輪緣潤(rùn)滑裝置在常州地鐵上的應(yīng)用

井添

摘要：輪緣潤(rùn)滑系統(tǒng)可有效的解決輪軌關(guān)系中的干磨擦問(wèn)題，減少鋼軌與車輪輪緣的磨耗，并延長(zhǎng)車輪鏇修周期，增加車輪的使用壽命。基于此，本文主要講述輪緣潤(rùn)滑裝置在地鐵車輛上的應(yīng)用，并以常州地鐵為例進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：輪緣潤(rùn)滑;輪軌關(guān)系;鏇修;使用壽命

中圖分類號(hào)： U270.33

1. 引言

車輪異常磨耗是地鐵車輛較為常見的問(wèn)題，它不僅影響地鐵車輛的動(dòng)力學(xué)性能，而且會(huì)導(dǎo)致車輪提前鏇修，降低車輪使用壽命，從而增加運(yùn)營(yíng)成本。當(dāng)輪緣異常磨耗需要進(jìn)行鏇修時(shí)，每恢復(fù)1 mm輪緣厚度，踏面直徑將減少4～5 mm，很大程度上縮短了車輪的壽命[1]。

據(jù)了解，我國(guó)很多城市的多條地鐵線路都有車輪輪緣異常磨耗現(xiàn)象。對(duì)于輪緣異常磨耗的線路，通過(guò)輪緣潤(rùn)滑可以較為有效的解決這個(gè)問(wèn)題。

2.輪緣潤(rùn)滑裝置的介紹

隨著我國(guó)鐵路交通進(jìn)入高速時(shí)代，以及城市軌道交通的全面建設(shè)，軌道車輛得到了快速發(fā)展，對(duì)輪軌關(guān)系的研究也更加深入，車輛的輪緣潤(rùn)滑系統(tǒng)成為輪軌間干磨擦問(wèn)題的主要解決方案之一。輪對(duì)是軌道車輛的重要組成部分，承受著較大的靜載荷和動(dòng)載荷，在車輛通過(guò)曲線時(shí)，車輛靠輪對(duì)進(jìn)行導(dǎo)向。城市中，由于受制于地形、地質(zhì)、地下管線等，隧道中常存在曲線多、半徑小的特點(diǎn)，對(duì)輪緣的磨耗尤為突出，同時(shí)輪軌間的干磨擦容易產(chǎn)生噪音，對(duì)車輛運(yùn)行的平穩(wěn)性也有影響[2]。從潤(rùn)滑材料上，輪緣潤(rùn)滑系統(tǒng)可分為濕式輪緣潤(rùn)滑系統(tǒng)和干式輪緣潤(rùn)滑系統(tǒng)?，F(xiàn)在大部分車輛上采用的濕式輪緣潤(rùn)滑，是油氣混合潤(rùn)滑方式的一種，由高壓氣體將油液以高速、均勻、霧狀的形式噴射的輪緣上，具有控制控制精度高、控制靈活的特點(diǎn);干式輪緣潤(rùn)滑是在機(jī)車輪緣上形成固態(tài)潤(rùn)滑轉(zhuǎn)移膜，其具有附著力強(qiáng)、易成膜、安全可靠、低耗高效、不污染的特點(diǎn)[3]。

3.常州地鐵輪緣潤(rùn)滑裝置的應(yīng)用

常州地鐵1、2號(hào)線均安裝了輪緣潤(rùn)滑系統(tǒng)，其中1號(hào)線36列車安裝24套輪緣潤(rùn)滑系統(tǒng)，2號(hào)線21列車安裝14套輪緣潤(rùn)滑系統(tǒng)。采用液態(tài)輪緣潤(rùn)滑，安裝于拖車一位轉(zhuǎn)向架（帶司機(jī)室端）一位軸側(cè)上，按照設(shè)定的控制模式和噴射量將潤(rùn)滑劑均勻、定量的噴射到輪緣上，在輪緣上形成一層潤(rùn)滑膜，從而起到減少輪軌磨耗、降低噪音的目的。輪緣潤(rùn)滑裝置主要包括：

1）電控箱：由一個(gè)電磁閥和電控系統(tǒng)組成，控制潤(rùn)滑油的噴射周期和控制模式。

2）油箱組成：由油箱、氣動(dòng)泵和油氣混合物組成。油箱用于儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，氣動(dòng)泵用于將油氣混合物從油箱內(nèi)輸出并輸送到管路。

3）分配器：將油氣混合物平均分配輸送到管路。

4）噴嘴：將潤(rùn)滑劑從噴嘴出口處以150～200m/s的高速噴到輪緣上。

5）接噴嘴軟管：將油氣混合物由管路輸送到噴嘴。

6）接車體軟管：將氣體輸送到油箱組成。

7）管路組成：用于連接各部件 。

輪緣潤(rùn)滑裝置原理圖見圖1

其中電控箱安裝于車體，油箱和分配器安裝于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，噴嘴安裝于轉(zhuǎn)向架端部，第一條輪對(duì)前方。

輪緣潤(rùn)滑由司機(jī)室激活信號(hào)、方向信號(hào)、速度信號(hào)同步控制，當(dāng)三個(gè)信號(hào)均處于有效位（司機(jī)室處于激活狀態(tài)，方向信號(hào)為向前、速度大于10km/h）時(shí)，輪緣潤(rùn)滑功能激活，處于平道時(shí)，每120s噴油6s;處于彎道時(shí)，每12s噴油6s。

在滿足啟動(dòng)條件后輪緣潤(rùn)滑的啟動(dòng)頻率取決于彎道信號(hào);車載信號(hào)系統(tǒng)根據(jù)車載設(shè)備與軌旁設(shè)備的通信確定車輛處于的位置，此信號(hào)將以“車輛距離下一站的距離”的形式發(fā)送到車輛控制單元VCU。車輛控制單元根據(jù)此信號(hào)并結(jié)合常州地鐵線路實(shí)際情況可以得出車輛是否處于彎道;同時(shí)輪緣潤(rùn)滑裝置自帶彎道傳感器，當(dāng)此傳感器檢測(cè)到車輛處于彎道位置時(shí)，同樣判斷車輛處于彎道位置，并激活彎道信號(hào)。

濕式輪緣潤(rùn)滑由于價(jià)格低廉、技術(shù)成熟，在地鐵、機(jī)車等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但是由于噴射油霧狀態(tài)不穩(wěn)定造成油膜分布不均、滴漏，油膜在輪緣上的附著力差，在車輪的離心力作用下無(wú)法形成穩(wěn)定的油膜并造成油液飛濺，影響了輪緣潤(rùn)滑效果。通過(guò)使用列車氣源，并在管路中增加穩(wěn)壓閥，得到穩(wěn)定的氣壓，以此形成均勻油膜又不至于滴漏;在潤(rùn)滑油中入微石墨顆?？梢栽黾佑湍さ目箟?、抗高溫性能，調(diào)節(jié)潤(rùn)滑油濃度及噴射距離和角度，可以有效的抑制車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)的飛濺。

4.結(jié)論

輪緣潤(rùn)滑系統(tǒng)的廣泛使用對(duì)軌道車輛運(yùn)行安全、平穩(wěn)起到了重要作用， 通過(guò)減少輪軌干磨擦，降低輪緣磨耗速度，可以顯著的減少輪緣和軌道的磨損，延長(zhǎng)車輪和軌道的使用壽命（尤其是在彎道上使用的鋼軌），降低噪音（尤其是在使用了高比例固體填加劑的潤(rùn)滑劑后更加顯著），降低電客車出軌的概率，降低了過(guò)曲線時(shí)的牽引阻力，從而節(jié)約了運(yùn)行成本。輪緣潤(rùn)滑系統(tǒng)的應(yīng)用已相對(duì)成熟，但還有很多難題等待攻克，高寒環(huán)境下輪緣潤(rùn)滑系統(tǒng)的控制系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)功能的可靠性，潤(rùn)滑油脂的低溫粘稠度對(duì)噴射狀態(tài)的影響，高溫、高濕度環(huán)境下潤(rùn)滑油脂的長(zhǎng)時(shí)間使用，干式潤(rùn)滑的固體材料在大溫度范圍內(nèi)形成穩(wěn)定的潤(rùn)滑膜等問(wèn)題都是未來(lái)的發(fā)展方向[4]。

參考文獻(xiàn)

[1] 曾全君. 地鐵車輛車輪壽命分析[J]. 電力機(jī)車與城軌車輛，2005（2）：47-49.

[2]吳強(qiáng).介紹地鐵車輛輪緣減磨潤(rùn)滑系統(tǒng)[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2007，3.

[3]田敏.固體潤(rùn)滑材料在機(jī)車輪緣潤(rùn)滑中的應(yīng)用研究[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督，2012，3.

[4]T.H.PONHOB 等.幾種輪緣潤(rùn)滑器的分析比較[J].國(guó)外內(nèi)燃機(jī)車，2007（2）.

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