第３９卷 第５期２０１７年１０月
武汉理工大学学报（信息与管理工程版）
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＷＵＴ（ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ＆ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ）
Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２０１７文章编号：２０９５-３８５２（２０１７）０５-０６４３-０６
文献标志码：Ａ
轮轨摩擦管理技术及其应用研究
徐凤生
（上海铁路局工务处，上海２０００７１）
摘 要：针对国内外因轮轨磨耗及其引发的列车事故所造成的一系列巨大损失的问题，提出解决该问题的最优办法是保持轮缘-轨距面低摩擦系数（０．２或更低）及车轮踏面-轨顶面中等摩擦系数（０．３～０．４）。全面实施轮缘-轨距面以及车轮踏面-轨顶面摩擦管理技术，能够有效提高列车运行安全性、减缓轮轨磨损、降低轮轨噪音和减少机车能耗。同时对现有各种类型的摩擦管理技术做出了较系统的介绍，分析其实际使用过程中的优缺点，并提出了今后改进和提高的方向。
关键词：轮轨磨耗；列车事故；摩擦管理；安全性中图分类号：ＴＨ１１７．２
ＤＯＩ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５-３８５２．２０１７．０５．０２５
收稿日期：２０１７-０４-３０．
作者简介：徐凤生（１９６４-），男，上海人，上海铁路局高级工程师，主要研究方向为轮轨摩擦管理．
轨道交通运输具有在相同运量条件下节能环
保等优势［１］
。随着高速、重载铁路建设和运营里程的不断扩大、列车运行密度的不断提高及小半径曲线区段的不断增多，轮轨磨损现象日益加剧［２］，每年会引起数十亿人民币的直接损失［３］，同时也严重威胁到车辆行驶过程中的安全。由于轮轨之间的磨损导致的突发性列车脱轨事故，会
造成无法估量的经济损失和社会影响［４］
。
为了缓解轮轨磨损以及提高列车行驶安全性，传统的技术措施通常是开展钢轨打磨处理和车轮旋削维护、优化轮轨材质和配合强度比、加强轨道结构、优化选线方案及优化轮轨接触几何特性等。通过对国内外轮轨润滑的分析，从经济性和实用性角度出发，有效保持轮缘-轨距面低摩
擦系数（０．２或更低）和车轮踏面-轨顶面中等摩擦系数（０．３～０．４），不仅可以有效延长轮轨的使用寿命，还可以有效节省人力、物力和财力，让减缓轮轨磨损、提高列车行驶安全性变得简便有效。
１ 轮轨摩擦管理技术
轮轨摩擦管理方法主要包括润滑材料及其配套设备的使用。根据润滑材料的形态，可分为液体、固体及固-液-固等几种材料；根据配套设备
的使用方式，可分为车载式润滑材料涂敷设备和道旁式润滑材料涂敷设备。不同材料需要不同的
配套设备，轮轨摩擦管理方法的优劣不仅取决于润滑材料性能的好坏，还取决于涂敷设备能否高效、准确地将材料涂覆于需要实施摩擦管理的部位。
从理论分析出发，列车在钢轨上运行的过程中，车轮和钢轨材料接触面之间会产生一层介质
层，通常称之为“第三介质”［５］
，如图１所示。通过第三介质可以完成轮轨间存在的较小的相对运动；与此同时，轮轨摩擦中蠕滑率与摩擦力的相互关联取决于第三介质中伴随轮轨相对运动而随之产生的剪切力的特性。由此可见，实施摩擦管理技术的本质，就是选用合适的润滑材料并通过配套装置将其输送到指定的位置，以达到改善第三介质层摩擦环境的目的。
图１ 第三介质层原理图
依据铁路列车运营方式，轮轨摩擦系数一般可分成３种类型：①在轮缘和轨距角接触界面上保持低摩擦系数（０．２或更低）；②在机车车轮踏面和钢轨顶部接触界面上保持中等摩擦系数
万方数据