不同材质闸瓦和车轮滑动摩擦磨损试验及其结果分析

为了研究不同材质闸瓦和车轮滑动摩擦磨损性能,采用M2000型摩擦磨损试验机,针对4种材质闸瓦摩擦块与车轮钢摩擦环摩擦副,开展滑动摩擦磨损试验,试验结果表明,4种材质闸瓦摩擦块对车轮钢的体积磨损量由大到小对应的材质依次为钢轨钢、粉末冶金闸瓦、合成闸瓦、铸铁闸瓦。用扫描电镜观察4种材质闸瓦摩擦块和车轮钢摩擦环摩擦磨损试验后的摩擦环表面形貌,结果显示,摩擦环表面均出现磨粒磨损和疲劳磨损,LH2型高摩擦系数合成闸瓦和QU70型钢轨钢对车轮钢的磨损以磨粒磨损为主,高磷铸铁闸瓦和M型粉末冶金闸瓦对车轮钢的磨损以疲劳磨损为主。用能谱仪测试4种材质闸瓦摩擦块和车轮钢摩擦环摩擦磨损试验后的摩擦环表面元素,结果显示,摩擦环表面均发生氧化反应,出现闸瓦材料向车轮钢转移现象。     

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。     

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.     

调整好闸瓦间隙确保提速运行

就保证铁路运动提速后暴露出的列车运行安全问题，必须具有性能良好制动性能，才以保证列车按运行计划平稳的减速或停车。为此针对当前运用中客货车的闸瓦与车轮的间隙做了调查分析，发现闸瓦与车轮间隙过大而且不均匀，会造成列车制动失控，为此提出改进闸瓦与车间隙的方法和建议。     

国际铁路联盟对复合制动闸瓦的研究

在“TSI noise”标准于2006年6月23日生效后，新造的机车车辆必须遵守该标准。采用复合材料取代铸铁闸瓦可以减少车轮噪声，比如速度100km／h的货运列车噪声能降低10dB左右。目前，铸铁闸瓦能消耗制动产生的约25％～30％的摩擦热量，其余的由车轮消耗，而复合材料的热传导性远不及金属，使得车轮需要消耗额外增加的能量。“K—shoe”闸瓦具有更高但比较稳定的摩擦系数，计划用于新造或经过翻新的机车车辆上；“LL—shoe”闸瓦所具有的摩擦系数几乎与铸铁材质相同。     

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。     

广州地铁一号线车辆的磨耗情况分析

通过对广州地铁一号线车辆运行中闸瓦，车轮及受电弓碳滑板的磨损量分析，确认广州地铁一号线车辆选用交通传动，轮轨参数及弓网参数等关键技术的正确和合理性及由此获得的良好性能。     

铸铁闸瓦对车轮踏面影响的研究

通过制动试验和用有限元法进行的模拟，考察了高速时现用闸瓦和新开发闸瓦对车轮踏面的影响。从制动试验结果来看，开发品同现用品相比，在平均摩擦系数的稳定性，闸瓦的磨耗方面有优越性，但其对应的车轮踏面状态较差，车轮温度也较高，对车轮有较大的破坏性，从残余应力的模拟可以推断，开发品对应的车轮踏面的残余应力最大值要比现用品的高。     

高速内燃动车用铸铁闸瓦的开发

介绍了高速内燃动车用铸铁闸瓦的开发研制过程。通过改变铸铁的成分，增添适量的其它金属元素，减少了车轮龟裂现象的发生，提高了闸瓦的平均摩擦系数，降低了磨耗量，从而使铸铁闸瓦的使用寿命大大提高，取得较好的经济效益。