铸铁合成闸瓦

踏面制动是铁道车辆上使用的机械制动方式之一,将闸瓦推压到车轮踏面上,由于踏而与闸瓦间的摩擦而获得制动力.目前使用的闸瓦材质大体上分为3种：合成闸瓦、烧结闸瓦和铸铁闸瓦.其中最早被应用的铸铁闸瓦具有以下优点：对车轮的不利影响小,对车轮踏面的磨耗小及不使车轮踏面产生热裂纹等,即使在雨雪天,也可获得车辆稳定运行必要的轮轨间的粘着力.但另一方面,与其他两种闸瓦相比,铸铁闸瓦的磨耗量大,为提供车辆制动力用的摩擦力小.     

重型轨道车车轮异常磨耗原因分析及应对措施

针对重型轨道车车轮异常磨耗,从车轮材质、制动温升、车辆编组方式和制动力分配不匀等4个方面进行分析,确定长大坡道连续制动引起闸瓦和车轮踏面长期接触摩擦并导致车轮温度升高是车轮异常磨耗的主要原因,制动力不均匀和制动时间过长也会对车轮磨耗产生一定的影响。提出车辆通过长大坡道时控制速度及采取间歇制动形式下坡,以降低制动频率和制动时间,控制闸瓦和车轮踏面长时间摩擦产生的温升,以及合理匹配平板车和轨道车的制动效率、调整闸瓦与车轮踏面间隙、采取粉末冶金闸瓦等措施。     

列车车轮踏面制动温度循环试验与温度场仿真分析

在分析货物列车踏面制动方式下车轮踏面热振裂纹和车轮热疲劳裂纹产生机理的基础上,以国内碾钢车轮材料为对象进行踏面制动温度场试验,重点研究制动过程中摩擦热源向转动车轮踏面表面传热的关系,模拟车轮旋转周期内闸瓦摩擦生热和对流换热交替变化的规律,建立车轮制动过程瞬态温度场三维有限元模型,改进以整体输入热流和对流换热的简化模式为基础的传统理论的热应力计算方法。通过在摩擦制动动力试验台进行的制动试验,证明计算模型从宏观和细节方面比较完整地反映了车轮踏面制动热温度场的实际工况。为确定车轮踏面制动极限和作用方式、列车制动距离等技术规范提供计算依据。     

车轮几何形状对残余应力及轮辋变形发展的影响

用理论模拟和试验室试验详细论证了车轮几何形状对破坏性残余应力、轮缘轴向热变形及冷却后的轴向永久变形发展的影响。研制出了一种新的车辆几何外形，该车轮是有应力低、能承受较大的闸瓦制动热负荷、减少轮缘轴向永久性热变形等优点。该车轮设计是安全及运行性能所希望的。     

湿润状态下车轮踏面粗糙度与踏面闸瓦间磨擦系数的变化关系

一般在湿润状态下，车轮踏面与闸瓦间的磨擦系数降低。这种现象通常发生在车辆速度大约低于３０ｋｍ／ｈ，而且是在闸瓦压力较小的情况下。作者通过喷水条件下，在制动试验台上对六种不同类型闸瓦反复进行的试验，研究了车轮踏面粗糙度与磨擦系数的变化关系。指出，磨擦系数末必取决于踏面粗糙度，除非闸瓦压力较小，但有两种闸瓦的磨擦系数在反复试验时显著降低。     

高摩合成闸瓦金属镶嵌机理研究

通过合成闸瓦与车轮摩擦磨损的原理分析和试验验证，提出了合成闸瓦金属镶嵌机理模式为：车轮因摩擦磨损产生的磨粒或碎片附着在闸瓦表面成为金属铝嵌的起始点，当制动过程中有“冷焊”条件时，车轮踏面金属向起始点转移，起台点不断长大，成为金属镶嵌物。     

地铁车辆车轮踏面异常磨耗原因初探

运营速度80 km/h常规城轨车辆的基础制动方式基本采用踏面制动+合成闸瓦,文章针对城轨车辆合成闸瓦对车轮踏面磨耗的影响、制动力分配方式对踏面磨耗的影响、闸瓦与车轮的匹配及热负荷计算等进行了分析研究,探讨了造成地铁车辆踏面异常磨耗的原因。     

高速机车车辆用复合型铸铁闸瓦的开发

为了进一步提高已投入应用的合金铸铁闸瓦的制动性能以适应高速机车车辆的需要，提出了向车轮－闸瓦摩擦界面供给硬质ＳｉＣ陶瓷粒子以提高制动时的摩擦系数和缩短高速制动时的制动距离的方案。研究了三种陶瓷粒子供给方式：向车轮－闸瓦间喷射陶瓷粒子；在车轮踏面上压紧陶瓷粒子块；在铸铁间瓦铸造时埋铸圆柱状陶瓷粒子块。对上述三种方案进行了试验台制动性能试验，结果表明，在制动初速度为１２５ｋｍ／ｈ时，与单独使用合金铸铁     

弹性结构合成闸瓦的开发

研究人员对现有大多数铁道车辆上装用的合成闸瓦的材料组合及结构进行较大变更后,开发出弹性结构型闸瓦。开发的闸瓦不用添加金属系块板也能在轨道湿润条件下抑制制动力的下降,并具有抑制车轮踏面热龟裂及凹陷磨耗等车轮踏面损伤的效果。本文对所开发的闸瓦从设计、试制到台架试验及现车装用耐久试验的评价结果进行了介绍。     

减少车轮损伤的弹性结构型合成闸瓦

日本铁道综合技术研究所、上田制动装置有限公司等单位联合开发了弹性结构型合成闸瓦，该种闸瓦既能确保钢轨湿润条件下的制动性能，也可减轻因热负荷导致对车轮的损伤，有效抑制车轮凹陷磨耗。文章介绍了基于开发的闸瓦进行的台架试验、现车的制动性能试验、长期耐久运行试验的结果。     

基于热—机耦合的大轴重车轮踏面制动热负荷仿真分析

重载列车车轮踏面制动是一个复杂的动态接触热—机耦合问题。文章利用有限元分析软件ABAQUS建立了重载车轮踏面制动的瞬态热—机耦合有限元模型,对单闸瓦踏面制动过程进行了紧急制动工况的数值仿真,并利用重载货车车轮制动热负荷试验结果对模型进行验证。利用该模型分析了不同工况下重载车轮紧急制动过程中的热负荷及热应力情况,为研究大轴重车轮踏面制动热负荷极限和热损伤问题提供了理论技术支持。     

制动装置定置试验

本文介绍铁路车辆机械制动装置的定置试验设备和试验方法及试验结果。重点介绍踏面制动和盘式制动装置的摩擦系数和温度的测定,以及制动距离、制动减速度、闸瓦磨耗量的测定和计算;还介绍了低温制动试验和车轮踏面热龟裂再现试验等特殊制动试验的原理和方法。     

高速车辆用复合铸铁闸瓦的开发

为进一步改善合金铸铁闸瓦的制动性能，对陶瓷硬质粒子进行了研究，以使闸瓦具有高性能并适用于高速列车。在车轮与闸瓦间添加ＳｉＣ（碳化硅）粒子，或提高制高制动性能约２０％。添加陶瓷粒子的方式有：喷射ＳｉＣ粒子；使ＳｉＣ粒子块与车轮踏面摩擦；在闸瓦内嵌入ＳｉＣ粒子块。所在这些方式均能有效地提高铸铁闸瓦的制动性能。     

哈尔滨地铁1号线车轮踏面异常磨耗原因分析

哈尔滨地铁1号线运营初期,车轮踏面普遍发生了W型沟槽磨耗和闸瓦磨耗过快的问题。通过系统分析和试验,得出产生该问题的多种因素,并提出了相应的改进措施:修正电空混合制动方案解决了闸瓦磨耗过快的问题;调整闸瓦材质解决了车轮踏面W型沟槽磨耗问题;采用周期性换端的方式对车轮磨耗状态进行了优化。     

闸瓦和车轮间的夹杂物对车轮异常磨损的影响

车轮踏面/闸瓦制动时,闸瓦的摩擦面上形成金属块状物(熔着片)现象时有发生,摩擦面上形成的熔着片是踏面凹陷磨损的一个重要原因,带来车辆维修方面的许多麻烦。为分析熔着片的产生原因,经试验台试验,并对熔着片断面组织进行了分析,从而查明了熔着片的产生机理,并了解到车轮踏面的磨损量伴随摩擦面上熔着片的生长而增大。指出此次的研究成果有助于今后采取有效对策而防止熔着片产生。     

高速列车制动系统与传统列车制动系统有什么不同？

答：列车制动系统由控制系统和基础制动系统组成。传统的制动系统由司机控制制动管的压力变化来控制各车辆的制动缸压力；其基础制动系统则接受上述的制动缸压力，通过杠杆比率的放大，实施闸瓦与车轮踏面的磨擦制动，将列车的动能转换为热能达到列车制动的目的。其特点是：     

DF4型机车闸瓦偏磨的原因及改善措施

DF4型内燃机车采用单侧、单闸瓦带闸瓦间隙调节器的独立制动系统。机车轮箍踏面为JM3磨耗型踏面，由外至内由1：10和1：20两段斜面及不同半径的7段圆弧组成。当闸瓦里外偏磨（一般为外侧厚、内侧薄）时，首先，闸瓦与车轮踏面的接触面积减小，机车制动力降低，制动距离加长，且偏磨后的闸瓦一侧到限后整块闸瓦即需报废，导致材料的浪费和运营成本的增加；再者，闸瓦间隙自动调节器是针对闸瓦与轮箍实际接触点进行的，闸瓦间隙的调节依轮箍外侧轮径进行，当缓解后闸瓦在重力作用下恢复中心位置时，闸瓦间隙将会消失或者为负值，长距离运行极易造成轮箍迟缓，威胁行车安全。因此，分析闸瓦偏磨原因并制定解决措施成为我段攻关的一个质量目标。     

车轮踏面粗糙度与轮轨滚动噪声

探讨了制动系统和走行里程对车轮踏面粗糙度以及轮轨滚动噪声的影响，分析测量了装各种制系统客货车辆的车轮踏面粗糙度，认为装盘形制动的车轮比仅装铣失闸瓦的车轮具有较好的踏面粗粗糙度和较低的噪声级。     

列车摩擦制动时踏面及制动盘的温度预测

对列车摩擦制动时车轮踏面及制动盘的温度计算问题进行了讨论，给出了表面最大温升计算方法。并对使用铸铁闸瓦和合成闸瓦时的路面制动温升问题进行了讨论，给出了表面温度的实用计算公式。     

闸瓦对车轮轮缘磨损的影响

铁道车辆在制动时,铸铁制动闸瓦会对车轮轮缘和踏面造成磨损。本文就改善闸瓦与车轮表面的接触提出了一系列解决方案,并论述了试验工作所取得的积极效果。