mechanische Ursachen der Geräuschentstehung, insbesondere das Rollgeräusch, wurden nicht untersucht, da sie bereits hinreichend erforscht sind.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen
Die Quellen der Lärmentstehung im Hochgeschwindigkeitsverkehr konnten geortet werden. Die akustischen Phänomene und die Strömungsverhältnisse wurden charakterisiert, was eine Grundlage für lärmreduzierende Maßnahmen
darstellt. Zur Verminderung des aerodynamischen Lärms werden Maßnahmen im Bereich des Stromabnehmers, der Drehgestelle und der Dachaussparung zur Stromabnehmerbefestigung vorgeschlagen.

Die weiteren betrachteten Quellen spielen bei der Lärmentstehung nur eine untergeordnete Rolle. Der Lärm durch die untersuchten mechanischen Phänomene ist im Vergleich zum Rollgeräusch nicht relevant.

Aus Modellen der einzelnen Lärmquellen konnte ein Gesamtmodell der Lärmentstehung an Hochgeschwindigkeitszügen erstellt werden. Dies führte zur Entwicklung des Softwaretools MAT2S, das eine Simulation der Geräuschabstrahlung von Zügen ermöglicht. Mit dieser Software können lärmreduzierende Maßnahmen leichter auf ihre Wirksamkeit überprüft werden.