将牵引油用作轮轨润滑油的基本研究

为了将牵引油用作轮轨润滑油,进行了牵引性能、抗磨性和耐候性试验,得出了一些结论。     

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

在试验条件基本相同的情况下,全尺寸高速轮轨关系试验台与线路实车在160～300km·h-1速度范围内轮轨牵引黏着系数试验结果有较好的一致性.利用全尺寸高速轮轨关系试验台,测试时速400 km速度级内水介质条件下车轮表面在低、中、高粗糙度水平时牵引黏着系数随速度的变化规律,并将车轮在中等粗糙度水平时的试验结果与日本新干线...     

潮湿状况下表面粗糙度和温度对轮轨黏着的影响

为研究如何防止在驱动时车轮空转、制动时车轮滑行,用喷水的办法改变轮轨表面粗糙度和温度,利用双圆盘滚动接触试验台针对轮轨牵引系数进行了一系列试验。结果表明,在任意温度状态下,最大牵引系数都发生在1μm~3μm的合成粗糙度范围内。随着温度的上升,最大牵引系数可以增大到0.4。     

道旁轮轨踏面摩擦调控设备研制与应用

介绍轮轨摩擦调控技术原理,轮轨踏面摩擦调控设备现场布设、组成和工作原理.从喷头功能先进、动态响应快、输出模式独特和流量控制精准4个方面阐述轮轨踏面摩擦调控设备特点,分析轮轨踏面摩擦调控设备在大秦铁路和侯月铁路的试验性应用,并与国外设备应用试验对比,提出在不降低机车牵引及制动需要的黏着系数下,可有效抑制钢轨波浪磨耗,改善轮轨接触状态和轮轨表面接触应力,减少冲击,降低脱轨系数,延长钢轨使用寿命等结论.     

城轨车辆踏面清扫器增粘试验研究

借助JD-1轮轨模拟试验机,研究了踏面清扫器研磨子在干态、水介质、油介质3种工况下对城轨车辆轮轨粘着特性的影响,分析了不同压力下研磨子对轮轨增粘的效果变化,考察了轮轨粘着系数的变化情况,为城轨车辆粘着的改善提供试验依据.试验结果表明,踏面清扫器研磨子能显著改善轮轨的低粘着,保障城轨车辆的安全运行.     

电力牵引用线性助推器方案

基于轮轨系统电力牵引的力传递与轮轨接触点的粘着系数有关.差的轨面状态会降低可传递的牵引力.现可用各种不同的助推器来产生附加分力,以补偿损失的牵引力.     

轮轨油污染黏着特性的三维数值分析

在油污染工况下,建立一个考虑轮轨表面粗糙度的三维轮轨黏着特性数值分析模型.应用Patir和Cheng提出的平均流量模型,以多重网格法和多重网格积分法作为数值计算的工具,得到轮轨间存在油介质时的液体、固体粗糙峰接触压力以及膜厚的分布规律,并研究列车速度以及轮轨表面粗糙度对轮轨间黏着特性的影响.研究结果表明:随着列车速度增加,轮轨间的黏着系数逐渐下降;随着轮轨表面粗糙度的增大,轮轨间的黏着系数逐渐增大.此外,从数值角度分析速度增大引起黏着系数下降和粗糙度增大所引起黏着系数上升的机理.     

基于细观尺度粗糙轮轨接触蠕滑特性数值分析

为了进一步考虑粗糙表面对轮轨蠕滑的影响,从微凸体的微米尺度跨越到米的尺度,着力于摩擦的物理学本质,建立干摩擦工况下的轮轨蠕滑力的二维动态计算模型。通过微凸体接触与断开来模拟轮轨接触的滚滑运动,讨论不同速度、蠕滑率、轮轨表面粗糙度参数等因素对轮轨黏着系数的影响,对每个因素造成的轮轨牵引系数的变化进行数值分析。在中低速情况下,通过对线路测量数据和实验室JD对滚机数据与模型计算结果的对比,验证了模型的有效性。结果表明随着速度的增大,黏着系数随之下降;适当增加轮轨表面粗糙度能提高轮轨间的黏着系数;同时以非人为划分的方式重现接触斑内牵引系数变化的过程,从黏着区到滑动区的过渡过程。     

油介质条件下轮轨黏着特性的试验研究

利用JD—1轮轨模拟试验机研究轮轨受污油、污油水混合物和污油水砂子混合物3种油介质污染工况下,不同轴重和车轮速度对轮轨黏着系数的影响。结果表明:当车速为90km·h-1时,污油和污油水混合物工况时的轮轨蠕滑特性相差不大(加水之后黏着系数减小);污油和污油水混合物工况下21和23t轴重时轮轨黏着系数相差较小,而25t轴重时的黏着系数明显比21和23t轴重时的大,但轮轨表面均未出现严重的磨损;在污油水砂子混合物工况下,轮轨黏着系数显著提高,但同时大大加重了轮轨表面伤损;当轮轨受到污油和污油水污染时,轮轨黏着系数均随着车速的提高而减小。     

高速铁路三维轮轨瞬态滚动接触-冲击模型参数研究

为进一步研究车辆轨道接触特性和钢轨损伤,采用显式有限元法建立适用于三维轮轨瞬态滚动接触分析的有限元模型,将轮轨间黏着系数、牵引系数、列车速度等考虑在内,研究不同模型参数对轮轨瞬态滚动接触计算的影响.通过详细对比分析扣件系统、钢轨长度、轨道板及参数对轮轨瞬态接触解的影响,并结合车轮模态分析结果,引入不同波长的轨面几何不平...     

基于载荷因子和牵引系数的钢轨踏面隐伤形成机理及预测研究

基于安定曲线,确定载荷因子和牵引系数是钢轨踏面隐伤形成的重要影响因素.采用有限元分析软件ABAQUS建立钢轨的有限元模型,并以广深线车辆—轨道耦合动力学计算得到的轮轨接触力及接触斑为该模型的输入,对钢轨踏面特别是轮轨接触部位及其附近区域的应力场进行仿真.结果表明:V型裂纹在轨头内部的扩展使得裂纹所在区域在轮轨力的作用下产生凹陷,形成钢轨踏面隐伤;载荷因子为2～3、牵引系数≥0.36是钢轨踏面形成隐伤的线路工况条件.应用该条件对我国典型线路是否可能产生钢轨踏面隐伤进行预测,广深线、浙赣线满足钢轨踏面萌生隐伤的条件,而大秦线则不可能产生隐伤,这与实测结果一致,表明基于载荷因子和牵引系数的钢轨踏面隐伤预测方法是可行的.     

高速轮轨粘着机理试验研究

系统介绍了在滚动振动试验台上所进行的１：１实物模型高速轮粘着机理试验情况，试验包括干净表面、水润滑和油润滑三种轮轨表面状态在不同轴重、不同速度工况下的粘着试验。试验不仅得到了完整的粘着力（粘着系数）与蠕滑率的关系，同时得到了粘着系数与运行速度的关系。最后，通过拟合轮轨接触函数型摩擦系数并进行计算，首次使轮轨接触粘着计算与试验结果一致。     

环保型铁路轮轨润滑脂的开发研制

环保型铁路轮轨润滑脂以植物油和一定比例的合成油为基础油,采用天然高级脂肪酸锂皂为稠化剂,加入有一定协同效应的氧化抑制剂、防锈剂、摩擦改进剂等添加剂和固体润滑剂,按照试验确定的配方、工艺制成.对该脂分别进行了室内理化性能评定、北京地铁现场试验和可生物降解性静置模拟试验等.结果表明:该脂具有良好的可生物降解性、防腐蚀性、抗水性、高温稳定性和低温泵送性;抗磨性能与地铁原用脂相当,与北京地铁钢轨涂油器有良好的匹配性.制订了该脂的技术条件.该脂可适用于环境温度-30～120℃条件下,我国城市轨道交通以及有环保要求铁路干线(特别是中东部)的轮轨润滑.     

新型环保轮轨润滑脂研发的关键技术

研制的新型环保轮轨润滑脂以植物油、酯类油、PAO复配的半合成油为基础油,以高级脂肪酸锂皂作为稠化剂,按照确定的优化配方加入抗氧剂、极压抗磨剂、防锈剂、防腐剂等添加剂,以及抗磨性能优良的非石墨固体润滑剂,采用特殊的成脂工艺制成。室内理化性能、可生物降解性和毒性、低温模拟试验等综合评定结果表明,研制脂的抗磨性能、防锈抗腐蚀性能、低温性能优良,可生物降解性良好,无(或低)毒,无重金属、卤族等有害元素,易泵送、喷涂,综合性能达到国际同类脂水平。经过1年在机车上的现场运用试验,研制脂有效减小了机车轮缘的磨耗,满足了轮缘润滑的需要,可适用于-30℃以上温度范围的轮轨润滑。     

小比例环形轮轨接触试验台可行性仿真研究

针对由轮轨接触饱和蠕滑率引起的高频振动造成钢轨损伤问题，提出了一种小比例环形轮轨接触试验台动态模拟方法。其采用环形轨道模拟轮轨持续接触运行工况，结合转向架与受电弓组成的试验车辆模拟轮轨接触振动耦合作用，通过两套牵引系统模拟轮轨接触运行中的纵向接触蠕滑、加速及制动等工况。通过计算确定了环形钢轨的最小曲线半径为7.00 m,经SIMPACK软件仿真分析获得的最大脱轨系数为0.668,符合安全运行要求。     

基于虚拟样机的机车黏着控制研究

为了抑制轮对空转并最大限度利用轮轨黏着能力,需要开发基于虚拟样机和现代控制理论的机车黏着控制技术.建立了大功率机车牵引列车及电气牵引传动系统的机电一体化动力学模型,考虑到了大蠕滑率时轮轨黏着负斜率特性、电机磁饱和及转矩机械特性,对机车驱动过程进行仿真研究.提出通过检测同一转向架内不同轴之间的最大角速度差和角加速度差,实时计算轮轨黏着度,并采用模糊控制策略的黏着控制方法.仿真结果表明:在不同轨面及运行工况下,黏着控制使得轮轨有效黏着系数保持在黏着峰值,提高了机车的牵引性能;轮对的蛇行运动使得黏着控制中产生波动现象,波动频率与蛇行运动频率一致;针对不同结构参数机车和运行工况,黏着控制参数需要优化以达到最大的轮轨黏着利用率.     

直线电机轮轨交通系统牵引坡度及启/制动距离计算研究

直线电机轮轨交通是一种采用直线感应电机LIM牵引的新型城市轨道交通形式.在分析直线电机轮轨系统列车牵引和制动特性的基础上,从列车受力分析的角度,建立直线电机线路参数分析的模型;利用该模型,计算得到直线电机轮轨线路的安全牵引坡度及启/制动距离.     

新建铁路牵引试验及开通初期应注意的若干问题

通过对新建瓦日铁路线牵引试验情况的分析论述,提出了新建铁路牵引试验时应充分考虑试验地段的地理环境、气候特点、轮轨磨合情况等因素,在对试验情况和既有线运用实践综合分析的基础上,制定出开通初期过渡方案,等开通后轮轨磨合一段时间、黏着条件稳定后再确定正式牵引方案。     

近10年新型轮轨润滑剂的发展与展望

本文综述了近10年国内外铁路轮轨润滑的现状及发展趋向。车载式华宝（HB）型轮轨润滑装置及其相区配的JH－1型轮轨润滑脂，已经在全路9000多台内燃、电力机车上安装使用。它对于延长轮轨使用寿命、降低噪音及节省能源均有良好作用。美国、加拿大、俄罗斯等国家各铁路公司亦在加速发展车载式轮缘喷脂装置和相应的轮轨润滑脂。其中，美国Tranergy公司与海湾油品国际性组织、德士古研究发展中心联合研制了一种智能型轮轨润滑系统－SENTRAEN20000，它所使用的润滑剂是2种特制的润滑油（TOR油和GFOR油）。为适应铁路高速、重载、安全运输发展的需要，加装有曲线传感器的华宝Ⅲ型轮轨润滑装置已完成了室内试验，相关取代其它固体润滑剂。同时，建议开展环保型轮轨润滑剂及C60、G70及H3BO3（或B2O3）纳米级粒子有于轮轨润滑剂的研究。     

通过喷射陶瓷粒子来增大轮轨间的粘着力

阐述了在降雨等条件下通过采用增粘着材料使减小了的轮轨间的粘着系数迅速地得以恢复的作用机理。介绍了将少量陶瓷粒子高速、高效喷射到轮轨间来提高粘着系数的装置和方法。还通过各种试验证明，采用该方法除了可大幅度增大列车在高速区域的粘着系数外，还具有缩短制动距离等诸多优点。