輪緣潤滑裝置在常州地鐵上的應用

井添

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

關鍵詞：輪緣潤滑;輪軌關系;鏇修;使用壽命

中圖分類號： U270.33

1. 引言

車輪異常磨耗是地鐵車輛較為常見的問題，它不僅影響地鐵車輛的動力學性能，而且會導致車輪提前鏇修，降低車輪使用壽命，從而增加運營成本。當輪緣異常磨耗需要進行鏇修時，每恢復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]。

據了解，我國很多城市的多條地鐵線路都有車輪輪緣異常磨耗現象。對于輪緣異常磨耗的線路，通過輪緣潤滑可以較為有效的解決這個問題。

2.輪緣潤滑裝置的介紹

隨著我國鐵路交通進入高速時代，以及城市軌道交通的全面建設，軌道車輛得到了快速發展，對輪軌關系的研究也更加深入，車輛的輪緣潤滑系統成為輪軌間干磨擦問題的主要解決方案之一。輪對是軌道車輛的重要組成部分，承受著較大的靜載荷和動載荷，在車輛通過曲線時，車輛靠輪對進行導向。城市中，由于受制于地形、地質、地下管線等，隧道中常存在曲線多、半徑小的特點，對輪緣的磨耗尤為突出，同時輪軌間的干磨擦容易產生噪音，對車輛運行的平穩性也有影響[2]。從潤滑材料上，輪緣潤滑系統可分為濕式輪緣潤滑系統和干式輪緣潤滑系統。現在大部分車輛上采用的濕式輪緣潤滑，是油氣混合潤滑方式的一種，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;干式輪緣潤滑是在機車輪緣上形成固態潤滑轉移膜，其具有附著力強、易成膜、安全可靠、低耗高效、不污染的特點[3]。

3.常州地鐵輪緣潤滑裝置的應用

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

1）電控箱：由一個電磁閥和電控系統組成，控制潤滑油的噴射周期和控制模式。

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

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向架構架上，噴嘴安裝于轉向架端部，第一條輪對前方。

輪緣潤滑由司機室激活信號、方向信號、速度信號同步控制，當三個信號均處于有效位（司機室處于激活狀態，方向信號為向前、速度大于10km/h）時，輪緣潤滑功能激活，處于平道時，每120s噴油6s;處于彎道時，每12s噴油6s。

在滿足啟動條件后輪緣潤滑的啟動頻率取決于彎道信號;車載信號系統根據車載設備與軌旁設備的通信確定車輛處于的位置，此信號將以“車輛距離下一站的距離”的形式發送到車輛控制單元VCU。車輛控制單元根據此信號并結合常州地鐵線路實際情況可以得出車輛是否處于彎道;同時輪緣潤滑裝置自帶彎道傳感器，當此傳感器檢測到車輛處于彎道位置時，同樣判斷車輛處于彎道位置，并激活彎道信號。

濕式輪緣潤滑由于價格低廉、技術成熟，在地鐵、機車等領域廣泛應用，但是由于噴射油霧狀態不穩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法形成穩定的油膜并造成油液飛濺，影響了輪緣潤滑效果。通過使用列車氣源，并在管路中增加穩壓閥，得到穩定的氣壓，以此形成均勻油膜又不至于滴漏;在潤滑油中入微石墨顆粒可以增加油膜的抗壓、抗高溫性能，調節潤滑油濃度及噴射距離和角度，可以有效的抑制車輪旋轉時的飛濺。

4.結論

輪緣潤滑系統的廣泛使用對軌道車輛運行安全、平穩起到了重要作用， 通過減少輪軌干磨擦，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滑劑后更加顯著），降低電客車出軌的概率，降低了過曲線時的牽引阻力，從而節約了運行成本。輪緣潤滑系統的應用已相對成熟，但還有很多難題等待攻克，高寒環境下輪緣潤滑系統的控制系統如何實現功能的可靠性，潤滑油脂的低溫粘稠度對噴射狀態的影響，高溫、高濕度環境下潤滑油脂的長時間使用，干式潤滑的固體材料在大溫度范圍內形成穩定的潤滑膜等問題都是未來的發展方向[4]。

參考文獻

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

[2]吳強.介紹地鐵車輛輪緣減磨潤滑系統[J].現代城市軌道交通，2007，3.

[3]田敏.固體潤滑材料在機車輪緣潤滑中的應用研究[J].鐵道技術監督，2012，3.

[4]T.H.PONHOB 等.幾種輪緣潤滑器的分析比較[J].國外內燃機車，2007（2）.

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