列车轮轨黏着力在线估测计算方法
轮轨粘着系数
轮轨粘着系数
轮轨粘着系数是指轮轨间摩擦力与垂直于轨道的力之比，它是衡量列车牵引力和制动力的重要参数。
轮轨粘着系数越大，列车牵引力和制动力越大，行驶安全性越高。
轮轨粘着系数受多种因素影响，主要包括以下几点：
1. 运行速度：研究表明，轮轨粘着系数随着运行速度的增加而减小。
当速度较高时，轮轨间的摩擦力降低，粘着系数下降。
2. 钢轨条件：钢轨的干燥程度、光滑程度等因素会影响轮轨粘着系数。
在干燥条件下，轮轨粘着系数较高；而在潮湿或污浊的钢轨上，粘着系数降低。
3. 车轮和轨道的状况：车轮和轨道的磨损、裂纹、污物等会影响轮轨粘着系数。
良好的车轮和轨道状况有助于提高粘着系数。
4. 时间：轮轨粘着系数会随着时间的变化而变化，例如在列车行驶过程中，轮轨间的摩擦力会逐渐降低。
为了提高轮轨粘着系数，可以采取以下措施：
1. 优化列车运行工况，适当降低运行速度，以提高粘着系数。
2. 保持钢轨的干燥和清洁，减少污物和冰雪等对轮轨粘着系数的影响。
3. 定期检查和维护车轮和轨道，确保其良好状况，提高粘着系数。
4. 采用先进的列车控制和牵引系统，实时调整列车牵引力和制动力，以充分利用轮轨粘着系数。
需要注意的是，轮轨粘着系数的研究和应用是一个复杂的过程，实际操作中需要考虑多种因素，以提高列车行驶的安全性和效率。
重载轮轨黏着特性的数值分析
第３ ３卷，第１期 中国铁道科学Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．１ ２ ０ １ ２年１月 ＣＨＩＮＡ ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＣＩＥＮＣＥ Ｊａｎｕａｒｙ，２０１２ 文章编号：１００１－４６３２（２０１２）０１－００８６－０７重载轮轨黏着特性的数值分析常崇义１，２，王成国１，２，钱立新１，２，王俊彪１，２（１．中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心，北京 １０００８１；２．中国铁道科学研究院高速轮轨关系试验室，北京 １０００８１） 摘 要：基于ＡＬＥ（Ａｒｂｉｔｒａｒｙ Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ Ｅｕｌｅｒｉａｎ）有限元建立稳态轮轨滚动接触的三维有限元模型。
利用该模型计算和分析重载轮轨滚动接触的黏着特性，并研究不同速度等级对重载轮轨黏着蠕滑特性的影响。
用该模型对重载大功率机车车轮在轨道上从制动、惰行到牵引过程进行计算，得到了这一过程中轮轨接触状态的变化规律和黏着特性曲线。
在重载大功率机车从制动、惰行到牵引的过程中，轮轨纵向摩擦力由反方向饱和状态逐渐转变成牵引方向饱和状态，而轮轨横向摩擦力始终呈反对称性分布，其最大值位置先是逐渐靠近接触斑中心，然后又逐渐远离之；摩擦力矢量呈旋转分布，其方向从与运动方向相反逐渐变为与运动方向相同，其旋转中心从轮缘附近逐渐进入接触斑，随后又逐渐向轮缘一侧移动；当轮轨纵向蠕滑率较小（≤０．００３）时，黏着力随纵向蠕滑率的增加而近似线性增加，但运行速度对此影响不大；进入大蠕滑率（＞０．００３）区域后，黏着力随蠕滑率的增加而减小，并且速度越高，黏着力降低得越快。
关键词：轮轨滚动接触；ＡＬＥ；有限元；黏着；滚动圆半径；大功率机车 中图分类号：Ｕ２６０．１１５ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４６３２．２０１２．０１．１３ 收稿日期：２０１１－０４－１０；修订日期：２０１１－０７－０４ 基金项目：国家“八六三”计划项目（２００９ＡＡ１１０３０２）；铁道部科技研究开发计划项目（２００８ＹＦ０３） 作者简介：常崇义（１９７４—），男，山西榆次人，副研究员，博士。
轮轨水平力、垂直力地面测试方法
轮轨水平力、垂直力地面测试方法1主题内容和适用范围本标准规定了轮轨水平力、轮轨垂直力的地面测试方法。
本标准适用于在铁路现场钢轨上粘贴应变片以测试具有准静态特性的轮轨水平力和垂直力。
2术语2.1轮轨水平力：由于轮踏面和钢轨顶面之间的蠕滑、摩擦或车轮轮缘和轨头侧面的接触等因素所引起的车轮在轨道横向、垂直于钢轨断面对称轴作用到钢轨上的力。
2.2轮轨垂直力：由于机车车辆自重及各种动力干扰因素所引起、车轮在平行于钢轨断面对称轴方向作用到钢轨上的力。
2.3准静态特性的轮轨水平力和垂直力：是指频率范围较低，在轨道中传递、分布的规律可按静力考虑的力，车轮在非接头区，轨面无剥离、擦伤、波磨等病害的部位所产生的力可按准静态力考虑。
3试验3.1仪器、工具及材料3.1.1仪器动态电阻应变仪，记录、分析仪器（光线示波器、磁带记录仪或其他数据采集分析仪），水平力测试仪。
3.1.2 工具500V摇表，100kN水平力标定器，2ookN垂直力标定器，扭矩标定器及其他必备工具。
3.1.3材料a应变花，采用成90°正交的应变花，如图1所示。
宜采用应变片标距为5mm, 阻值为120Q。
b.粘合剂；c.防潮剂；d.其他粘贴及联接应变片的必备材料。
3. 2应变花粘贴及绝缘3.2.1粘贴断面、位置和方位测试水平力的应变花分别贴在离枕盒中心线110mm的两个断面离轨底边缘20mm处，轨底上表面和下底面各贴4个，应变片的方向与钢轨纵向成45°角, 见图2。
测试垂直力的应变花分别贴在离枕盒中心线110mm的两个断面上。
贴片位置是在轨腰两侧的中和轴上。
应变片的方向与钢轨纵向成45°角。
见图3.03.2.2贴片及绝缘性能检查按应变片正规粘贴工艺将应变花按上述规定的断面、位置、方位进行粘贴。
再粘贴接线端子，焊接引线，进行绝缘性能检验，要求绝缘电阻达500M Q以上。
3.3组桥测试水平力按轨底上表面和下底面分别组成两个桥，各应变片在桥臂上的位置见图2,国2水平力贴片艮组怫Y車直力點片&组桥测试垂直力的4个应变花组成一个桥，各应变片在桥臂上的位置见图33.4测试仪器配套框图见图4岀43. 5 贴片质量检验将测试水平力的轨底上、下表面两桥按图4所示的接线方式分别接入应变仪的两个通道，并分别调平。
【CN109918753A】列车轮轨力确定方法及系统【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910143209.6(22)申请日 2019.02.26(71)申请人 北京市劳动保护科学研究所地址 100054 北京市西城区陶然亭路55号(72)发明人 邬玉斌 宋瑞祥 吴雅南 何蕾 刘必灯 吴丹 张婧 (74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限公司 11002代理人 王莹 李相雨(51)Int.Cl.G06F 17/50(2006.01)(54)发明名称列车轮轨力确定方法及系统(57)摘要本发明实施例提供了一种列车轮轨力确定方法及系统，所述方法根据沿钢轨方向的不同位置处的钢轨振动加速度及列车轮轨力确定模型，计算出列车在沿钢轨方向的不同位置处的轮轨力，即确定出了列车在不同的运行速度时对应的轮轨力，计算出的列车的轮轨力作为列车振动影响数值仿真计算模型的输入源强，能够更加准确全面的计算分析列车在车站附近运行时对周围环境的振动影响。
权利要求书2页 说明书7页 附图3页CN 109918753 A 2019.06.21C N 109918753A权 利 要 求 书1/2页CN 109918753 A1.一种列车轮轨力确定方法，其特征在于，包括：获取列车运行时沿钢轨方向的不同位置处的钢轨振动加速度；基于沿钢轨方向的不同位置处的钢轨振动加速度及列车轮轨力确定模型，计算所述列车在不同位置处的轮轨力；其中，所述列车轮轨力确定模型用于表征钢轨振动加速度与轮轨力之间的关系。
2.根据权利要求1所述的列车轮轨力确定方法，其特征在于，所述列车轮轨力确定模型具体通过如下方法构建：构建列车简化模型，并确定所述列车的轮系运动微分方程；基于所述轮系运动微分方程以及快速傅里叶变换原理，确定所述列车轮轨力确定模型。
3.根据权利要求2所述的列车轮轨力确定方法，其特征在于，所述列车简化模型具体为：二系弹簧-质量模型。
借助列车运行阻力在线测量测定牵引力和制动力
借助列车运行阻力在线测量测定牵引力和制动力
F.Rick
【期刊名称】《变流技术与电力牵引》
【年(卷),期】2003(000)006
【摘要】通过在线求得列车运行阻力而无需直接测量,就可测定列车中机车动车的牵引力和制动力.这是一种获得专利的测量方法.这种测量方法用于动车组时,尤其是动力分散的动车组时有许多优点,它也适用于创新的车辆,例如磁悬浮铁路的车辆.【总页数】4页(P39-42)
【作者】F.Rick
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】U212.24
【相关文献】
1.牵引力和制动力与粘着力的制约关系 [J], 陈延应
2.机车牵引力与制动力的分析 [J], 周法孔
3.城轨车辆救援工况下的牵引力及制动力控制分析与研究 [J], 曹增明;周利;彭驹
4.极不均匀载荷条件下列车的牵引力和电制动力分配方案 [J], 刘帅;陈敏;郭燕辉;延娓娓
5.基于LM神经网络模型的机车牵引力和制动力的计算 [J], 刘典政;冯晓云
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铁道轮轨黏着系数
达 灵 顿 （ ｔｋｏ — ｓ ｏ ｔｎ
Ｄ ｒ ｎ ｔｎ 之 间建 成 ， ・ 蒂芬 森 （ ｏ ｇ ｔｐ ｅ — ａｌ ｇｏ ） ｉ Ｇ 斯 Ｇｅ ｒｅＳ ｅ ｈ ｎ ｓ ｎ 的运 动 号 （ ｏｏ ｔ ｎ 蒸 汽 机 车 得 以运 用 ， ８ ９ ｏ） Ｌ ｃｍｏｉ ） ｏ １ ２ 年斯 蒂芬森父 子俩 设 计 制造 的火 箭 号 （ ｃ ｅ） 车 在 Ｒｏｋ ｔ机 竞赛 中胜 出而被公 认为世 界 首 台正 式实 用型 机车 ， 为铁 道轮轨 黏着 的利用 奠定基 础 。 根据 工况 ， 铁道 轮轨 黏着 系数 可划分 为牵 引黏着 系 数 和制动 黏着 系数 ， 分别 定 义 为 最 大 动轴 牵 引 力 与轴载 荷 的 比值 （ ） 最 大 制 动 力 与 轴 载 荷 的 比 值 ｒ 和
一
化 及差 异 ， 可按 每 台机车或 每辆 动车 考虑牵 引黏着 系 也
数 以 及 按 每 辆 （ ） 辆 和 机 车 （ 拖 车 及 动 车 ） 虑 制 台 车 或 考
动 黏着 系数 ， 由此 推 至全列 车或 动车组 。 并 ８ Ｏ多 年 前 （ ９ ６年 ） 国卡 特 （ ・ ・ ａｔｒ将 １２ 英 Ｆ Ｗ Ｃ ｒｅ） 弹性 滚动 接触 理论首 次应 用于 铁道 轮轨接 触关 系 ， 建立
中 图 分 类 号 ：Ｕ２ ０ １ ６ ．１ ５ 文 献标 志码 ：Ａ
任何 轮 轨系运 输 机械 车 轮 滚 动运 动 的 基 础都 是 通 过轮轨黏 着传 递牵 引力 和 制 动力 （ 黏制 动 除 外 ， 果 非 如 有附加 的非黏 牵引 当然也 除外 ） ０ 。２ ０多年前 （８ ４年 ） １０ 英 国 Ｒ・ 里 维 塞 克 （ ｃ ａｄＴｒ ｉ ｉ ） 造 出一 台 特 Ｒｉ ｒ ｉ ｔ ｃ 制 ｈ ｖｈ ｋ 雏形 蒸汽 机车 （ 也是 世 界首 台机 车） 在威 尔 士矿 山轨 道 上 运行 ， 实 了相对 光滑 表 面 轮 轨 黏着 利 用 的 可能 ， 证 从 而促 成 正式 铁 路 的诞 生 。２ １年 后 （ ８ ５ ９ ， １ ２ —０ ） 世界 第
列车防滑控制与不利黏着时制动力计算
列车防滑控制与不利黏着时制动力计算
方少安
【期刊名称】《铁道车辆》
【年(卷),期】2011(049)001
【摘要】分析了影响黏着的基本因素和国内外关于黏着系数的规定,介绍了防滑控制的方法,并结合列车运行的实际情况及试验经验,提出了轮轨间不利黏着状态下的制动力计算方法.
【总页数】3页(P30-31,39)
【作者】方少安
【作者单位】长春轨道客车股份有限公司,基础研发部,吉林,长春,130062
【正文语种】中文
【中图分类】U270.2
【相关文献】
1.城轨列车混合制动防滑控制技术研究 [J], 张龙平;石喆文;李国庆
2.高速列车再生制动防滑控制及仿真研究 [J], 陈哲明;曾京;关庆华
3.南京地铁宁高城际线列车防滑控制方案 [J], 康亚庆
4.基于层次分析法的列车防滑控制评价方法 [J], 刁锋; 朱文良; 秦凌光; 吴萌岭
5.基于黏着力观测器的列车空气制动防滑控制 [J], 马天和;吴萌岭;田春
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轮轨接触力新的连续测量法
轮轨接触力新的连续测量法
Ishida,H
【期刊名称】《国外铁道车辆》
【年(卷),期】1998(035)002
【摘要】介绍日本铁路新干线开发的车轮作用力与脱轨系数连续测量方法和测量装置。
在车轮上贴上应变计电桥，即可在车辆云海吉测定车轮的横向力、垂向力、脱轨系数以及轨箱垂向加速度等参数，测量频率高达１００Ｈｚ。
经东日本铁路高速运行试验，证实这种测量方法和测量装置性能良好，具有一定的实用价值。
【总页数】6页(P19-24)
【作者】Ishida,H
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】U270.11
【相关文献】
1.内部存在裂纹的轮轨接触力学分析 [J], 汪金余;孙传喜;张军
2.轮轨直线滚动过程接触力学性能计算方法rnlinear rolling contact [J], 黄龙文;李正美;安琦
3.CRH3型动车组车轮多边形化对轮轨接触力的影响 [J], 邢远; 阚前华; 徐祥
4.CRH3型动车组车轮多边形化对轮轨接触力的影响 [J], 邢远; 阚前华; 徐祥
5.轮轨接触力学教学与实践的改革探讨 [J], 祁亚运;郑国锋;陈兆伟;崔晓璐
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高速轮轨水介质存在下的黏着特性数值研究
高速轮轨水介质存在下的黏着特性数值研究轮轨黏着是关系高速铁路行车安全和正常运营的关键问题。
在铁路运输的研究中,轮轨黏着是指车轮和钢轨在滚动接触时的摩擦力。
在列车运行过程中牵引力和制动力的实现都依赖于轮轨黏着。
一般来说,轮轨表面处于干燥状态时,黏着系数没有太大变化。
但是,当遇到雨天或下雪等天气,钢轨表面湿滑,黏着系数变化很大。
尤其在高速时,黏着系数会变得很低。
由于低黏着造成的列车牵引能力不足而引起的最常见的结果是列车误点,直接影响铁路的正常运营。
而低黏着造成的制动力不足则导致制动距离变长,从而引起安全问题,甚至造成列车冒进信号、冲出站台或者列车相撞等严重的行车安全事故。
此外低黏着还会引起的车轮在钢轨上空转或滑行,造成车轮踏面或钢轨轨头擦伤。
因此,不管是从经济效益还是从列车运行安全方面来讲,对钢轨表面存在水介质情况下的黏着机理的研究显得尤为重要。
由于轮轨黏着对铁路运输的重要作用,围绕此方面的研究已进行多年,但是仍未达成共识,差异较大。
考虑到数值研究的困难,目前国内外研究人员的研究手段大部分是以试验研究为主。
Ohyama等和Chen 等利用双盘对滚试验装置对水润滑条件下的轮轨黏着开展了一系列的试验研究。
他们的研究表明了接触表面粗糙度和水温对黏着系数有很大的影响。
其中值得一提的是,Ohyama 等在文献[5]中对400km/h 条件下表面粗糙度对黏着系数的影响进行了研究,这是目前黏着试验所达到的最高速度。
Zhang 等运用全比例尺寸的高速轮轨滚动试验台系统研究了水介质存在时高速轮轨黏着特性。
此外,Gallardo-Hernandez、Lewis和Wang等分别研究了水润滑条件下轮轨黏着,得到了水润滑条件下的轮轨蠕滑率/力关系。
相比于试验研究数值研究方面进展比较缓慢。
最早Ohyama 等基于膜厚的经验公式,将弹流理论引入到轮轨黏着的研究中,研究了轮轨粗糙表面的介质黏着特性。
随后,Chen H 等对水介质的情况进行了完全数值分析。
地铁动车粘着系数的计算
置 方式 ， 运行 的 特 点 是 站 距 短 ，启 、 其 制动 加 、 速 度 减
大， 在启、 制动区要求发挥较大的加 、 减速度；与铁路 机 车 牵 引 客 车 、 车相 比 ．地 铁 列 车 通 过 车 钩 传 递 的 货 牵引、 制动力较小 ． 以动拖比２： 或 １ １ １ ： 的地铁列车为 例， 不考虑一般动 车比拖 车重 的因素 ． 通过车钩传递 的牵引力不超过动轮产生牵引 力的 ５ ％左右， ０ 因此考 虑地铁车辆粘着利用时， 主要要考虑动车大加速度牵 引、 大减速度制动 的运 行特点 ， 而不是传统机车的发
ａ ｄｒ ｉｓ ｏ ｌ ｅｓ ｃ ｅ ａ ｏ ａ ｌ ， ｏｔ ａ ｅｖ ｈ ｄｅｉ ｕ ｄ ｒ ａ ｏ ａ ｌ ｔｌ ａｉ ｎ ｏ ｄ ｅ ｉ ｎ Ｓ ａ ｔ ｇｆｏ ｔｅ ｒｎ ｉ ｇｃ ａ ａ ｔｆｓｌｓ ｎ ｌ ｈ ｕｄｂ ｄｅ ｔｄ ｒ ｓ ｎ ｂ ｙ ｇ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｅ ｆｖ ｒ ｂｅｕ ｉ ｔ ｆａ ｈ ｓｏ ｔｒｉ ｍ ｎ ｎ ｈ ｒ ｃｅ ｔｃ ａ ｅ ｈ ｔ ｓ ａ ｉｚ ｏ ｎ ｒ ｈ ｕ ｉ ｏ ｔ ｍｅｒ ｅ ｉｌ ．ｔ ｓｐｏ ｏｓｄｔａ ｉｆｕ ｎ ｅｏ ｃ ｃ ｌｒ ｔ ｎａ ｄｄ ｃ ｌｒ ｔ ｎ ｓ ｏ ｌ ｅ ｏ ｓｄ ｒｄｆ ｒ ｅ ｃ ｌｕ ａｉ ｆ ｄ ｅ ｉｎｆｃ ｏ ｆｂ ｅ ｔ ｖ ｈ ｃｅ ｉｉ ｒｐ ｅ ｈ ｎ ｅ ｃ ｆａ ｅ ｅａｉ ｎ ｅ ｅ ｅａ ｉ ｈ ｕｄｂ ｃ ｎ ｉｅ ｅ ｏ ｔ ａｃ ｌｔ ｏ ｈ ｓｏ ａ ｔｒ ｏ ｔ ｌ ｏ ｏ ｈ ｏｎ ａ ｏ ｍｅ ｏｍｏｏ ｅ ｉｌ ｅｃ ｌｕ ａｉ ｎｆ ｒ ｌ ｓ ｌｏｇ ｖ ￣ ｆ ｔ ｒ ｔ ｒｖ ｈ ｃｅ Ｔｈ ａ ｃ ｌｔｏ ｏ ｍｕ ａｉ ａｓ Ｊｅ ．
列车车轮与钢轨之间的粘着作用及其摩擦损耗问题
列车车轮与钢轨之间的粘着作用及其摩擦损耗问题列车车轮与钢轨之间的粘着作用及其摩擦损耗问题铁路是我国发展最为成熟的交通方式之一，其高载重、高速度、高效率、高安全的特点，使其在人民群众出行和物流运输中发挥着巨大的作用。
然而，随着交通运输业的不断发展，铁路车辆的运行速度不断增加，对列车车轮与钢轨之间的摩擦损耗的要求也越来越高。
列车车轮与钢轨之间的粘着作用是影响铁路运输安全和经济效益的一个关键问题。
一、列车车轮与钢轨之间的粘着作用粘着作用是指由于表面间的吸附、物理吸附、化学吸附、微观交联作用、晶格结构配合等因素引起的接触面之间的相互吸引力，其大小与表面间接触状态、速度、压力、材料性质等密切相关。
在铁路交通中，得到了广泛的应用和研究。
列车车轮和钢轨之间的粘着作用对铁路运输至关重要，影响列车的牵引和制动，在保证安全和运行效率的同时，也能够节约运行成本和提高服务水平。
从物理学的角度来看，列车车轮和钢轨之间建立起了一种动态接触模型，也就是轮轨接触模型。
轮轨接触模型包括弹性变形区、粘着区、滑动区等不同区域，不同接触区域的特性决定了列车车轮与钢轨之间的粘着作用。
二、列车车轮与钢轨之间的摩擦损耗问题随着铁路交通的发展和技术的不断提升，列车车轮和钢轨之间粘着作用所带来的摩擦损耗问题也越来越突出。
摩擦损耗是指由于相对运动而使表面发生磨损的现象，其对铁路运输的影响主要体现在以下几个方面：1、对列车动力系统的影响：列车车轮与钢轨之间的粘着作用是保证列车动力系统正常运行的基础，而粘着作用的减弱或消失都会导致列车动力系统的异常，从而影响运输效率。
2、对列车制动系统的影响：列车制动系统是保证列车安全运行的重要部分，如果列车车轮和钢轨之间的粘着作用不足，会导致列车制动距离过长，从而增加列车事故发生的风险。
3、铁路设备的维护和成本：列车车轮和钢轨之间的摩擦损耗不仅对列车运行产生负面影响，同时也对铁路设备的维护和成本造成影响。
长期以来，国内外铁路系统的运营都受到了轮轨维护与换轮周期的制约。
黏着利用率计算公式
黏着利用率计算公式粘着系数μ、粘着重量Pμ和粘着牵引力Fμ的关系如下：Fμ＝Pμ·μ机车动轮不空转时的最大轮周牵引力与粘着重量的比值。
机车动轮踏面和钢轨接触面间的摩擦阻力，称为粘着力。
机车牵引车列运行时，动轮作用于钢轨的力在任何情况下至多只能等于而不能大于粘着力，否则动轮就会在钢轨上空转（打滑），使机车牵引力急剧下降甚至消失。
在机车不空转条件下，根据粘着系数确定的机车牵引力，称为粘着牵引力。
机车粘着重量是机车所有动轮作用于钢轨的垂直重量之和。
粘着系数μ、粘着重量Pμ和粘着牵引力Fμ的关系如下：Fμ＝Pμ·μ一定类型的机车具有的设计粘着重量是固定值。
机车的粘着重量确定后,就由粘着系数决定粘着牵引力,从而决定与之匹配的原动机功率。
粘着系数是机车动轮和钢轨接触点上的静摩擦系数，即相对速度趋于零时的滑动摩擦系数。
它同许多因素有关，主要的有：①动轮受力状态。
机车原动机传给动轮的力越是均衡、稳定，粘着系数就越大。
如电力机车和电力传动柴油机车，每个牵引电动机的特性相同，分配的电流相等，粘着系数就大。
蒸汽机车动轮上的曲拐销处于轴心上下垂直位置时，动轮的扭矩最大；处于轴心前后水平位置时，扭矩最小。
左右侧曲拐销相隔90度，在动轮旋转一周中两侧曲拐销受力之和呈波形变化，所以蒸汽机车的粘着系数小于电力机车和柴油机车。
②动轮踏面和钢轨表面的状态。
表面越是平整、干燥，粘着系数就越大。
如果表面不平、潮湿或有霜、雪、冰、水、油垢等，则粘着系数降低。
向动轮和钢轨间撒以小颗粒的干砂，可以增大摩擦力、提高粘着系数。
③动轮直径和装配。
各动轮的直径越一致，装配越准确,粘着系数就越大。
蒸汽机车各动轮的直径不同,或者动轮轴与钢轨平面的投影不成直角，都会使动轮在滚动中带有空转，降低粘着系数。
④机车运行速度。
粘着系数随机车运行速度的提高而降低。
机车在运行中，会产生冲击、振动和蛇形运动，动轮在钢轨上会发生纵向滑动和横向滑动。
而且钢轨表面不平整，运行速度越高，这些现象越严重，轴重转移也越大，重量减少的动轮会发生空转，全机车的粘着系数会减小。
铁道轮轨黏着系数
铁道轮轨黏着系数
黄问盈
【期刊名称】《铁道机车车辆》
【年(卷),期】2010(030)005
【摘要】铁道轮轨黏着限制对铁道列车安全运行至关重要,尤其现代高速列车速度已达350-360 km/h,并有向400 km/h甚或以上推进的趋势,所以高速轮轨黏着条件能否支持高速牵引力与制动力就是一个现实课题.时至今日,尚无法用理论方法推算轮轨黏着系数公式格式和数值范围,只能用纯经验方法处理.本文推荐常规列车中不同型式机车(牵引)计算黏着系数的实用公式,并提供3种核箅利用黏着系数的方法,基于核箅、分析与讨论若干类别的高速列车利用的黏着系数范围与少数既有的高速黏着系数公式之间的位置与关系,最终推荐中国湿轨黏着系数的实用公式
(ν1=0.04+13.7/120+v),作为高速列车(牵引与制动)统一的计算黏着系数公式以及常规列车的(制动)计算黏着系数公式.
【总页数】10页(P17-25,33)
【作者】黄问盈
【作者单位】中国铁道科学研究院,机车车辆研究所,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】U260.11+5
【相关文献】
1.空气湿度对轮轨黏着系数影响研究综述 [J], 肖乾;李清华;车宇翔;徐红霞
2.车轮表面宏观形貌取向对高速轮轨水润滑黏着系数的影响 [J], 蒋华臻;王保安;李正阳;蔡宝春;杨兵;任志远
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4.时速400 km速度级内轮轨间水介质条件下牵引黏着系数试验研究 [J], 常崇义;陈波;梁海啸;高翔;蔡园武
5.轮轨黏着系数对钢轨直裂纹瞬态扩展行为的影响 [J], 赵小罡;赵鑫;温泽峰;金学松
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响应时间和最大误 差两个指标来 看 ，非线 性扩张 状态观测算
法 对 黏 着 力 的 估 测 效果 是最 好 的 ．最 后 ，采 用 实 测 数 据 ，进 一
在 轨道 上 运 行 的列 车 ，主要 利 用 轮 轨 黏 着进 行
步 验 证 了 算 法 对 黏 着 力 估测 的准 确 性 ．
列 车 牵 引或 制 动 ，即牵 引 力 或 制动 力 的本 质 是依 靠
黏 着 力 大小 便 成 为 防 滑控 制 技 术 的难 点 之一 ．为解 决 这个 问题 ，顾 博 川 Ｅｓ］提 出一 种 基 于 奇 异 值 分 解 的 改 进 强 跟踪 滤 波 算 法 用 于机 车 黏 着 系数 的估 计 ；李 宁洲 等｜６］采用 自适 应子群协作 ＱＰＳＯ（量子粒 子群 ）算 法估计黏着力 ，再 利用智 能模 糊优 化控 制使机 车保 持 最佳黏着力 ．但 这两 种 算 法都 十 分 复杂 ，要 调 节 的参
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｎｏｖｅ１ ｏｎ—ｌｉｎｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｏｆ ｔｒａｉｎ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｆｏｒｃｅ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆｏｒ ａｎｔｉ—ｓｋｉｄ ｃｏｎｔｒｏ１． Ｓｉｎｃｅ ｉｔ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｍｅａｓｕｒｅ ｔｈｅ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｆｏｒｃｅ， ｉｔ ｉｓ ｏｆ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｏ ｍａｋｅ ｆｕｌ１ ｕｓｅ ｏｆ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｆｏｒｃｅ ｉｎ ａｎｔｉ—ｓｋｉｄ ｃｏｎｔｒｏ１． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａ ｗｈｅｅｌ ｓｅｔ ｄｙｎａｍ ｉｃ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｆｉｒｓｔ．Ｔｈｅｎ。 ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｃａｉｍ ａｎ ｆｉｌｔｅｒ， ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｓｔａｔｅ ｏｂｓｅｒｖｅｒ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ，
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２０１８年 ３月
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ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＯＮＧＪＩ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ）
Ｍａｒ．２Ｏ１８
文 章 编 号 ：０２５３—３７４Ｘ（２０１８）０３—０３５４—０５
ＤＯＩ：１０．１１９０８／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３—３７４ｘ．２０１８．０３．０１１
关键词 ：黏着力 ；状 态观测算 法 ；轮轨关系 ；防滑控制
轮 轨 黏 着力 发 挥 作 用 ，因而 轮 轨 黏着 一 直 是 牵 引 或
中 图分 类 号 ：Ｕ２７０．３５
文 献 标 志 码 ：Ａ 制动 技术领 域 的研究 方 向．
经过长 期 的试 验 研 究 分 析 ，人 们 对 轮 轨 黏 着 关
Ｏｖｅｎ（Ｓｈａｎｇｈａｉ）Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１２０３，Ｃｈｉｎａ）
一 定 的假设 而 不 能兼 顾 所 有 的轮 轨 关 系 因 素！一 ，所 以无 法直 接运 用于列 车牵 引 计算 、制 动 计 算 中．而在 制 动 防滑 控制 中 ，尤 其是 在冰 霜 天气 、低 黏 着 力 的条 件 下 ，充 分利 用轮轨 黏着ｍｕｌｉｎｋ软件平 台 ，设 置 了信号噪 声污染 和传 输延 迟 ，并 仿 真 了黏 着 力 不 变 和 黏 着 力 变 化 两 种 工 况 ，结 果 显示 ５种算法都能对黏着力进行估测 ，但综 合黏着力 估测 的
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｄｈｅｓｉｖｅ ｆｏｒｃｅ； ｓｔａｔｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ； ｗｈｅｅｌ—ｒａｉ１ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ：ａｎｔｉ—ｓｋｉｄ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｆｉｖｅ ｏｎｌｉｎｅ ｅｓｔｉｍ ａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｓ ｆｏｒ ｔｒａｉｎ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｆｏｒｃｅ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ， ｗｈｅｒｅ ｔｈｅ ａｘｌｅ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｃｌａｍ ｐｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｉｎｐｕｔ． Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ． ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌｉｎｋ
列车 轮 轨黏 着 力在 线 估 测 计算 方法
吴 萌岭 ，彭 顺 ，李 小平
（１．同济 大 学 铁 道 与 城 市 轨 道 交 通研 究 院 ，上 海 ２０１８０４；２一ｔ海 松 下 微 波 炉有 限公 司 品 质部 ，上 海 ２０１２０３）
摘要 ：针对列 车的制 动防滑控制 ，提 出黏着力 的在线估测 计 ｔｉｍｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｅｒｒｏｒ ｏｆ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｆｏｒｃｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ａｒｅ 算 方 法 ．因 为 黏着 力 不 易 测 量 ，如 何 实 时 监 测 黏 着 力 大 小 以 ｔ ａｋｅｎ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ，ｔｈｅ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｓｔ ａｔｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ 便 充 分 利 用 轮 轨 黏 着 是 防 滑 控 制 的关 键 ．建 立 了 轮 对 动 力 学 ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｔｈｅ ｂ ｅ ｓｔ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｆｏｒｃｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ． 模 型 ，并 采用 卡 尔曼 滤 波器 、扩 张 状 态 观 测 器 等 ，以轴 速 和 车 Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｆｕｒｔｈｅｒ 轮等效夹 紧力作为可输入量 ，设 计 了 ５种黏 着力在线 估测计 ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄａｔ ａ ．
Ｏｎｌｉｎｅ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｆｏｒｃｅ 系 已经 有 了较 深 的认 识 ，并 通 过 线 路试 验 或 者 理 论
ｆｏｒ Ｔｒａｉｎ Ｗ ｈｅｅｌｔｒａｃｋ
公式计 算黏 着力 ｌｌ ］．但这 些 公 式较 复 杂 并 且是 基 于
ＷＵＭｅｎｇｌｉｎｇ ． Ｇ Ｓｈｕｎ 。ＬＩＸｉａｏｐｉｎｇ （１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒａｉｌ Ｔｒａｎｓｉｔ，Ｔｏｎｇｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１８０４， Ｃｈｉｎａ；２．Ｑｕａｌｉｔｙ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｐａｎａｓｏｎｉｃ Ｈｏｍｅ Ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ