轮轨踏面摩擦控制技术的应用

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大秦铁路重载钢轨踏面摩擦控制试验

光滑平整。
３个观测点在曲线段，第４个观测点存直线段，各
观测点的钢轨表面均可看到明的暗红色润滑剂膜．．定
３４轮轨冲击加速度测量．
对曲线Ｋ７下股钢轨和上股钢轨曲中点同步测量横点测量钢轨冲击加速度结果表明，４３０个观测点的钢轨冲向及垂向加速度，实测数值见表２。从表中可以看，实施摩擦控制的钢轨无论横向还是垂向表面的冲击加速击加速度数值均低于相邻试验对比钢轨Ｗ４％～６％Ｊ，００
图３钢轨曲中点垂向冲击加速度波形
钢轨出现１１Ｉ２３Ｙ１１以上的侧磨，并且伴随深为２ｍｍ的剥离３５有效涂覆距离．
凹坑，剥离现象布满整条曲线。２１年９，试验曲线０１月试验４月后，钢轨表面润滑膜稳定，对涂覆设个
一
２０一
。
ＣＨＩＮＥＳＥＲＡ￣ＷＡＹ２１２Ｓ０１ “
将曲线下股裂纹萌生阶段由通过列车总重３０Ｍ～６推０Ｍｔ迟到１０以上。曲线Ｋ７上股钢轨通过列车总重４Ｍｔ８Ｍｔ３００时，缓圆点、曲中点、圆缓点出现剥离掉块现象，随后
摘
要：介绍摩擦控制技术在大秦线铁路试
验情况。论述和分析涂覆方式及涂覆量、试
验曲线钢轨与非试验钢轨表面接触疲劳和磨损对比、试验曲线钢轨与历史情况对比、轮轨中击加速度测量和有效涂覆距离。试验结
果表明，重载铁路实施钢轨踏面摩擦控制可

轮轨摩擦管理技术及其应用研究

轮轨摩擦管理技术及其应用研究徐凤生【摘要】针对国内外因轮轨磨耗及其引发的列车事故所造成的一系列巨大损失的问题,提出解决该问题的最优办法是保持轮缘-轨距面低摩擦系数(0.2或更低)及车轮踏面-轨顶面中等摩擦系数(0.3~0.4).全面实施轮缘-轨距面以及车轮踏面-轨顶面摩擦管理技术,能够有效提高列车运行安全性、减缓轮轨磨损、降低轮轨噪音和减少机车能耗.同时对现有各种类型的摩擦管理技术做出了较系统的介绍,分析其实际使用过程中的优缺点,并提出了今后改进和提高的方向.%Aiming at a series of huge losses caused by wheel -rail wear and train accidents at home and abroad, the author puts forward the idea of maintaining a low friction coefficient of the rail gauge (0.2 or less) and maintaining a medium friction coefficient on the top of the rail (0.3-0.4) is the best way to solve these problems The implementation of comprehensive friction management technology can effectively improve the safety of train operations, reduce the wear of wheel -rail, the noise of rail and energy consumption of locomotive .At the same time, it systematically introduced the existing various types of friction lubrication technology, analyzed the advantages and disadvantages in actual use, and put forward the direction of future improvements and enhancements .【期刊名称】《武汉理工大学学报（信息与管理工程版）》【年(卷),期】2017(039)005【总页数】6页(P643-648)【关键词】轮轨磨耗;列车事故;摩擦管理;安全性【作者】徐凤生【作者单位】上海铁路局工务处,上海200071【正文语种】中文【中图分类】TH117.2轨道交通运输具有在相同运量条件下节能环保等优势[1]。

轮轨踏面摩擦控制技术的应用

张念，童宗文，杨洪滨，代先超，吴志强
（道科学研究院金属及化学研究所，铁北京１０８）００１
摘要：介绍了轮轨踏面摩擦控制技术的应用情况。轮轨踏面摩擦控制技术是解决铁轨疲劳伤损的有效途径之一。
关键词：轮轨踏面摩擦因数疲劳伤损中图分类号：Ｈ１．Ｔ１７２文献标识码：Ａ文章编号：６２４６（０１０ — ０５０１７ — ３４２１）４０１ — ３
重载铁路钢轨最常见的伤损是钢轨踏面的接触
疲劳裂纹和剥离掉快。朔黄铁路公司与铁科院等单位合作，针对７ｇ钢轨调查结果表明，于曲线外５ｋ对轨，过列车总重（车自重＋当通列载重，同）１ｔ下为０Ｍ时钢轨表面开始出现裂纹，累计通过总重６ｔ０Ｍ时裂纹深度达到最大；于曲线内轨，对累计通过总重
收稿日期：０１０ — ７２１ — ９２著者简介：张念，中国铁道科学研究院副研究员，长期从事铁路
容易发生滑动，用时可以直接对钢轨踏面（轮轨滚动面）进行摩擦状态的中间。由于摩擦因数降低，低频率高振幅” 转变成处理。当水蒸发后，留物会形成一层薄膜，得使前述的蠕滑振荡过程由“ 残使为“ 高频率低振幅 ” 从而降低了轮轨间的冲击负，轮轨间达到中等摩擦因数（．０～．５，Ｏ３０３）就保障了在不降低牵引、制动需要的粘着系数下，大限度最地降低钢轨磨耗、能耗和轮轨表面接触应力，保持符合人们需要的摩擦状态。这种摩擦控制系统能够有效地延长钢轨的使用寿命，减缓钢轨表面疲劳和磨耗，幅度节约钢轨的更换费用。大

轮轨踏面摩擦控制新技术

润滑剂采用水基胶体分散体系，括润滑剂、包稳定剂、降凝剂和增粘剂等组成，形成的隔离膜所呈固体态，膜摩擦因数目标值为０３０３。干．０— ．５３ＨＹ — ｏｒ轮轨润滑及摩擦控制技术ｐｗｅ
包括储液罐，输送系统，风压系统，源系统和喷嘴。能
传感器探测列车运行参数，制系统指挥喷涂系统控
做出适当的反应，其特点是一机带四组１喷嘴，６只
分配系统确保每只喷嘴能均匀输出润滑剂。该系统
的技术创新在于风压系统能保证喷嘴挤出的少量润滑剂通过风力吹散分布在钢轨顶部踏面上，种方这
关键词：轮轨踏面润滑摩擦因数中图分类号：Ｈ１７２Ｔ１．文献标识码：Ａ文章编号：６２—４６（０１００１０１７３４２１）２－０２－３
轨道交通运输与其他方式相比，相同运量条在件下有更少的能源消耗，通铁路每人公里的能耗普为１０则高速铁路为１４，．，．２公共汽车为１４小汽．５，
德国Ｈｐｗｒ司轮轨润滑及摩擦控制系统Ｙ— ｏｅ公
究结果表明：轮轨间载荷减少５％，触应力仅降０接低２％；重增加３倍，轨接触应力只增加５轴轮４％，摩擦因数增加１，轨接触应力将增加５而倍轮
公司的研究结果，施踏面摩擦控制可降低噪音实３Ｂ钢轨磨耗减少２３列车脱轨系数降低５ｄ、／、

重载铁路轮轨踏面摩擦控制器

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｆｏｒｈｅａｖｙｈａｕｌｒａｉｌｗａｙ’ Ｓｗｈｅｅｌ－ｒａｉｌｔｒｅａｄｆｒｉｃｔｉｏｎｉｓｔｈｅｃｏｒｅｐａｌｌ，ｏｆｈｅａｖｙｈａｕｌｒａｉｌｗａｙ ’ Ｓ
电机驱动润滑剂涂覆装置，向钢轨涂覆润滑剂；连
括控制器、润滑剂涂覆装置和润滑剂３个部分，控
劳和磨耗。目前，德国ＨＹ— Ｐ０Ｗｅｒ、美国Ｔｒａｎｅｒｇｙ
数，采用ＰＷＭ信号控制直流电机驱动润滑剂涂覆
装置，将润滑剂涂覆于钢轨踏面，从而调节车轮与钢轨踏面摩擦因数。
控制器工作分为延迟、涂覆和间隔３个阶段，
年引进了Ｋｅｌｓａｎ公司的轨顶摩擦控制系统和轨侧
时间
图１控制器工作的阶段
润滑系统２］。针对重载铁路钢轨踏面磨损严重的问
题，研制重载铁路钢轨踏面摩擦控制产品，产品包
传感器安装在钢轨上，没有列车通过时，传感器输出信号为０；有列车通过时，每通过１个车轮，传感器输出１个高电平信号。传感器有信号时，控制器开始计算。当通过车轮数量达到ＮＯ时，控制器启动直流
ｓｐｒａｙｉｎｇｄｅｖｉｃｅｔｏｓｐｒｅａｄｌｕｂｉｒｃａｎｔ协ｒａｉｌｔｉｅａｄ．Ｓｏｉｔａｄｊｕｓｔｓｈｅｔｗｈｅｅｌ－ｒａｉｌｓｕｒｆａｃｅｆｒｉｃｔｉｏｎｆａｃｔｏｒａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅ

动车组车轮踏面磨耗对动力学性能的影响

轮踏面磨耗是车轮缺陷表现的主要形式[1]，对轮轨接触关系和车辆系统运行的稳定性、平稳性、安全性，以及运营成本产生较为明显的影响。

目前，在役动车组运营一段时间后常出现晃车和垂向振动加剧等现象[2]，这是由于车轮踏面不断磨耗造成的。

在此以实测磨耗后的踏面为基础，以CRH 2型动车组为研究对象，针对动车组的新踏面、实测小磨耗踏面及大磨耗踏面与标准轨道匹配，研究车辆在不同磨耗踏面下的运行动力学性能，以求对保证高速列车安全可靠运行有一定的指导意义，并为踏面外形的优化设计提供一定参考。

1 不同踏面对比目前，我国动车组主要采用3种不同踏面。

其中，CRH 1型和CRH 2型动车组采用LMA踏面，CRH 3型动车组采用S1002CN踏面，CRH 5型动车组采用XP55踏面[3]。

动车组运行一段时间后，踏面出现磨耗现象，根据实测踏面形状，选取2种不同磨耗程度的LMA踏面，与新踏面进行对比（见图1）。

动车组车轮踏面磨耗对动力学性能的影响徐凯：西南交通大学机械工程学院，博士研究生，四川成都，610031李芾：西南交通大学机械工程学院，教授，四川成都，610031李东宇：中国铁路物资北京有限公司，助理工程师，北京，100053杨阳：西南交通大学机械工程学院，博士研究生，四川成都，610031摘要：比较不同磨耗程度下LMA踏面的形状和轮轨接触特征，建立CRH 2型动车组计算模型，使用不同磨耗程度的LMA踏面配合60 kg/m钢轨轨面，对其动力学性能进行仿真计算。

结果表明，在踏面出现磨耗后，车辆稳定性、车体振动加速度和平稳性指标均较新轮状态恶劣；车体振动功率谱密度分布表明，车体摇头振动能量明显增大，垂向振动特征没有发生变化；随着踏面的磨耗，车辆曲线通过性能得到改善；对于在役动车组，应严格控制其车轮踏面磨耗。

关键词：高速动车组；转向架；踏面磨耗；动力学性能中图分类号：U260.11 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2016）09-0040-05车图1 磨耗踏面与新踏面对比Y /m m302010-50 0 50X /mm小磨耗踏面大磨耗踏面新踏面动车组车轮踏面磨耗对动力学性能的影响徐凯等从新踏面和磨耗踏面对比可以看出，磨耗主要出现在踏面与轨道接触区域，即名义滚动圆附近。

铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗

工程科技
・２４１．
疆铁道职业技术学院，新疆哈密８３９００１）
摘要：铁路是我国交通运输体系中的重要内容，铁路交通体系建设不仅可以缓解我国巨大的交通运输压力，对促进我国社会经济发展也有着积极影响。在铁路交通体系快速发展的同时，也暴漏出一些不良问题，主要体现在铁道机车车辆轮轨摩擦磨损严重，对钢材有着较高程度需求，实际运行中维修成本投入较高，不仅降低了交通体系运行的经济效益，对我国可持续发展战略落实也也造成了一定阻碍。相关部门对该情况非常重要，也在积极的研究新型技术对其进行改善，降低铁道机车运行对能源资源的消耗。对相关内容进行深入分析，希望对从业人员有所启示。关键词：铁道机车；车辆轮轨；摩擦磨损；节能降耗铁路运输过程中轮轨会产生较强的牵引力与制动力，以此实现耗，我国与摩擦有关的能源消耗则是占全年总能消耗的百分之五十铁道机车的安全稳定运行。不仅轮轨之间摩擦磨损程度非常高，而左右。任何减轻摩擦阻力的措施，都可以有效的降低能源消耗。现阶且还会消耗大量的资源、能源。现阶段，我国铁路运行速度、承载程段，铁道机车车辆轮轨摩擦磨损程度较高，使得铁路运营企业需要度都在不断提升，因轮轨摩擦磨损面临的事故风险也有所增加。轮花费大量的资金对车轮、轨枕进行维护修理，对铁路运营企业经济轨运行中因摩擦磨损造成的铁道设备损伤，不仅会大幅度缩减轮轨效益提升造成了严重阻碍。如果铁路运行部门可以注重淬火钢轨的对钢轨车轮接触面进行打磨处理，进行轮轨润滑装置的安装，的使用寿命，甚至还会导致铁道设备失去其原有的使用功能，对机应用，车运行安全造成严重损害。只有注重技术创新，对各项资源能源进充分应用成熟的降低摩擦磨损技术，降低车轮与轨枕的摩擦指数，行合理分配与应用，才能强化铁道机车运行的节能特性，这也是我降低铁道机车车辆运行中的能源、资源消耗，扩展铁路运营企业的国可持续发展战略落实的要求。应用新型技术将轮轨摩擦磨损降到效益空间，为其实现可持续发展奠定良好基础。最低，从而有效降低机车运行中能源资源消耗，使得铁路交通体系３．１采用淬火钢轨，加强钢轨维护运行可以取得更为良好的社会效益。波摩问题是铁路机车车轮与轨枕相互作用中非常复杂的问题１铁路钢轨的磨耗之一，根据铁路运行线路或者区段的实际需求，科学、合理的确定钢根据相关管理部门统计了解到，现阶段我国有百分之三十左右轨类型，可以较大程度的预防波摩情况产生，从而降低车轮与轨枕的路段钢轨磨损程度非常高，磨损程度高于严重磨损率指标，百分的摩擦磨损程度。例如：我国一些铁路运营线路就应用了淬火钢轨，之六十以上的曲线路段存在着严重损伤情况，不仅对我国铁路交通淬火钢轨刚度、强度性能都较为良好。所以，在铁道规划设计中对轨对轨道车轮接触面进行打磨也是非常体系发展造成了不良影响，同时还降低了铁道机车运行的安全性、道波摩区可以采用淬火钢轨。稳定性。轮轨摩擦磨耗对铁路运营企业会造成较大的经济损失，如有效的降摩措施，可以降低车轮运行对轨枕造成的冲击性，从而降何降低轮轨摩擦磨耗是铁路运行企业需要重点思考内容。铁轮机车低轨枕磨损程度。根据科学调查显示，如果合理的应用淬火钢轨，对车辆轮轨之间的作用关系是非常复杂的，轮轨摩擦磨损的形态有侧钢轨车轮接触面进行打磨，可以较大程度的提升铁路运行企业的经摩、波摩等等，这些情况占据着铁路钢轨运行总量的百分之八十以济效益，仅仅是从钢材材料应用这一层面进行分析，就可以缩减二上。铁路承载程度提升，运行速度不断提高，轮轨的摩擦磨损情况也十亿以上的资金投入。越来越为严重。我国铁路钢轨建设维护用材每一年都是一个较大的３．２采用磨损型车轮踏面数字，耗材指数还有持续上涨趋势。铁路运行中也需要消耗大量的铁道机车车辆因磨损较为严重失去功效主要有两种体现，分别钢材对其进行维护，从而保证铁路机车运行的安全陛。是踏面损耗达到极限与车轮边缘损耗达到极限。为了保证铁路运行２机车测量车轮的磨损的安全性、稳定性，铁道管理部门对机车车辆车轮踏面应用与维修车轮是铁路机车整体结构中的重要构件，铁道机车实际运行都落实了硬性标准。例如相关维修规程中要求，踏面摩耗深度需要中，车轮与轨道的接触面会存在较大的摩擦力，从而使得车轮与轨控制在七毫米以下。如果应用踏面轮缘高度为２５毫米，踏面磨耗程道产生磨耗。根据失效分析，可以将铁道机车车辆车轮损伤概括性度需要控制在１Ｏ毫米以内。检修技术人员要严格依据维修规程对的分为以下几种类型，其中包括了轮缘损耗、热损伤、车轮踏面断裂磨耗程度进行审核，做好铁道机车车辆的维修护理工作。如果磨耗等。因为磨耗严重导致车轮构件失去原有功能的主要原因在于车轮程度超过了这些指标，对车辆运行安全会造成严重维修。以往铁道与轨道应力过于集中，制动热应力过于疲劳，或者是内部应力存在机车车轮踏面主要是采用锥形踏面的形式，这种踏面形式前期磨耗缺陷等等。目前，我国铁路机车有五百万以上数量的车轮处于运营指数较高，但是在磨损到一定程度后磨损速率会有所降低，并且保状态中，车轮消耗情况非常严重，这里所指的消耗主要是指引磨损持在平稳状态中。经过科研人员一段时间的观测和试验发现，如果严重对车轮进行维护修理以及更换。铁道机车车辆运行每一年对新在在车轮踏面设计阶段应用磨耗型的车轮踏面廓形，可以较大程度轮的消耗在七十万只以上，随着我国铁路运行规模的扩展，新轮消的降低车轮与轨枕的接触应力，延长车轮与钢轨的使用周期。耗数量还会不断上涨。按照每一只车轮０．５万进行计算，车轮更换结束语费用投人在３５亿以上。笔者曾经到某铁路机务组 ” 铁路机车车辆在今后的技术引进或产品自主创新的研发中，应更加重视对产关键零部件摩擦磨损 ” 进行现场调研工作开展。实际调查了解到：品的摩擦副及磨损件标准的研究。与此同时，应寻求和开发更适应以ＤＦ４型铁道机车为例，为了保证铁道机车车辆安全稳定运行，需轮轨摩擦副的新材料、新技术、新工艺，以延长关键摩擦磨损件的使要定期的对车轮进行维修与更换，该机务组每台ＤＦ４型轨道机车用寿命，进而达到节能、降耗和增效的目的。每一年需要投入的人工费为３Ｉ３万元，车轮更换需要投入的材料费参考文献在４２万以上，其中并没有包含因铁路机车维修过程中造成的停运［１】张冬宇，李岩，王海龙．铁路车辆辗钢整体车轮踏面剥离缺陷分析损失。［Ｊ］．技术与市场，２ｏ１４（ｏ４）．３降低轮轨磨耗的技术措施分析．［２］李晓骥．铁路轮轨疲劳磨损及节能降耗问题的研究［Ｊ］．装备制造技为了推动我国可持续发展战略的落实，我国落实相应政策，要术，２０１３（１１）．求注重对节能技术进行创新，并且将节能技术应用到铁路交通体系【３】丁昊昊，王文健，郭俊，刘启跃，朱曼昊．轴重对轮轨材料滚动磨损与建设运行中去，更多的应用耐磨降阻材料。对世界能源消耗现状进损伤行为影响【Ｊ１．材料工程，２０１５（１０）．行分析，有超过三分之一的能源主要是在与摩擦有关的场合中被消

轮轨摩擦控制技术的应用及发展_江虹

油膜厚度
/材 m 一
提高润滑油
齿轮「作油
温由 70 ℃
齿面粗糙度由 R ao .8 林 ,, , 降为 R ao .6 林 nl
粘度改用
4 60 # 油
0 .2 13
降为 60 T
抗微点蚀安全系数
由表 3 可知 ,3 种措施均可提高抗微点蚀安全
系数 , 其中降低齿面粗糙度对提高抗微点蚀安全系数作用显著且大于最小安全系数 1.2 , 满足设计要
收稿日期 :20 12 一 05 一Z x 作者简介 :江虹 ( 19 7 、一) , 男 , 工程师 , 本科、
后 , 在轮轨间被压碎为小粒 . 列乍在高速运行时 .钢
轨表面水膜的厚度约为 l 闪n 左右 , 由于砂粒被
“吃 ” 进轮轨之间 , 使水膜被破坏而增加了粘着
系统复杂 , 设备笨重对砂的要求较高 ,制备储存的费用较大
砂不能准确地撒在轨面上 ;粘着系数可提高最大为 5 0 %
使用维护
增粘效果清扫效果
固体块 , 存储运输方便 ;更换快捷有一定增粘作用 , 持续压附结构 , 未在高速车上运用
有较好的清扫作用
无清扫作用 ;在霜雪、落叶、或油污较厚时 ,撤砂效果差 ,甚至无效砂粒会加剧转向架轴承类零件的磨损 , 影响电气设备对信号装置的控制
对车载设备影响

钢轨踏面的摩擦管理

轮轨接触面的摩擦管理是在钢轨轨侧面及钢轨顶面两个部位同时进行摩擦控制，从而延长钢轨使用寿命。

1、钢轨轨面的润滑：高性能的润滑介质（油脂或固体润滑材料）涂覆在钢轨轨距面与车轮轮缘间的接触面，能降低摩擦。

接触面的磨损几乎全部发生在弯道的钢轨上，因为轮轨之间存在较高的接触压力和相对运动（滑动或蠕滑），导致能量显著消散与散失。

这些能量通过温度升高和噪声，以及钢轨与车轮磨耗等形式表现出来。

因此，降低轮轨接触面的摩擦系数，消耗的能量（相应的磨耗）可显著降低。

2、采用干式薄膜技术，使其之间为中等摩擦系数。

不仅满足列车制动和黏着力的需要，还不会影响列车运行性能。

在此基础上，通过降低轮轨接触面的能量散失达到降低磨耗效果。

摩擦管理可以降低钢轨表面摩擦力和相应的能量散失，有助于提高钢轨抗磨损和抗疲劳性能。

摩擦管理可同时降低钢轨磨损和裂纹的增长速度，有利于延长预防性钢轨打磨的间隔时间，一般最低达到15%-25%。

钢轨寿命因磨损降低和打磨减少而最终延长。

“合成润滑材料”2011年,38卷,1期～4期分类索引

合成润滑材料
ＳＹＮＴＨＥＴＣＬＵＢＣＡＮＩＲＩＴＳ
“ 成润滑材料＂０，８卷，合２１１年３１期～４期分类索引
研究与开发
４１— ５３２合成压缩机油的研究 …… 陈美名，曹毅（１１・）镁合金微乳化切削液的研制 ………………………………
上的应用 … … … … … … … 徐姗，张莉，肖长海（２）３・６
甲醇汽油发动机油的清净分散性实验 ……………………
… … … … … … … … …
王
稳，库房，王王
娇（８３・）
Ｓ５２Ｈ３０合成重负荷工业齿轮油在行车上的应用 …………
… … … … … … … … … … … … … … … …
红外光谱分析在润滑油中的应用 …………………………
… … … … … … … … … … … … …
无渍液压油的研究 ……… 何国成，庆，利（４卢刘２・）与Ｒ３ａ１４相容的超低温冷冻机油的研制 …………………
… … … … … … … … … … … … … … … …
… …
王浩庆，陈波水，方建华（４１・）
基础油对锂基润滑脂触变性的影响 … … … … … … … … …
… … … … … … … … …
张
念，宗文，洪滨，先超，童杨代吴志强（１）４・５
岳利义，铁军，刘庆廉（１沈２・）
…
…
…
…
…
…

浅析城市轨道列车盘式制动与踏面制动的优缺点及发展趋势

浅析城市轨道列车盘式制动与踏面制动的优缺点及发展趋势摘要：本论文在分析城市轨道车辆运输特点基础上，结合城市轨道车辆基础制动装置具体类型，分析了城市轨道车辆踏面制动与盘式制动的优缺点关键词：城市轨道车辆，基础制动，盘形制动。

地铁、轻轨等作为城市轨道交通的重要组成部分，在缓解交通压力、拓展城市空间等方面发挥着重要作用，其运行速度也由最初的30km／h，逐渐提高到80 km／h，甚至更高。

随着速度的提高，在运营过程中城市轨道车辆所装配的踏面制动装置已暴露出车轮踏面产生高温剥离或热裂纹、车轮和钢轨踏面异常磨耗进而恶化轮轨匹配关系、维修工作量和运营成本大大增加等问题。

迫使我们对城市轨道列车的运输特点及其基础制动装置匹配问题进行认真分析，并做出合理选择。

1 城轨运输的特点城市轨道交通运输与铁路运输有很多相似之处，但是与铁路运输相比还有许多差异，其中与制动系统有关的有以下几个方面：(1)运行速度低。

目前国内外地铁的运行速度一般都在135 km／h以下，而铁路机车车辆和动车组的发展趋势是重载和高速，我国高速动车组的持续运行速度已经达到350 km／h。

(2)减速度大、制动距离短。

地铁站间距短，只有起动加速快、制动减速度大才能提高列车的运行速度和效率，因此地铁车辆的紧急制动平均减速度一般定为1．2～1．3 m／s2，有的甚至到1．4 m／s2，而铁路机车车辆和动车组的紧急制动平均减速度一般为0．7～1．2 m／s2；大连地铁3号线要求紧急制动初速120 km／h时，制动距离≤427 m，而铁路机车车辆和动车组在同样速度时，制动距离≤800 m。

(3)制动频繁。

地铁运输有城市公交站间距短的特点，一般只有几百米，长的也只有几公里。

这就要求列车必须频繁的制动停车，以满足乘客的上下车要求。

而铁路运行的站间距一般都在几十公里，甚至一百公里以上。

(4)制动的准确性要求高。

地铁车站普遍装有屏蔽门，对定位停车的精度要求比铁路机车车辆和动车组高，停车位置精度一般在±250 mm左右。

地铁车轮踏面的运用分析及优化途径研究

地铁车轮踏面的运用分析及优化途径研究陈丰宇;沈钢【摘要】Improvements in wheel tread design and the functions for vehicle running quality are elaborated. Based on an investigation on the wheel profiles used in Shanghai Metro, a suggestion on further optimization of wheel profiles is put forward according to the recent development on the design technology of the wheel profiles for rational management and applications.%重点论述了车轮踏面外形设计的改进对地铁车辆运行品质的作用.从上海轨道交通车轮踏面的运用经验分析出发,对目前地铁系统的车轮踏面现状进行了理性评判.跟踪研究了国际上先进的踏面优化设计动向,提出了今后地铁车辆踏面设计优化、运用管理和合理选型的建议:设计出的踏面外形标准应具有安全性与动力性能兼顾的特点,能够满足不同地铁车辆的需求,使踏面外形系列与不同钢轨外形和轨底坡对应起来,使地铁也可采用不同等级的钢轨.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2012(015)002【总页数】5页(P84-88)【关键词】车轮;踏面外形设计【作者】陈丰宇;沈钢【作者单位】上海轨道交通维护保障中心,200070,上海;同济大学铁道与城市轨道交通研究院,201804,上海【正文语种】中文【中图分类】U260.331+1铁路自发明以来，钢轮与钢轨形式的运输凭着其低的滚动阻力和极高的承载能力，为铁路运输带来了巨大的经济效益。

随着时代需求的不断发展，铁路运输模式也朝着重载和高速化方向发展，并且还延伸到了城市地铁及轻轨公共交通系统。

轨面摩擦控制——降低噪音,减少波磨

● 最小的降低出现在一个波磨严重的系统中，由波磨引发了大量的噪音（系统 1）。
● 由于测量距离不同，所以系统 3 的基线噪音比较低。在这个系统中噪音主要是轨面尖叫噪音，与轮缘没有关系。
● 最大的噪音降低出现在一个新开通的电车轨道系统上，只有很少的尖叫噪音和轮缘噪音（系统 5）。
● 在基线和使用摩擦调节剂时，所有系统都使用了一些传统的轨距面润滑。很明显，轨距面润滑对控制这些曲线上的噪音并不起作用。
波磨的起因很复杂；Grassie[3]最近对这一领域的现有知识状态进行了评述。人们认为波磨既有“波长-调整机制”又有“损坏机制”。由摩擦不稳定性造成的滚动-滑动振动一直被认为是引发短节距波磨的不稳定性的根源[4，5]。由于伴有尖叫噪音，所以滚动-滑动的根本原因就是轮轨接触面的负摩擦特性。
发表在 2004 年 9 月份的第八届轮轨噪声国际会议
2
报告提交到 2005 年 8 月的声与振动学报
北京科大同创机电有限公司（Kelsan 公司中国总代理）
轮轨接触面的摩擦特性是由被称作“第三介质”（位于车轮和钢轨之间的一层材料）的材料特性所决定的[6]。通过使用轨面摩擦调节剂来控制轮轨接触面的摩擦特性是一项正在兴起的技术。Eadie 和其他人已经做过了关于噪音控制的早期结果的报告[7]。对摩擦调节剂对不同轮轨系统曲线噪音波谱特性的效果也已经进行了描述[2]。对摩擦调节剂轨在降低重载铁路的横向力和钢轨磨损方面的效果也已经进行过了报告[8]。摩擦调节剂在曲线噪音控制方面已经在北美和亚洲（特别是日本）得到了广泛的认可，并已经有 100 多个安装地点。这项技术在欧洲铁路的推广工作正处于初始阶段。
人工施加
平均 LAeq基线值（dB） 101.4

论铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗

论铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗发表时间：2019-12-12T13:51:41.667Z 来源：《科学与技术》2019年第15期作者：郝利军[导读] 铁道与机车车辆车轮的稳定有序运行，是保证铁路正常安全运转的重要前提，二者密切相关，始终保持彼此依赖的状态摘要：铁道与机车车辆车轮的稳定有序运行，是保证铁路正常安全运转的重要前提，二者密切相关，始终保持彼此依赖的状态，这时就衍生出了一大主要问题，即二者间长期下去会产生很大摩擦，从而引发磨损，导致车辆轮轨损坏，从而在运行的时候，严重消耗能源与资源，导致浪费，成本也会随之增加，所以，必须加以处理。

关键词：铁道机车；车辆轮轨；摩擦磨损；节能降耗1摩擦与磨耗关系轮轨间的相互作用主要体现在两个接触层间的压强与相对运动。

尽管机车车辆轮轨接触表面中包含各式各样的磨损机制，但是由于磨损消耗金属材料，在很大程度上是由轮轨间滚动接触消耗能量所决定，且与轮轨接触压强、相对运动率息息相关。

另外，车辆轮轨间的摩擦系数和材料硬度都直接影响着金属材料的损耗。

在特定磨损模式下，材料磨损率会随着接触压强、相对运动、摩擦系数增大而随之上升。

接触表面的能量消耗则是受这些因素共同作用造成的，在能量超出既定标准之后，磨损模式就会随之变化，即从轻度磨损逐渐发展为严重磨损。

由于增大材料硬度，能够显著降低磨损率，因此材料特性与磨损之间密切相关，即提高接触表面任何一面强度，都能够促使系统材料磨损整体下降。

车辆轮轨磨损不仅能够以提高钢轨与车轮硬度的方式加以优化，还能够采取降低接触压强、相对运动、摩擦程度等措施进行有效控制。

车辆轮轨间的压强与车轮、钢轨廓形相关联，且也易受车辆-轨道相互作用相应。

对轮轨接触表层相对运动率而言，其主要受车轮牵引力、制动力、轨道几何结构所影响。

通常情况下，列车通过小半径曲线的时候，承受的相对运动率与弯道作用会更大一些。

而有效控制车辆轮轨界面摩擦程度，有助于严格控制车轮与钢轨的磨损。

铁道机车车辆轮轨摩擦磨损与节能降耗措施

铁道机车车辆轮轨摩擦磨损与节能降耗措施摘要：现如今，在铁道机车运行过程中，机车车轮与铁轨之间所产生的制动力与牵引力存在密切的关联性，但是制动力与牵引力的产生，也会导致机车车轮与铁轨之间产生摩擦磨损，长时间下去不仅会导致轮轨寿命大打折扣，增加列车运行能耗，而且还会导致车轮与铁轨间的制动力与牵引力降低，对列车运行的稳定与安全产生不利影响。

此时，就需要采取有效措施给予解决，并不断地改进和完善新技术，以此来降低铁道机车车辆的能源损耗，给交通运输行业带来更大的经济效益和社会效益。

关键词：铁道机车；轮轨；摩擦磨损；节能降耗引言铁道与机车车辆车轮的稳定有序运行，是保证铁路正常安全运转的重要前提，二者密切相关，始终保持彼此依赖的状态，这时就衍生出了一大主要问题，即二者间长期下去会产生很大摩擦，从而引发磨损，导致车辆轮轨损坏，从而在运行的时候，严重消耗能源与资源，导致浪费，成本也会随之增加，所以，必须加以处理。

1摩擦与轮轨磨耗之间的关系在铁道机车的行驶过程中，会产生较大的牵引力，而车辆和轮轨又是紧密接触的，两者间的挤压作用大，而且又长时间进行相对运动，在长期的摩擦下，机车在行驶过程中损耗的能量日益增多，不利于机车的正常运行。

而且也会对机车车轮表面造成磨损，增大了后期维修成本。

相关研究显示，机车车轮与轮轨间的摩擦系数和压强越大，机车产生的能源消耗也随随着增大。

而且磨损作用也体现出程度加深的趋势，如果不及时进行维修，磨损范围会扩大，造成难以挽回的损失。

因此，轮轨维护人员要定期进行检查，发现轮轨有磨损情况，要及时采取有效的维护手段予以解决。

此外，也可以通过一定的措施，来减轻机车对轮轨的压力作用，从根本上控制轮轨磨损现象发生频率。

通常来说，要选取硬度理想的材料作为轮轨的原材料，也可以在车轮或者轮轨侧面上添加润滑材料，达到减小两者摩擦系数的效果，从而降低车辆行驶时的能耗。

2铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损2.1制动闸瓦的损耗在铁道机车车辆制动系统中，盘形制动和踏面闸瓦制动是比较常见的两种制动形式，尤其是踏面闸瓦制动得到了广泛的应用，但是其会给车轮造成比较严重的磨损损失，主要是由于所采用的技术达不到要求。

高速列车车辆轮对踏面磨损的数值分析

高速列车车辆轮对踏面磨损的数值分析一、引言高速铁路的发展已经成为现代交通领域的焦点之一。

在高速列车运行过程中，车轮与轨道之间的接触是直接的，车轮的性能和使用寿命直接关系到列车的安全和运行效率。

而车轮踏面磨损是列车运行过程中的重要问题之一。

因此，对高速列车车辆轮对踏面磨损进行数值分析非常重要。

二、车辆轮对踏面磨损的机理车辆轮对踏面磨损是由于轮轨接触，轮轨间的摩擦引起的。

在列车运行过程中，轮轨间的相互作用将导致轮轨表面的微小变形，并伴随着摩擦热的产生。

随着列车的不断运行，这种热量会积累在车轮的踏面上，导致材料局部的温度升高，进而引发热应力。

这些热应力会导致车轮材料的疲劳寿命下降和轮辐踏面的裂纹扩展。

三、车辆轮对踏面磨损的数值分析方法为了准确地评估车辆轮对踏面磨损，数值分析方法成为一种有效的手段。

数值分析方法可以模拟车辆在实际运行条件下的轮轨互动，考虑到各个因素对车轮踏面磨损的不同影响。

目前，常用的数值分析方法包括有限元分析、多体动力学仿真和磨损预测等。

1. 有限元分析有限元分析是一种基于数值计算的方法，能够模拟复杂的物理现象和结构响应。

对于车轮踏面磨损分析，有限元分析可以考虑轮轨间的接触模型，模拟真实的运行条件和不同的工况，预测车轮踏面磨损情况。

此外，通过有限元分析还可以优化车轮设计和车辆运行参数，以减少磨损。

2. 多体动力学仿真多体动力学仿真是对车辆运动进行综合建模和仿真的方法。

通过多体动力学仿真，可以模拟车辆运行过程中的各种工况和路况，并分析轮轨间的接触行为。

在仿真过程中，可以得到轮轨接触力、车轮受力等重要参数，进而预测车轮踏面磨损情况。

3. 磨损预测磨损预测是基于历史数据和实验结果统计得到的数学模型，可以建立车轮踏面磨损与各种因素之间的关系。

通过这种方法，可以根据车轮的运行情况和工作条件，预测车轮踏面磨损的程度和寿命。

磨损预测方法在实际应用中具有较高的可行性和准确性。

四、影响车辆轮对踏面磨损的因素车辆轮对踏面磨损是由多种因素共同作用而产生的。

火车踏面标准-概述说明以及解释

火车踏面标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述：火车踏面标准是指用于铁路运输的火车车辆轮胎与轨道之间的接触部分的规范和要求。

它主要包括了轮胎的几何尺寸、材料性能、摩擦力以及与轨道之间的间隙等内容。

在铁路交通系统中，火车踏面标准被认为是确保列车运行安全和平稳的重要因素之一。

一个良好的火车踏面标准可以提高列车的运行效率，减少噪音和振动，延长轮胎和轨道的使用寿命，同时还能减少能源的消耗和环境污染。

火车踏面标准的发展也是与铁路技术的进步和人们对交通安全和环境保护意识的提高密切相关的。

随着科技的发展和创新，火车踏面标准不断更新和完善，以适应不同铁路条件和列车类型的需求。

例如，对于高速铁路来说，火车踏面标准的精确度和平整度要求更高，以确保高速列车在高速运行时的稳定性和安全性。

本文将详细介绍火车踏面标准的定义、重要性以及发展历程，并展望未来可能的发展方向。

通过对火车踏面标准的深入研究和探讨，可以帮助铁路运输部门和相关技术人员更好地理解和应用火车踏面标准，从而进一步提高铁路运输系统的安全性、效率和可持续发展能力。

1.2文章结构文章结构的主要目的是为了组织和呈现文章的内容，使读者更容易理解和接收文章的主题和信息。

在本文中，文章结构的主要包括引言、正文和结论三个部分。

引言部分用于引入文章的主题，概述文章的内容，提供读者相对全面的背景信息，以及说明本文的目的和意义。

引言部分的撰写要简洁明了，引人入胜，引发读者兴趣并为后续的正文内容做好铺垫。

正文部分是文章的核心，具体介绍和分析火车踏面标准的定义、重要性和发展历程等内容。

在正文部分中，可以通过说明火车踏面标准的概念和要素，阐述它在提高火车运行安全性、减少事故发生率等方面的重要作用，以及对于铁路运输的重要性。

为了使文章更具条理和逻辑性，可以将正文部分细分为不同的小节，分别展开论述每个小节的内容。

结论部分是对正文部分的总结和归纳，对于火车踏面标准的重要性进行概括性的总结，同时可以展望未来火车踏面标准的发展方向，为读者提供一个对于火车踏面标准的整体认识，并留下思考和探讨的余地。

轮轨摩擦控制技术对轮轨相互作用影响分析

轮轨摩擦控制技术对轮轨相互作用影响分析常晓东【摘要】随着铁路运输向着高速、重载方向发展,轮轨相互作用增强,轮轨寿命缩短、车辆和轨道结构破坏、环境噪音污染等问题越来越严重.为解决以上问题,铁路研究人员采用致力于优化轮轨接触界面、控制轮轨摩擦和粘着的新技术——全面摩擦控制.通过介绍轮轨全面摩擦控制的内容和手段,分析全面摩擦控制对于轮轨粘着和磨耗、转向架导向能力、振动和噪音、运行耗能等问题的影响,并对轮轨全面摩擦控制未来的研究进行展望.【期刊名称】《上海铁道科技》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】3页(P39-41)【关键词】全面摩擦控制;轮轨磨耗;导向能力;振动和噪音;能耗【作者】常晓东【作者单位】中国神华能源股份有限公司神朔铁路分公司【正文语种】中文高速、重载、大密度已成为现代铁路网络的共同特点，最大的轴重为40 t，列车总重高达100 000 t，车辆数量最多达682节（澳大利亚）。

与此同时，钢轨的磨耗、轨道结构的伤损也在加剧。

尤其是在小半径曲线、长大坡道地段，轮轨相互作用越来越大，钢轨磨损严重，轨道部件的损坏、道床残余变形的积累，严重影响行车安全，加大了线路养护与维修的工作量，缩短了钢轨换轨周期。

此外，小半径曲线上的轮轨啸叫声和严重的波磨影响了旅客列车的舒适性并会造成列车和轨道部件的损伤。

所以旨在降低轮轨磨耗和轮轨相互作用的轮轨润滑技术被提出并逐渐发展为轮轨全面摩擦控制技术。

全面摩擦控制是在轮轨界面上有目的地引入第三介质（如润滑剂或摩擦调节剂），使之生成润滑膜，把干摩擦变为润滑剂的分子内摩擦，以降低磨损和轮轨噪音、优化列车及轨道的动力学性能、增加列车通过能力和降低能耗。

全面摩擦控制强调同时实施轨顶面摩擦控制和轨距角润滑。

摩擦控制剂包括固态和液态两种。

其中轨距角润滑一般为轮缘润滑和轨侧润滑，其目的是尽可能的降低轮缘和轨距角摩擦系数。

轨顶面摩擦控制不是简单的通过油脂等润滑降低摩擦系数，一定要在不影响列车牵引和制动的前提下，摩擦系数控制在0.3～0.4。

轮轨间摩擦控制技术的实际应用_增粘材料喷射装置及其在车辆上的应用_留冈正男

·试验·研究·文章编号:1007-6077(2005)01-0026-05轮轨间摩擦控制技术的实际应用———增粘材料喷射装置及其在车辆上的应用[日本]留冈正男摘　要:增大轮轨间的粘着以适应铁道车辆高速运行,改善列车通过小半径曲线性能,是待解决的课题。

文中介绍日本已开发成功的改善轮轨间粘着的新技术,即用少量陶瓷颗粒为增粘材料并用喷射装置喷撒在轮轨间的方法。

介绍了该喷射装置的应用效果、装车运用及实验数据的收集等情况。

关键词:轮轨摩擦控制;增粘材料;喷射装置;现车试验;应用效果中图分类号:U260.11 文献标识码:B引言在以往文献中,曾报道了轮轨间磨擦控制技术的实用化、概念和效果,也报道过“增粘材料的实用化基础试验”。

因增粘材料在运营车辆轮轨间有效地进行了摩擦控制,故本文继续报道其控制效果及增粘材料喷射装置的概况。

1　现状与课题地铁是城市交通设施。

由于其所处的地段,必然面临许多小半径曲线,小半径曲线上在横向作用力下会出现安全问题。

另外,由于横向力增大会导致钢轨肩部和车轮轮缘间增大磨耗,发出刺耳的轮轨碾压声,并造成钢轨波状磨耗、车轮滑行等现象。

这不仅对周围环境造成噪声污染,而且会加大维修成本。

作为解决措施,是将车辆转向架轴箱支承刚度弹性化(即将前后、左右刚度最佳化)、减小固定轴距、踏面形状最佳化等。

另外,还可对地面上小半径曲线段的内轨头顶面涂油。

但是,历来在力学上难以同时满足一些相反条件,如提高车辆在轨道上的直行稳定性和曲线通过性能,所以实施以上2种措施都有难度。

1.1　轴箱支承刚度的弹性化一般,城市铁道在郊外多为直线区间,城市中心多为曲线区间。

为此,假如考虑郊外的高速运行,就不能将前后支承刚度极端弹性化。

另外,轮对利用作用于车轮/钢轨接触点的纵向蠕滑力进行自动导向,但其力(自导向力)即使最大,也不能超过轮重和摩擦因数积的摩擦力。

由于上述原因,前后轮对采用5kN/m m/box左右的支承刚度,在小半径曲线上,用这个自导向力控制轮对的旋转极限,不然就容易产生冲角,从而无法降低横向蠕滑力。