高速轮轨黏着机制进展及模拟试验研究_王文健

2011年11月第36卷第11期

润滑与密封

LUBRICATION ENGINEERING Nov.2011Vol.36No.11

DOI ：10.3969/j.issn.0254－0150.2011.11.025

*基金项目：国家自然科学基金项目（50905148）；中国博士后科学基金项目（20100471657）．收稿日期：2011－05－09

作者简介：王文健（1980—），男，博士，副研究员，主要从事轮轨磨损与疲劳研究．E-

mail ：wwj527@．高速轮轨黏着机制进展及模拟试验研究

*

王文健

张鸿斐刘启跃

（西南交通大学摩擦学研究所

四川成都610031檿檿檿檿檿檿

）

摘要：列车的运行要借助于轮轨之间的黏着和制动，轮轨之间的最大黏着力受到接触斑上黏着系数的限制，因此轮轨关系中的黏着问题是与高速铁路运营密切关联的带有基础性的研究课题。综述国内外高速轮轨黏着的进展及现状，指出研究面临的主要问题。介绍轮轨模拟试验机开展的轮轨黏着试验，结果表明：油水砂介质下的轮轨黏着系数最大，油水介质下的轮轨黏着系数最小，利用此模拟试验机可开展轮轨黏着特性研究。

关键词：高速铁路；轮轨；黏着系数；介质中图分类号：U213

文献标识码：A

文章编号：0254－0150（2011）檿檿檿檿檿檿

11－105－4

Research Progress of Adhesion Mechanism of High-speed Wheel /rail and Simulation Experiments

Wang Wenjian

Zhang Hongfei

Liu Qiyue

（Tribology Research Institute ，Southwest Jiaotong University ，Chengdu Sichuan 610031，China ）

Abstract ：Trains run must be with the aid of rail /wheel adhesion and brake ，

the largest adhesion force between wheel and rail is limited by the adhesion coefficient （friction coefficient ）of contact zone of wheel /rail．Therefore ，

the adhesion of high-speed wheel /rail is closely related to the operation of high-speed railway and it is a basic research project．The re-search progress of adhesion mechanism was discussed and the main problem of adhesion of high-speed wheel /rail were giv-en．The adhesion behavior of wheel /rail was investigated using JD-1wheel /rail simulation facilities．The results indicate that the adhesion coefficient is maximal under the mixture of oil ，water and sand condition．The adhesion coefficient is min-imal under the mixture of oil ，water condition．This wheel /rail simulation facilities can be used to investigate the adhesion characteristic of wheel /rail．

Keywords ：high-speed railway ；wheel /rail ；adhesion coefficient ；medium 铁路运输是藉轮轨相互作用产生的牵引和制动黏

着摩擦力实现列车的运行，随着高速铁路的修建，使得电力机车牵引负荷日益增大，提高机车黏着性能成为一个至关重要的课题。车轮在轨道上滚动，由于车轮踏面的锥度及轨道弯道、坡道等多种因素影响，存在着不同形式的蠕滑现象，同时由于轮轨之间的牵引和制动黏着摩擦力的作用，使得轮轨之间的作用成为了一种最为复杂的滚动形式，其相互作用过程是一个很复杂的摩擦学过程，轮轨黏着行为直接影响到机车牵引功率的发挥、轮轨表面损伤、列车运行稳定性、列车制动等诸多方面。

高速轮轨关系中黏着问题是与高速铁路运营密切

关联的带有基础性的研究课题，由于高速轮轨黏着问

题的复杂性，轮轨黏着方面有价值的研究主要在20世纪中叶以后。近几十年来，随着高速与重载铁路的发展，铁路发达国家对轮轨黏着问题的研究越来越深入；而我国在此方面的研究才刚刚起步，缺乏系统科学的研究，目前还存在许多问题急需进一步研究与解决，以适应我国高速铁路的快速发展。因此，高速铁路轮轨黏着问题的研究对提高和控制高速列车牵引力利用具有非常重要的理论指导作用。1

轮轨黏着研究现状早在1980年，Pritchard 等

［1］

在第七次Leeds-

Lyon 摩擦学学术研讨会上发表了一篇世界范围内轮轨黏着

问题的研究综述，讨论了牵引黏着问题的许多方面。由于轮轨共形、共面、塑性变形和第三介质的存在，黏着系数受到许多复杂多变因素的影响，因此轮轨黏着理论研究的开展有一定难度，人们不得不依赖于实验手段来研究轮轨黏着问题。