Page 120 - 摩擦学学报2025年第5期

754 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

1.0

Rail rollers Rail rollers
8
Wheel rollers 0.8 Wheel rollers
Wear rate/(μg/cycle) 6 4 Surface roughness, R a /μm 0.6

0.4

0.0
0 2 0.2
Dry Summer Winter Mixed Oil-based Grease-based Dry Summer Winter Mixed Oil-based Grease-based
FM FM FM TOR TOR FM FM FM TOR TOR
(a) Wear rate (b) Surface roughness, R a
Fig. 9 The wear rate and surface roughness of the wheel and rail rollers
图 9 轮轨试样的磨损率和表面粗糙度

Random decrease
35 Decrease caused by manual application 0.15
of top-of-rail product 0.4
Average minimum adhesion coefficient
28 0.12 0.3 Adding summer FM
Number of adhesion coefficient decreases 21 0.09 Adhesion coefficient, μ Adhesion coefficient, μ 0.2
0.10
0.06
14
0.1
0.03
7
Random decrease
0 0.00 0.0
Summer Winter Mixed Oil-based Grease-based 0 5 10 15 20 25
FM FM FM TOR TOR Number of cycle/10 3
(a) Times of adhesion coefficient decrease (b) Summer FM and average minimum adhesion coefficient
Fig. 10 Times of adhesion coefficient decrease and average minimum adhesion coefficientoftop-of-rail
materials and adhesion coefficient curve applying summer FM
图 10 施加轨顶摩擦调节剂得到的黏着系数下降次数、平均最低黏着系数以及施加夏季FM得到的黏着系数曲线

材料被挤压出接触带后堆积在接触带两侧，然后随机 界面的振动相比，水基FM回流运动伴随的振动对轮
地回流至接触带中心使黏着系数发生随机的二次下 轨磨损的影响可能并不显著.

降，如图10(b)所示，这就是材料的回流运动. 图10表明 2.4 轨顶摩擦调节剂的施用条件讨论及减摩性能
不同基体的轨顶摩擦调节剂表现出不同的回流能力， 对比
[27]
[16]
对于轨顶摩擦调节剂来说，这种能力反映了在实际应 综合上述的试验结果与Eadie等 和Galas等 的
用中原本粘附于轮轨非接触表面上的轨顶摩擦调节 研究结果可知，良好的轮轨材料表面状态和合适的施
剂在振动和轮对横移过程中重新进入轮轨接触点的 加量(频率)是确保轨顶减摩技术作用效果的前置条
能力，回流能力强的轨顶摩擦调节剂(夏季FM)可以以 件. 当轮轨接触界面的等效粗糙度较低时(如新轮新
[26]
更少的施加量(添加次数)完成相同距离的减摩任务 . 轨)应用轨顶摩擦调节剂，将由抗剪切强度较低的轨
水基FM的回流运动会随着材料的干燥而停止， 顶摩擦调节剂承担法向载荷并产生极低的切向力和
回流运动主要以固体水基FM为主. 回流运动通常会 黏着系数，进而影响列车的安全性. 长时间服役的轮
伴随着固体水基FM材料的破碎和分离，这个过程伴 轨材料表面分布着大量的滚动接触疲劳裂纹，此时应
随着强烈的振动，这个振动过程可能会导致轮轨材料 用轨顶摩擦调节剂会在表面疲劳裂纹中发生严重的
[22]
加速失效. 夏季FM的黏度较高且容易失水干燥，受力 油楔效应，加剧裂纹的扩展和轮轨材料的剥落 . 因
后难以恢复至初始状态，这导致夏季FM比冬季FM在 此，轨顶摩擦调节剂的最佳应用时机是轮轨界面具有
施加过程中更易残存在轮轨试样的接触边界区域并 一定的等效粗糙度之后和轮轨表面分布有大量滚动
使材料发生频繁的回流运动，进而产生振动使轮轨材 接触疲劳裂纹之前，此时应用轨顶减摩技术可以大幅
料加速失效. 需要注意的是，与实际运行中列车轮轨 延长轮轨材料维修的周期. 应用轨顶摩擦调节剂时，