時(shí)速400 km輪軌制動(dòng)大蠕滑黏著試驗(yàn)研究（二）
——水介質(zhì)條件下縱向蠕滑控制模式對(duì)黏著特性影響

常崇義，陳 波，蔡園武，李 果

（1.中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 鐵道科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展中心，北京 100081；2.高速鐵路與城軌交通系統(tǒng)技術(shù)國家工程研究中心 輪軌關(guān)系實(shí)驗(yàn)室，北京 100081）

現(xiàn)代制動(dòng)防滑器可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力和可用黏著力的精確匹配，甚至可以實(shí)現(xiàn)黏著力的再生，這樣可以使防滑器獲得更好的性能。但是，其設(shè)計(jì)是基于對(duì)制動(dòng)黏著特性規(guī)律充分掌握的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，文獻(xiàn)［1-4］依據(jù)240 km·h-1及以下速度和水介質(zhì)條件下的制動(dòng)黏著特性曲線對(duì)制動(dòng)防滑及黏著利用策略進(jìn)行了優(yōu)化。

在標(biāo)準(zhǔn)UIC B 164 RP2《Adhesion during Brak?ing，and Anti-Skid Devices》［5］中，法國國家鐵路公司（SNCF）在濕軌線路上進(jìn)行200 km·h-1速度時(shí)的抱閘（加載）和松閘（卸載）實(shí)車制動(dòng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)加載（輪軌縱向蠕滑率從0%增加到60%）過程中出現(xiàn)了黏著力系數(shù)上升至第1 個(gè)峰值點(diǎn)（A點(diǎn)）和第2個(gè)峰值點(diǎn)（B點(diǎn)），此后卸載過程的黏著力系數(shù)比加載過程要低；德國聯(lián)邦鐵路公司（DB）開展了輪軌界面水介質(zhì)條件下200 km·h-1速度時(shí)縱向蠕滑率分別加載至10%，20%，30%和40%時(shí)均保持恒定4 s 后再卸載的制動(dòng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)縱向蠕滑率加載至不同數(shù)值且保持恒定4 s 控制過程中黏著力系數(shù)出現(xiàn)進(jìn)一步上升現(xiàn)象，此后卸載過程的黏著力系數(shù)比加載過程的更高。

在高速輪軌制動(dòng)黏著利用方面，標(biāo)準(zhǔn)UIC 541—2005《Brakes-Specifications for the Construc?tion of Various Brake Parts-Wheel Slide Protection Device （WSP）》［6］中規(guī)定列車運(yùn)行速度大于160 km·h-1的情況下允許輪軌之間的相對(duì)滑動(dòng)速度不小于40 km·h-1的滑行時(shí)間不超過3 s。標(biāo)準(zhǔn)TB/T 3009—2019《機(jī)車車輛制動(dòng)系統(tǒng)用防滑裝置》［7］要求列車運(yùn)行速度大于200 km·h-1的情況下允許相對(duì)滑動(dòng)速度不小于40 km·h-1的滑行時(shí)間不超過5 s。隨著列車運(yùn)行速度提高至300 km·h-1及以上，輪軌制動(dòng)黏著行為發(fā)生了較大變化［8］。目前，300~400 km·h-1速度范圍內(nèi)的不同蠕滑控制對(duì)黏著特性造成的影響規(guī)律不明確，制約著進(jìn)一步提高時(shí)速400 km高速列車制動(dòng)黏著利用率。

中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司利用1∶1高速輪軌關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)，獲得了100~400 km·h-1速度時(shí)輪軌中等粗糙度水平（Ra為0.4~0.6 μm）的接觸界面有水介質(zhì)條件下縱向蠕滑0%~30%連續(xù)變化范圍內(nèi)完整的制動(dòng)黏著特性曲線［8］，研究發(fā)現(xiàn)：試驗(yàn)速度在300~400 km·h-1范圍內(nèi)，當(dāng)縱向蠕滑率增加到15%左右，出現(xiàn)黏著力系數(shù)再上升至第2 個(gè)峰值，此處黏著力系數(shù)是第1 個(gè)峰值的2倍左右；加載和卸載過程中的黏著再上升階段都屬于穩(wěn)定階段，可提高輪軌黏著的利用。但在不同黏著階段采取不同的縱向蠕滑控制模式會(huì)對(duì)大蠕滑黏著特性造成怎樣的影響還不清楚，這也成為制約時(shí)速400 km·h-1速度時(shí)輪軌界面水介質(zhì)條件下進(jìn)一步提高制動(dòng)大蠕滑黏著利用的關(guān)鍵問題之一。

本文利用1∶1 高速輪軌關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)，研究輪軌間水介質(zhì)條件下速度從時(shí)速200 km 提高至?xí)r速400 km 后不同制動(dòng)蠕滑控制模式對(duì)黏著特性的影響，分別分析了200，300 和400 km·h-1速度時(shí)黏著再上升階段采用不同蠕滑控制模式引起黏著進(jìn)一步上升的特點(diǎn)和規(guī)律，為進(jìn)一步提高時(shí)速400 km輪軌界面水介質(zhì)條件下制動(dòng)大蠕滑黏著有效利用提供依據(jù)。

1 縱向蠕滑控制黏著試驗(yàn)方法

利用中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司1∶1高速輪軌關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)的單車輪和單軌道輪在縱向蠕滑主動(dòng)控制模式下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)裝置和基本試驗(yàn)條件與文獻(xiàn)［8］中的一致。輪軌縱向蠕滑及黏著的基本物理概念和計(jì)算式定義見文獻(xiàn)［8］。

1.1 蠕滑率直接加卸載控制模式

試驗(yàn)前利用100 號(hào)砂紙打磨輪軌接觸表面，把粗糙度Ra控制到0.40~0.60 μm 范圍內(nèi)。試驗(yàn)中車輪設(shè)定為無橫移、無沖角和15 t軸重，試驗(yàn)速度分別達(dá)到200，300 和400 km·h-1時(shí)，輪軌接觸界面按300 ml·min-1速率噴常溫水，軌道輪保持恒轉(zhuǎn)速，通過控制車輪轉(zhuǎn)速使縱向蠕滑率（制動(dòng)工況）從0%按照-5%·s-1速率分別減小到-5%，-10%，-15%，-20%和-25%（加載過程），此后按照5%·s-1速率增加到0%（卸載過程）?？v向蠕滑率加載速度的設(shè)定依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)UIC B 164 RP2《Adhesion during Braking，and Anti-Skid De?vices》［5］。在縱向蠕滑率的描述和繪制黏著特性曲線時(shí)取其絕對(duì)值，縱向蠕滑率的直接加卸載控制曲線如圖1 所示。此外，400 km·h-1速度時(shí)縱向蠕滑率從7.7%增加至15%為黏著再上升階段［8］，為探明蠕滑率直接加卸載控制對(duì)該階段黏著再上升的影響，增加縱向蠕滑率為12.5%的直接加卸載試驗(yàn)工況。

圖1 不同縱向蠕滑率直接加卸載的控制曲線

1.2 蠕滑率保持4 s控制模式

蠕滑率保持4 s 控制模式下試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)條件與蠕滑率直接加載控制模式基本相同，但通過控制車輪轉(zhuǎn)速使縱向蠕滑率（取絕對(duì)值）從0%按照5%·s-1速率分別增加到5%，10%，15%和20%后均保持恒定4 s，此后仍按照5%·s-1速率減小到0%。縱向蠕滑率的控制曲線如圖2 所示。此外，400 km·h-1速度時(shí)縱向蠕滑率從7.7%增加至15%為黏著再上升階段［8］，為探明蠕滑率保持4 s控制對(duì)該階段黏著再上升的影響，增加縱向蠕滑率為12.5%的保持4 s控制試驗(yàn)工況。

圖2 不同蠕滑率保持恒定4 s的控制曲線

2 不同速度時(shí)縱向蠕滑率直接加卸載控制模式對(duì)黏著特性的影響

2.1 時(shí)速200 km制動(dòng)時(shí)

時(shí)速200 km 時(shí)不同縱向蠕滑率直接加卸載控制下的完整黏著特性曲線如圖3 所示。從圖3 看出以下幾點(diǎn)。①在縱向蠕滑率為5%的加載過程中，當(dāng)縱向蠕滑率增加到0.35%時(shí)，黏著力系數(shù)達(dá)到加載過程中的第1 個(gè)峰值點(diǎn)（標(biāo)記為A 點(diǎn)），此處黏著力系數(shù)為0.07左右（A點(diǎn)的黏著力系數(shù)就是小蠕滑時(shí)的黏著系數(shù)，不同速度時(shí)的黏著系數(shù)見文獻(xiàn)［9］）；之后縱向蠕滑率繼續(xù)增加，黏著力系數(shù)反而在減小，直至5%的加卸載轉(zhuǎn)折點(diǎn)；在縱向蠕滑率為5%的卸載過程中黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率減小而減小，縱向蠕滑率減小到0.7%以后黏著力系數(shù)呈現(xiàn)近似線性的快速下降。②在蠕滑率為10%的加載過程中，當(dāng)縱向蠕滑率超過5%后，隨著蠕滑率的增加黏著力系數(shù)持續(xù)減小，直至10%的加卸載轉(zhuǎn)折點(diǎn)；卸載過程中黏著力系數(shù)也在繼續(xù)減小。③在蠕滑率為15%的加載過程中，當(dāng)縱向蠕滑率超過10%后，隨蠕滑率的增加黏著力系數(shù)開始逐漸上升，直至15%的加卸載轉(zhuǎn)折點(diǎn)；卸載過程中黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率的減小而減小。④在蠕滑率為20%的加載過程中，當(dāng)縱向蠕滑率超過15%后，隨蠕滑率增加黏著力系數(shù)緩慢增加，直至20%的加卸載轉(zhuǎn)折點(diǎn)；卸載過程中隨縱向蠕滑率的減小黏著力系數(shù)繼續(xù)增加，縱向蠕滑率下降到16%左右時(shí)黏著力系數(shù)達(dá)到“卸載峰”（標(biāo)記為C20%點(diǎn)），此處的黏著力系數(shù)為0.12；之后隨蠕滑率的減小黏著力系數(shù)緩慢減小。⑤在蠕滑率為25%的加載過程中，當(dāng)縱向蠕滑率超過20%，隨蠕滑率增加黏著力系數(shù)繼續(xù)增加，直至25%的加卸載轉(zhuǎn)折點(diǎn)；卸載過程中黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率的減小而繼續(xù)增加，縱向蠕滑率下降到13%左右時(shí)黏著力系數(shù)達(dá)到“卸載峰”（標(biāo)記為C25%點(diǎn)），此處的黏著力系數(shù)為0.17，比C20%點(diǎn)處的值大0.05；之后黏著力系數(shù)隨蠕滑率的減小緩慢減小。

圖3 200 km·h-1時(shí)不同加卸載蠕滑率控制下的黏著特性曲線

時(shí)速200 km 時(shí)不同縱向蠕滑率直接加卸載控制模式對(duì)黏著特性影響的特點(diǎn)是：縱向蠕滑率從0.35%（A 點(diǎn)）增加到11%附近（D 點(diǎn)）過程中，黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率的增加略微減小，表現(xiàn)為負(fù)摩擦特性，屬于不穩(wěn)定階段，在該階段施加卸載時(shí)黏著力系數(shù)會(huì)降低；縱向蠕滑率從13%增加到25%過程中，隨縱向蠕滑率的增加黏著力系數(shù)出現(xiàn)再次上升，屬于穩(wěn)定階段，在該階段施加卸載時(shí)黏著力系數(shù)會(huì)繼續(xù)上升，并出現(xiàn)“卸載峰”。

2.2 時(shí)速300 km制動(dòng)時(shí)

時(shí)速300 km 時(shí)不同縱向蠕滑率直接加卸載控制下的完整黏著特性曲線如圖4 所示。從圖4 看出以下幾點(diǎn)。①在縱向蠕滑率為5%的加載過程中，當(dāng)縱向蠕滑率增加到0.30%時(shí)，黏著力系數(shù)達(dá)到加載過程中的A 點(diǎn)，此處黏著力系數(shù)為0.055 左右；之后隨縱向蠕滑率的繼續(xù)增加，黏著力系數(shù)反而在減小，直至5%的加卸載轉(zhuǎn)折點(diǎn)；在縱向蠕滑率為5%的卸載過程中黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率減小而減小，縱向蠕滑率減小到0.7%以后黏著力系數(shù)呈現(xiàn)近似線性的快速下降。②在蠕滑率為10%的加載過程中，當(dāng)縱向蠕滑率超過5%，隨著蠕滑率的增加黏著力系數(shù)開始再次上升，直至10%的加卸載轉(zhuǎn)折點(diǎn)；卸載過程中隨縱向蠕滑率的減小黏著力系數(shù)會(huì)持續(xù)增加，縱向蠕滑率下降到7.2%時(shí)黏著力系數(shù)達(dá)到“卸載峰”（標(biāo)記為C10%點(diǎn)），此處的黏著力系數(shù)為0.11；之后隨蠕滑率的減小黏著力系數(shù)緩慢減小。③在蠕滑率為15%的加載過程中，當(dāng)縱向蠕滑率超過10%，隨蠕滑率的增加黏著力系數(shù)繼續(xù)增加，直至15%的加卸載轉(zhuǎn)折點(diǎn)，卸載過程中隨縱向蠕滑率的減小黏著力系數(shù)持續(xù)增加，縱向蠕滑率下降到7.1%時(shí)黏著力系數(shù)達(dá)到“卸載峰”（標(biāo)記為C15%點(diǎn)），此處的黏著力系數(shù)為0.12，比C10%點(diǎn)處的值大0.01；之后隨蠕滑率的減小黏著力系數(shù)緩慢減小。④在蠕滑率為20%的加載過程中，當(dāng)縱向蠕滑率超過15%，隨蠕滑率增加黏著力系數(shù)繼續(xù)緩慢增加，直至縱向蠕滑率為16.7%時(shí)黏著力系數(shù)達(dá)到第2個(gè)峰值點(diǎn)（標(biāo)記為B20%點(diǎn)），此時(shí)的黏著力系數(shù)為0.11；之后隨縱向蠕滑率增加黏著力系數(shù)緩慢減小，直至20%的加卸載轉(zhuǎn)折點(diǎn)；卸載過程中隨縱向蠕滑率的減小黏著力系數(shù)再次上升，縱向蠕滑率下降到7.2%時(shí)黏著力系數(shù)達(dá)到“卸載峰”（標(biāo)記為C20%點(diǎn)），此時(shí)的黏著力系數(shù)為0.14，比C15%點(diǎn)處的值大0.02；之后黏著力系數(shù)隨蠕滑率的減小緩慢減小。

圖4 300 km·h-1時(shí)不同加卸載蠕滑率控制下的黏著特性曲線

時(shí)速300 km 時(shí)不同縱向蠕滑率直接加卸載控制模式對(duì)黏著特性影響的特點(diǎn)是：縱向蠕滑率從0.3%（A點(diǎn)）增加到8%（D點(diǎn)）附近過程中，黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率的增加略微減小，屬于不穩(wěn)定階段，在該階段卸載時(shí)黏著力系數(shù)會(huì)降低；縱向蠕滑率從8%增加到20%過程中，隨縱向蠕滑率的增加黏著力系數(shù)出現(xiàn)再次上升，屬于穩(wěn)定階段，在該階段卸載時(shí)黏著力系數(shù)會(huì)持續(xù)上升，并出現(xiàn)“卸載峰”。

2.3 時(shí)速400 km制動(dòng)時(shí)

時(shí)速400 km 時(shí)不同縱向蠕滑率直接加卸載控制下的完整黏著特性曲線如圖5 所示。從圖5 看出以下幾點(diǎn)。①在縱向蠕滑率為5%的加載過程中，當(dāng)縱向蠕滑率增加到0.27%時(shí)，黏著力系數(shù)達(dá)到加載過程中的A點(diǎn)，此時(shí)的黏著力系數(shù)為0.047 左右；之后隨縱向蠕滑率的增加黏著力系數(shù)減小，直至5%的加卸載轉(zhuǎn)折點(diǎn)；在蠕滑率為5%的卸載過程中黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率減小而減小，縱向蠕滑率減小到0.6%以后黏著力系數(shù)呈現(xiàn)近似線性的快速下降。②在蠕滑率為10%的加載過程中，當(dāng)縱向蠕滑率超過5%，隨著蠕滑率的增加黏著力系數(shù)再次逐漸上升，直至10%的加卸載轉(zhuǎn)折點(diǎn)；卸載過程中縱向蠕滑率從10%開始減小，黏著力系數(shù)也在逐漸減小。③在蠕滑率為12.5%的加載過程中，當(dāng)縱向蠕滑率超過10%，隨著蠕滑率的增加黏著力系數(shù)繼續(xù)上升，直至12.5%的加卸載轉(zhuǎn)折點(diǎn)；卸載過程中黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率的減小持續(xù)增加，縱向蠕滑率下降到6.4%時(shí)黏著力系數(shù)達(dá)到“卸載峰”（標(biāo)記為C12.5%點(diǎn)），此處的黏著力系數(shù)為0.107；之后隨蠕滑率的減小黏著力系數(shù)緩慢減小。④在蠕滑率為15%的加載過程中，當(dāng)縱向蠕滑率超過12.5%，隨蠕滑率的增加黏著力系數(shù)繼續(xù)增加，直至縱向蠕滑率為14%左右時(shí)黏著力系數(shù)達(dá)到第2 個(gè)峰值點(diǎn)（標(biāo)記為B15%點(diǎn)），此時(shí)的黏著力系數(shù)為0.075；之后隨縱向蠕滑率增加黏著力系數(shù)緩慢減小，直至15%的加卸載轉(zhuǎn)折點(diǎn)；卸載過程中隨縱向蠕滑率的減小黏著力系數(shù)持續(xù)減小。⑤在蠕滑率為20%的加載過程中，當(dāng)縱向蠕滑率為12%左右時(shí)黏著力系數(shù)達(dá)到第2 個(gè)峰值點(diǎn)（標(biāo)記為B20%點(diǎn)），此時(shí)的黏著力系數(shù)為0.072，與B15%點(diǎn)處的黏著力系數(shù)相差較??；之后隨縱向蠕滑率增加黏著力系數(shù)緩慢減小，直至20%的加卸載轉(zhuǎn)折點(diǎn)；卸載過程中黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率的減小而緩慢減小。

圖5 400 km·h-1時(shí)不同加卸載蠕滑率控制下的黏著特性曲線

時(shí)速400 km時(shí)加卸載蠕滑率控制模式對(duì)黏著特性影響的特點(diǎn)是：縱向蠕滑率從0.3%（A點(diǎn)）增加到5%（D點(diǎn)）附近過程中，在該過程中卸載時(shí)黏著力系數(shù)會(huì)降低；縱向蠕滑率從5%增加到15%過程中，隨縱向蠕滑率的增加黏著力系數(shù)出現(xiàn)再次上升，屬于穩(wěn)定階段，但只有在縱向蠕滑率為12.5%左右（輪軌相對(duì)滑動(dòng)速度50 km·h-1）卸載時(shí)黏著力系數(shù)會(huì)持續(xù)上升，并出現(xiàn)“卸載峰”。

3 不同速度時(shí)縱向蠕滑率保持4 s控制模式對(duì)黏著特性影響

3.1 時(shí)速200 km制動(dòng)時(shí)

時(shí)速200 km 時(shí)不同縱向蠕滑率保持4 s 控制下的完整黏著特性曲線如圖6 所示。從圖6 看出以下幾點(diǎn)。①縱向蠕滑率在5%時(shí)保持4 s 過程中，黏著力系數(shù)從0.039 減小到0.018，減小約54%。②縱向蠕滑率在10%時(shí)保持4 s 過程中，黏著力系數(shù)從0.056 減小到0.025，減小約55%。③縱向蠕滑率在15%時(shí)保持4 s 過程中，黏著力系數(shù)從0.147 增加到0.215，增加約46%；此后卸載過程中黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率的減小而繼續(xù)上升，縱向蠕滑率下降到7.2%附近時(shí)黏著力系數(shù)達(dá)到卸載過程中的“卸載峰”（標(biāo)記為C15%點(diǎn)），此時(shí)的黏著力系數(shù)為0.24。④縱向蠕滑率在20%時(shí)保持4 s過程中，黏著力系數(shù)從0.163 緩慢增加到0.186，增加約14%；此后卸載過程中黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率的減小而繼續(xù)上升，縱向蠕滑率下降到6.5%附近時(shí)黏著力系數(shù)達(dá)到卸載過程中的“卸載峰”（標(biāo)記為C20%點(diǎn)），此時(shí)的黏著力系數(shù)為0.26。

圖6 200 km·h-1時(shí)不同蠕滑率保持4 s控制下的黏著特性曲線

時(shí)速200 km 時(shí)不同縱向蠕滑率保持4 s 控制模式對(duì)黏著特性影響的特點(diǎn)是：縱向蠕滑率從0.35%（A點(diǎn)）增加到11%（D點(diǎn)）過程中，屬于不穩(wěn)定階段，在該階段施加蠕滑率保持4 s 控制時(shí)黏著力系數(shù)會(huì)下降；縱向蠕滑率從11%增加到25%過程中，屬于穩(wěn)定階段，在該階段施加蠕滑率保持4 s控制時(shí)黏著力系數(shù)會(huì)進(jìn)一步上升，并出現(xiàn)“卸載峰”。

3.2 時(shí)速300 km制動(dòng)時(shí)

時(shí)速300 km 時(shí)不同縱向蠕滑率保持4 s 控制下的完整黏著特性曲線如圖7 所示。從圖7 看出以下幾點(diǎn)。①縱向蠕滑率在5%時(shí)保持4 s 過程中，黏著力系數(shù)從0.056 減小到0.021，減小約62%。②縱向蠕滑率在10%時(shí)保持4 s 過程中，黏著力系數(shù)從0.043 減小到0.017，減小約60%。③縱向蠕滑率在15%時(shí)保持4 s 過程中，黏著力系數(shù)從0.104 增加到0.139，增加約35%；此后卸載過程中黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率的減小而繼續(xù)上升，縱向蠕滑率下降到6.0%附近時(shí)黏著力系數(shù)達(dá)到卸載過程中的“卸載峰”（標(biāo)記為C15%點(diǎn)），此時(shí)的黏著力系數(shù)為0.189。④縱向蠕滑率在20%時(shí)保持4 s過程中，黏著力系數(shù)保持為0.087，幾乎沒變化；此后卸載過程中黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率的減小而再次增加，縱向蠕滑率下降到6.0%附近時(shí)黏著力系數(shù)達(dá)到卸載過程中的“卸載峰”（標(biāo)記為C20%點(diǎn)），此時(shí)的黏著力系數(shù)為0.14。

圖7 300 km·h-1時(shí)不同蠕滑率保持4 s控制下的黏著特性曲線

時(shí)速300 km 時(shí)不同縱向蠕滑率保持4 s 控制模式對(duì)黏著特性影響的特點(diǎn)是：縱向蠕滑率從0.3%（A點(diǎn)）增加到8%（D點(diǎn)）過程中，屬于不穩(wěn)定階段，在該階段施加蠕滑率保持4 s 控制時(shí)黏著力系數(shù)會(huì)下降；縱向蠕滑率為15%時(shí)處于黏著力系數(shù)上升穩(wěn)定階段，在該階段施加蠕滑率保持4 s 時(shí)黏著力系數(shù)會(huì)進(jìn)一步上升，并出現(xiàn)“卸載峰”；在B點(diǎn)附近施加蠕滑率保持4 s時(shí)黏著力系數(shù)變化較小。

3.3 時(shí)速400 km制動(dòng)時(shí)

時(shí)速400 km 時(shí)不同縱向蠕滑率保持4 s 控制下的完整黏著特性曲線如圖8 所示。從圖8 看出以下幾點(diǎn)。①縱向蠕滑率在5%時(shí)保持4 s 過程中，黏著力系數(shù)從0.031 減小到0.008，減小約74%。②縱向蠕滑率在10%時(shí)保持4 s 過程中，黏著力系數(shù)從0.054 增加到0.102，增加約89%；此后卸載過程中黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率的減小而持續(xù)上升，縱向蠕滑率下降到7.2%附近時(shí)黏著力系數(shù)達(dá)到卸載過程中的“卸載峰”（標(biāo)記為C10%點(diǎn)），此時(shí)的黏著力系數(shù)為0.113。③縱向蠕滑率在12.5%時(shí)保持4 s 過程中，黏著力系數(shù)從0.073 增加到0.097，增加約33%；此后卸載過程中黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率的減小而增加，縱向蠕滑率下降到6.75%附近時(shí)黏著力系數(shù)達(dá)到卸載過程中的“卸載峰”（標(biāo)記為C12.5%點(diǎn)），此時(shí)的黏著力系數(shù)為0.137。④縱向蠕滑率在15%時(shí)保持4 s 過程中，黏著力系數(shù)從0.062 減小到0.021，減小約66%；此后卸載過程中黏著力系數(shù)隨縱向蠕滑率的減小而降低。⑤縱向蠕滑率在20%時(shí)保持4 s 過程中，黏著力系數(shù)從0.046緩慢減小到0.033，減小約28%。

圖8 400 km·h-1時(shí)不同蠕滑率保持4 s控制下的黏著特性曲線

時(shí)速400 km 時(shí)不同縱向蠕滑率保持4 s 控制模式對(duì)黏著特性影響的特點(diǎn)是：縱向蠕滑率從0.27%（A 點(diǎn)）增加到7%（D 點(diǎn)）過程中，屬于不穩(wěn)定階段，在該階段施加蠕滑率保持4 s控制時(shí)黏著力系數(shù)會(huì)下降；縱向蠕滑率為10%和12.5%時(shí)處于黏著力系數(shù)上升穩(wěn)定階段，在該階段施加蠕滑率保持4 s控制時(shí)黏著力系數(shù)會(huì)進(jìn)一步上升，并出現(xiàn)“卸載峰”，該現(xiàn)象非常有利于進(jìn)一步提高輪軌黏著的利用率；縱向蠕滑率為15%（B點(diǎn)附近）或大于15%時(shí)，施加蠕滑率保持4 s控制時(shí)黏著力系數(shù)會(huì)下降。

4 結(jié) 論

（1）高速輪軌水介質(zhì)條件下，在從黏著力系數(shù)第1個(gè)峰值點(diǎn)（A點(diǎn)）至黏著力系數(shù)“低谷點(diǎn)”（D點(diǎn)）的不穩(wěn)定階段，施加縱向蠕滑率直接加卸載控制或蠕滑率保持4 s控制都會(huì)導(dǎo)致黏著力系數(shù)下降。

（2）輪軌水介質(zhì)條件下，時(shí)速200 和300 km時(shí)在從黏著力系數(shù)“低谷點(diǎn)”至第2 個(gè)峰值點(diǎn)的穩(wěn)定階段，施加縱向蠕滑率直接加卸載控制或蠕滑率保持4 s 控制一般將導(dǎo)致黏著力系數(shù)再上升，并出現(xiàn)“卸載峰”。

（3）輪軌水介質(zhì)條件下，時(shí)速200 和300 km時(shí)在黏著力系數(shù)的第2 個(gè)峰值點(diǎn)附近，采用縱向蠕滑率直接加卸載控制將導(dǎo)致黏著力系數(shù)再上升，并出現(xiàn)“卸載峰”；但在此附近施加縱向蠕滑率保持4 s控制并不能使黏著力系數(shù)明顯上升。

（4）輪軌水介質(zhì)條件下，時(shí)速400 km 時(shí)從黏著力系數(shù)“低谷點(diǎn)”到黏著力系數(shù)第2 個(gè)峰值點(diǎn)的穩(wěn)定階段的中間位置（縱向蠕滑率為12.5%附近），施加縱向蠕滑率直接加卸載控制或蠕滑率保持4 s 控制均更容易導(dǎo)致黏著力系數(shù)再上升，并出現(xiàn)“卸載峰”。

（5）高速輪軌水介質(zhì)條件下，在黏著再上升階段施加縱向蠕滑率保持4 s控制會(huì)使黏著力系數(shù)進(jìn)一步上升，該現(xiàn)象非常有利于提高輪軌黏著利用率。