轮缘润滑装置在常州地铁上的应用

井添

摘要：轮缘润滑系统可有效的解决轮轨关系中的干磨擦问题，减少钢轨与车轮轮缘的磨耗，并延长车轮镟修周期，增加车轮的使用寿命。基于此，本文主要讲述轮缘润滑装置在地铁车辆上的應用，并以常州地铁为例进行分析，以供参考。

关键词：轮缘润滑;轮轨关系;镟修;使用寿命

中图分类号： U270.33

1. 引言

车轮异常磨耗是地铁车辆较为常见的问题，它不仅影响地铁车辆的动力学性能，而且会导致车轮提前镟修，降低车轮使用寿命，从而增加运营成本。当轮缘异常磨耗需要进行镟修时，每恢复1 mm轮缘厚度，踏面直径将减少4～5 mm，很大程度上缩短了车轮的寿命[1]。

据了解，我国很多城市的多条地铁线路都有车轮轮缘异常磨耗现象。对于轮缘异常磨耗的线路，通过轮缘润滑可以较为有效的解决这个问题。

2.轮缘润滑装置的介绍

随着我国铁路交通进入高速时代，以及城市轨道交通的全面建设，轨道车辆得到了快速发展，对轮轨关系的研究也更加深入，车辆的轮缘润滑系统成为轮轨间干磨擦问题的主要解决方案之一。轮对是轨道车辆的重要组成部分，承受着较大的静载荷和动载荷，在车辆通过曲线时，车辆靠轮对进行导向。城市中，由于受制于地形、地质、地下管线等，隧道中常存在曲线多、半径小的特点，对轮缘的磨耗尤为突出，同时轮轨间的干磨擦容易产生噪音，对车辆运行的平稳性也有影响[2]。从润滑材料上，轮缘润滑系统可分为湿式轮缘润滑系统和干式轮缘润滑系统。现在大部分车辆上采用的湿式轮缘润滑，是油气混合润滑方式的一种，由高压气体将油液以高速、均匀、雾状的形式喷射的轮缘上，具有控制控制精度高、控制灵活的特点;干式轮缘润滑是在机车轮缘上形成固态润滑转移膜，其具有附着力强、易成膜、安全可靠、低耗高效、不污染的特点[3]。

3.常州地铁轮缘润滑装置的应用

常州地铁1、2号线均安装了轮缘润滑系统，其中1号线36列车安装24套轮缘润滑系统，2号线21列车安装14套轮缘润滑系统。采用液态轮缘润滑，安装于拖车一位转向架（带司机室端）一位轴侧上，按照设定的控制模式和喷射量将润滑剂均匀、定量的喷射到轮缘上，在轮缘上形成一层润滑膜，从而起到减少轮轨磨耗、降低噪音的目的。轮缘润滑装置主要包括：

1）电控箱：由一个电磁阀和电控系统组成，控制润滑油的喷射周期和控制模式。

2）油箱组成：由油箱、气动泵和油气混合物组成。油箱用于储存润滑油，气动泵用于将油气混合物从油箱内输出并输送到管路。

3）分配器：将油气混合物平均分配输送到管路。

4）喷嘴：将润滑剂从喷嘴出口处以150～200m/s的高速喷到轮缘上。

5）接喷嘴软管：将油气混合物由管路输送到喷嘴。

6）接车体软管：将气体输送到油箱组成。

7）管路组成：用于连接各部件 。

轮缘润滑装置原理图见图1

其中电控箱安装于车体，油箱和分配器安装于转向架构架上，喷嘴安装于转向架端部，第一条轮对前方。

轮缘润滑由司机室激活信号、方向信号、速度信号同步控制，当三个信号均处于有效位（司机室处于激活状态，方向信号为向前、速度大于10km/h）时，轮缘润滑功能激活，处于平道时，每120s喷油6s;处于弯道时，每12s喷油6s。

在满足启动条件后轮缘润滑的启动频率取决于弯道信号;车载信号系统根据车载设备与轨旁设备的通信确定车辆处于的位置，此信号将以“车辆距离下一站的距离”的形式发送到车辆控制单元VCU。车辆控制单元根据此信号并结合常州地铁线路实际情况可以得出车辆是否处于弯道;同时轮缘润滑装置自带弯道传感器，当此传感器检测到车辆处于弯道位置时，同样判断车辆处于弯道位置，并激活弯道信号。

湿式轮缘润滑由于价格低廉、技术成熟，在地铁、机车等领域广泛应用，但是由于喷射油雾状态不稳定造成油膜分布不均、滴漏，油膜在轮缘上的附着力差，在车轮的离心力作用下无法形成稳定的油膜并造成油液飞溅，影响了轮缘润滑效果。通过使用列车气源，并在管路中增加稳压阀，得到稳定的气压，以此形成均匀油膜又不至于滴漏;在润滑油中入微石墨颗粒可以增加油膜的抗压、抗高温性能，调节润滑油浓度及喷射距离和角度，可以有效的抑制车轮旋转时的飞溅。

4.结论

轮缘润滑系统的广泛使用对轨道车辆运行安全、平稳起到了重要作用， 通过减少轮轨干磨擦，降低轮缘磨耗速度，可以显著的减少轮缘和轨道的磨损，延长车轮和轨道的使用寿命（尤其是在弯道上使用的钢轨），降低噪音（尤其是在使用了高比例固体填加剂的润滑剂后更加显著），降低电客车出轨的概率，降低了过曲线时的牵引阻力，从而节约了运行成本。轮缘润滑系统的应用已相对成熟，但还有很多难题等待攻克，高寒环境下轮缘润滑系统的控制系统如何实现功能的可靠性，润滑油脂的低温粘稠度对喷射状态的影响，高温、高湿度环境下润滑油脂的长时间使用，干式润滑的固体材料在大温度范围内形成稳定的润滑膜等问题都是未来的发展方向[4]。

参考文献

[1] 曾全君. 地铁车辆车轮寿命分析[J]. 电力机车与城轨车辆，2005（2）：47-49.

[2]吴强.介绍地铁车辆轮缘减磨润滑系统[J].现代城市轨道交通，2007，3.

[3]田敏.固体润滑材料在机车轮缘润滑中的应用研究[J].铁道技术监督，2012，3.

[4]T.H.PONHOB 等.几种轮缘润滑器的分析比较[J].国外内燃机车，2007（2）.

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