王清永 張玉琢

摘 要：本文介紹了兩種典型的輪緣潤滑裝置，并重點(diǎn)對兩種輪緣潤滑裝置的各種性能指標(biāo)和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對比分析，以便用戶和設(shè)計(jì)人員權(quán)衡利弊，選擇出適合于具體環(huán)境和具體項(xiàng)目的輪緣潤滑裝置。

關(guān)鍵詞：軌道車輛；干式；濕式；輪緣潤滑；輪緣磨耗

中圖分類號：U260 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）17-0000-00

1概述

列車在軌道上運(yùn)行，必然會(huì)產(chǎn)生輪軌磨耗。如何減緩輪軌磨耗，延長輪對及鋼軌使用壽命，是當(dāng)前國內(nèi)城市軌道車輛研究的焦點(diǎn)[1-3]。為了減少鋼軌和車輪輪緣磨耗的目的，國內(nèi)城市軌道車輛普遍采用干式和濕式兩種輪緣潤滑裝置，兩種設(shè)備的采用降低了列車運(yùn)行的阻力，降低了因列車輪對與鋼軌摩擦產(chǎn)生的強(qiáng)烈噪音[4]，既保護(hù)了環(huán)境，節(jié)約了能源，并且提高了列車運(yùn)行控制效率與運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用。

2兩種潤滑裝置的介紹

車輛運(yùn)行時(shí)，采用輪緣潤滑（即在輪軌上加潤滑劑），能夠有效減少輪緣磨耗、降低輪軌噪音，尤其是在車輛通過道岔、彎道和隧道時(shí)。當(dāng)前，輪緣潤滑主要采用干式（固體）潤滑和濕式（液體）潤滑兩種輪緣潤滑裝置。

2.1干式輪緣潤滑裝置

干式輪緣潤滑系統(tǒng)一般由潤滑裝置及固體潤滑塊組成。干式輪緣潤滑裝置固定在轉(zhuǎn)向架上，潤滑塊安裝于潤滑裝置內(nèi)，用恒力彈簧壓緊，均勻的向潤滑塊施加壓力，使?jié)櫥瑝K緊貼輪緣，安裝方式如圖1所示。在車輪運(yùn)動(dòng)過程中，潤滑塊先潤滑接觸車輪的輪緣形成一層薄膜，當(dāng)輪緣與鋼軌接觸時(shí)，這層薄膜轉(zhuǎn)移到鋼軌，鋼軌再潤滑下一個(gè)車輪的輪緣。由于潤滑劑是連續(xù)涂在輪緣上，所以在輪緣內(nèi)側(cè)形成一層均勻的、連續(xù)的金屬膜；輪緣在鋼軌側(cè)面滑動(dòng)時(shí)，合成樹脂、聚合油便載著固體潤滑材料轉(zhuǎn)移到鋼軌內(nèi)側(cè)面上，形成一層干式潤滑膜。從潤滑原理分析，干式潤滑近似液體摩擦。當(dāng)薄膜減少時(shí)潤滑塊再潤滑接觸車輪的輪緣，周而復(fù)始。

固體潤滑塊由成型樹脂、潤滑劑、偶聯(lián)機(jī)團(tuán)、親金屬機(jī)團(tuán)、活性劑及其他填料組成。無石墨及金屬成分不會(huì)對軌道接地及雜散迷流系統(tǒng)造成破壞。

一般情況下固體潤滑塊不需要安裝全部車輪，根據(jù)線路及車輪情況一般只需要25%--50%的車輪安裝即可，配置方式如圖2所示。

2.2 濕式輪緣潤滑裝置

濕式（液體式）輪緣潤滑裝置一般由控制系統(tǒng)、壓力系統(tǒng)、管路、油缸、噴嘴等組成，具體形式如圖3所示，其系統(tǒng)部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。一般情況下采用距離、時(shí)間及彎道（傾角）混合控制原理進(jìn)行噴灑，潤滑油的作用距離一般為120至200米左右。系統(tǒng)使用的潤滑油為增加附著力及潤滑效果，會(huì)在潤滑油脂中添加一定量的固體顆粒，如石墨、鋁粉等潤滑劑。潤滑劑的耐壓性能好，因?yàn)檐囕喓蛙壍乐g的表面壓力極高，且潤滑劑有很強(qiáng)的粘性，其粘附力大于車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力，潤滑劑中含有較高比例的固體極壓添加劑，如精細(xì)的石墨等，能使車輪的消耗及磨損大幅降低。

潤滑劑噴射持續(xù)的時(shí)間設(shè)定為6-10秒，一個(gè)噴射周期結(jié)束后，系統(tǒng)暫停工作直到車輛運(yùn)行的距離達(dá)到設(shè)定值時(shí)再開始另一個(gè)噴射周期，如此循環(huán)往復(fù)。潤滑劑的噴射間隔取決于設(shè)定時(shí)間，還可以采用彎道傳感器來檢測彎道的位置并在車輛駛?cè)霃澋罆r(shí)適當(dāng)加大噴射劑量。

濕式輪緣潤滑裝置的使用大幅減少了車輪輪緣的磨損，減少了由于輪緣磨損而對車輪進(jìn)行修磨的次數(shù)及維修費(fèi)用；降低了噪音，尤其是在彎道和隧道中；維護(hù)量小，輪緣潤滑裝置盡可能少地設(shè)置運(yùn)動(dòng)部件，因此幾乎不需要維修，只需定期加油即可；耗油量很小，車輛平均行駛5000公里的耗油量只有1L；濕式輪緣潤滑裝置初裝費(fèi)用高，但由于濕式輪緣潤滑裝置潤滑劑的噴射間隔是取決于時(shí)間或取決于行駛距離，這樣減少了潤滑劑的消耗，節(jié)省了運(yùn)營成本，也降低了維護(hù)成本[8]。

濕式輪緣潤滑裝置基本安裝在50%的車輛編組上，且只在每列車前后兩端Tc的導(dǎo)向輪對上各安裝一套，配置方式如圖4所示。

3干式與濕式輪緣潤滑裝置對比分析

3.1 潤滑效果對比

從潤滑效果上來分析，綜合分析了國內(nèi)地鐵運(yùn)營情況，濕式潤滑效果更好，表1為國內(nèi)地鐵運(yùn)營情況匯總分析，明顯看出，采用濕式輪緣潤滑裝置的輪緣磨耗率為0.05mm/萬公里，優(yōu)于干式輪緣潤滑裝置。

3.2 潤滑原理對比

濕式輪緣潤滑系統(tǒng)通過帶潤滑油箱的氣動(dòng)活塞泵將壓縮空氣與潤滑劑的混合物經(jīng)分流器輸送到噴嘴，進(jìn)而對輪緣與軌道之間的摩擦副進(jìn)行潤滑。其中彎道傳感器將其輸出的控制信號傳送給控制單元，從而實(shí)現(xiàn)控制單元對整個(gè)潤滑系統(tǒng)工作周期的準(zhǔn)確控制。

干式輪緣潤滑系統(tǒng)采用點(diǎn)對點(diǎn)的固體潤滑方式，實(shí)時(shí)潤滑，在車輪運(yùn)動(dòng)過程中，潤滑塊先潤滑接觸車輪的輪緣形成一層薄膜，當(dāng)輪緣與鋼軌接觸時(shí)，這層薄膜轉(zhuǎn)移到鋼軌，鋼軌再潤滑下一個(gè)車輪的輪緣。由于潤滑劑是連續(xù)涂在輪緣上，所以在輪緣內(nèi)側(cè)形成一層均勻的、連續(xù)的金屬膜。潤滑介質(zhì)與輪軌的附著力強(qiáng)，潤滑劑在固定界面內(nèi)轉(zhuǎn)移，不產(chǎn)生飛濺，對轉(zhuǎn)向架及車下設(shè)備、通信設(shè)備不會(huì)造成污染。

3.3 安裝組成及故障率

液體式輪緣潤滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、系統(tǒng)部件多。輪緣潤滑系統(tǒng)基本上是免維護(hù)的，泵也是自潤滑的。過濾器在潤滑劑和壓縮空氣都很臟的情況下才需要清洗。但由于系統(tǒng)的動(dòng)力來在于壓縮空氣，常會(huì)發(fā)生油氣混合不均勻，分配器堵塞，無法順利噴出潤滑油。干式輪緣潤滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，故障率比較小，不會(huì)破壞踏面黏著。

3.4 采購成本和后期使用費(fèi)用

從采購成本上分析，濕式輪緣潤滑裝置部件多，系統(tǒng)復(fù)雜，成本明顯高于干式；從后期使用費(fèi)用上考慮，濕式費(fèi)用少于干式，如果列車使用壽命按照30年計(jì)算，總體費(fèi)用濕式占優(yōu)，具體如表2所示。

3.5 從其他方面進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析

針對兩種潤滑方式，從其他角度來講，各有優(yōu)缺點(diǎn)，具體如表3所示。

4結(jié)語

軌道車輛采用輪緣潤滑裝置，不僅可有效降低輪緣的磨損程度，延長更換輪對的使用年限，更可提高列車的行駛速度與載重能力，在整體上降低車輛的維修成本，大大提升其經(jīng)濟(jì)效益。具體采用何種輪緣潤滑裝置，需要根據(jù)具體環(huán)境和具體項(xiàng)目進(jìn)行綜合分析，從根本上，對輪緣磨耗率來講，濕式優(yōu)于干式輪緣潤滑裝置。

參考文獻(xiàn)

[1]吳勝權(quán)，黃振暉，曹源.有軌電車路權(quán)配置與信號系統(tǒng)選擇[J].中國鐵路，2014，（8）：97-99.

[2] 趙克楠.輪緣潤滑裝置在軌道車輛上的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2016，（26）：127-127.

[3]曹源，唐濤，徐田華，穆建成.形式化方法在列車運(yùn)行控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，2010，10（1）：112-126.

[4] 馬永靖.動(dòng)車組電控濕式輪緣潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡介[J].鐵道車輛，2015，53（10）：21-22.

收稿日期：2018-06-05

基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，名稱：時(shí)速250公里以上貨運(yùn)動(dòng)車組研制--走行姿態(tài)檢測（2017YFB1201304）。

作者簡介：王清永（1983—），男，漢族，山東菏澤人，碩士研究生，高級工程師，就職于天津市地下鐵道運(yùn)營有限公司，職務(wù)：車輛中心經(jīng)理，研究方向：城市軌道交通車輛運(yùn)用管理。