广州地铁集团有限公司 510000
摘要：地铁列车在运行过程中，会存在轮轨摩擦情况，而轮缘摩擦引起轮对的镟修，导致轮子寿命下降和使用效率降低，最终造成经济损失。因此，在一条线路当中，部分地铁列车会安装轮缘润滑装置，以满足轮轨润滑的要求，降低轮轨摩擦，使轮子的使用率最大化。本文介绍了广州地铁L型车轮缘润滑装置的工作原理，分析了导致轮缘润滑装置故障的原因，针对故障提出维修措施及建议，为地铁列车轮缘润滑装置失效故障检修提供一定的借鉴意义。
关键词：轮缘润滑；地铁；故障分析；转向架
0引言
随着我国地铁轨道交通逐渐进入大规模发展时代，对地铁车辆轮轨系统的研究也进一步深入，轮缘润滑系统成为解决轮轨间干磨擦问题的主要措施之一。列车在运行过程中，轮对是地铁车辆的重要组成部分，承受着较大的动载荷，在列车通过曲线时，靠轮对进行导向。轮缘润滑系统分为湿式轮缘润滑系统和干式轮缘润滑系统[1]。现在车辆上采用的湿式轮缘润滑主要属于车载式的油气混合润滑方式的一种[2]。当列车受牵引力的作用经过弯道时，可以听见轨道有低频摩擦噪声，这种噪声是由于车轮轮缘和轨道侧缘两者之间的摩擦导致，此时轮缘润滑装置借助压缩空气的作用，把润滑剂和压缩空气形成的油气混合物通过喷嘴喷射到轮缘上，起到润滑轮对轮缘与钢轨接触面的作用[3]。因此轮缘润滑系统是解决轮轨关系磨耗的重要装置。
1轮缘润滑装置的工作原理
广州地铁4、5号线采用REBS的轮缘润滑系统，泵出口以后的完整管路系统相当于一个储能器，管网中约有5%的润滑油和95%的气体。完整的轮缘润滑系统包括喷嘴、分配器、电控箱、油箱组、电磁阀等部件，如图1所示。其中，电控箱、油箱组、电磁阀安装于车体底架上，弯道传感器安装于电控箱内，喷嘴、分配器安装于转向架上。喷嘴安装在Tc车一位转向架一位端的I位轮对上。轮缘润滑系统的目的主要是减少轮缘和轨道的磨损，并起到一定的降噪效果。线路上部分列车配备了轮缘润滑系统，并且使用含有固体颗粒的润滑剂，得到较好的润滑效果。启动泵安装在邮箱的底部，主要是使吸入行程的润滑剂比压缩冲程所需润滑剂更多。这样对邮箱里的润滑剂起到搅拌作用，泵的输出为0.25CM3/行程。当进气口处有足够气压时，经分流装置，一路流入气压泵，另一路经出油口与润滑油混合，经分配器，最后从喷嘴中喷射到轮缘上。泵的喷射和吸入行程是由二位二通电磁阀控制，泵的压缩行程至少需要2bar的气压。当电磁阀失电后，气动泵中的气体通过卸出口释放，泵在弹簧的作用下开始吸入行程。油气分配器精确快速的将油气导向两个喷嘴，其内部设计保证油气流的分配比为1:1[4]。喷嘴的作用是通过压缩气体的作用是从管路出来的润滑剂准确高速的喷到轮缘上。
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图1轮缘润滑装置原理图
2故障原因分析
2.1故障情况
04013014架修车辆静调作业中发现04A013端轮缘润滑装置失效，模拟喷油试验，喷嘴处无润滑油喷出。轮缘润滑装置四号线仅配置在5列车共10套，数量较少，该装置喷油时间间隔为60s-120s，喷油时间为6s。轮缘润滑装置的使用有效的减少轮轨有害摩擦，延长曲线钢轨使用寿命。现场确认，故障端轮缘润滑装置箱体内润滑油油量为满位，处于未消耗状态，模拟喷油试验，气路工作正常。检查04A014端轮缘润滑装置箱体油位已下降过半，拆下04A013端污物阀，发现污物阀内无油迹，如图2所示，因此推断此故障现象轮缘润滑装置内部管路堵塞故障。
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图2污物阀网筛无异物
2.2轮缘润滑装置内部结构分析
（1）气路原理：气压通过进气口，经过分流装置sw14分为两条气路，其中一条进入气压泵进气口2，另一条气路经过出油口与润滑油混合成为气液混合物，经污物阀3过滤后，流向轮缘润滑装置喷嘴方向并将气液混合状态的润滑油喷出。
（2）油路原理：气源进入前，活塞处于图中位置，活塞杆底部处于储油腔5上方，润滑油经过进油口8吸入储油腔内，气源进入气压泵，活塞6开始向下压缩，储油孔内油压升高，待油压高于弹簧弹力4时，弹簧4上部的滚珠1下移，出油口开启，同样原理，油压将sw14装置出油口开启，润滑油与压缩空气混合，成为气液混合状态，经过污物阀分流到两边轮缘润滑装置喷嘴处喷出[4]。轮缘润滑装置内部油气压缩过程原理如图3所示。
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图3轮缘润滑装置内部结构原理图
2.3故障原因分析：
目前故障状态为油路无法正常工作，根据其工作原理，分析引起此故障的可能原因为：（1）污物阀累积杂物造成堵塞；（2）气压泵进气口堵塞，导致无法提高储油腔内润滑油油压；（3）8处进油口因润滑油本身粘稠度过高或其他颗粒堵塞，润滑油无法进入到储油腔内；（4）活塞杆7与储油腔配合异常，在无气状态下活塞无法复位。（5）钢珠1及sw14装置内压缩弹簧4工作异常锈蚀导致弹簧卡滞，油路堵塞。
对分析出的可能原因逐项排查：
针对第（1）种情况：拆下污物阀，检查网筛，发现网筛无异常，无堵塞，故排除。
针对第（2）种及第（5）种情况，将sw19拆下，用清洁剂清洁并润滑钢珠，并模拟挤压钢珠三次，弹簧均能正常复位，如图4所示，原位装回并试验，仍无润滑油喷出，故排除。
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图4拆解的SW14及SW19
综合以上情况，发现气缸进油口处无间隙，活塞无法复位。对活塞杆与储油孔配合处进一步清洁并润滑，手动顶开活塞杆7，发现活塞杆与储油腔配合异常，进一步清洁润滑后；以移动式空压机提供气源，将气源接到气压泵进气口处模拟活塞动作，动作正常。原位装回气泵并恢复轮缘润滑装置安装，进行装车试验调试，润滑油喷射正常。（试验时需模拟车辆实际运行情况，隔60秒按下开关喷射一次。最终查找故障原因为气动泵内部活塞杆与储油腔配合出现卡滞导致，其根本原因为由于长期未对此装置进行清洁润滑，导致内部带石墨颗粒状润滑导致内部活塞杆与储油腔配合出现卡滞。建议对列车正线使用润滑油的实际效果进行评估对比，以便采用效果相对较好的润滑油,在列车大修期间建议对轮缘润滑装置进行整体的拆解清洁润滑维修。
3结束语及建议
地铁列车在运行过程中，会存在轮轨摩擦情况，而轮缘摩擦引起轮对的镟修会使轮子的寿命下降和使用效率降低，造成经济损失。因此，在一条线路当中，部分地铁列车会安装轮缘润装装置，以满足轮轨润滑的要求，降低轮轨摩擦，使轮子的使用率最大化。本文介绍了广州地铁L型车轮缘润滑装置的工作原理，分析了导致轮缘润滑装置故障的原因，同时建议对列车正线使用润滑油的实际效果进行评估对比，以便采用效果相对较好的润滑油,在列车大修期间建议对轮缘润滑装置进行整体的拆解清洁润滑维修,为地铁列车轮缘润滑装置失效故障检修提供一定的借鉴意义。
参考文献
[1]赵克楠.轮缘润滑装置在轨道车辆上的应用[J].黑龙江科技信息,2016 (26):127.
[2]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(40):53-55.
[3]RudolfOtte，杨和中.采用轮缘润滑装置降低轨道磨损[J],城市轨道交通研究,2006(5):58-59.
[4]丰茂圣.浅析REBS轮缘润滑装置在广佛线列车上的运用[J],机电信息,2012(12):55-57.