地铁车辆轮缘减磨润滑系统研究
地铁车辆轮缘润滑装置控制系统设计

0 引言近年来,城市轨道交通的蓬勃发展极大地缓解了城市交通压力,但是轨道线路曲线众多,尤其是小半径曲线线路使得轮轨磨耗问题也日益突出,不仅缩短了车轮与钢轨的使用寿命,也增加了能源的损耗。
轮缘润滑技术的研究和应用不但能够有效解决轮轨磨耗问题,还可以降低轮轨内部剪切应力,有利于减轻轮轨表面的接触疲劳损伤及降低车轮脱轨系数,有利于提高车辆运行安全性[1]。
从车辆与线路整体考虑,阐述适用于城市轨道交通的轮缘润滑控制系统。
1 系统原理城市轨道交通不同于铁路交通,运行区间多位于人口稠密的城市,且大多为地下线路,运行环境较为封闭,轮缘润滑装置喷射的润滑脂在达到减磨效果的同时不应对环境造成污染。
所喷射的润滑脂如果没有被适时消耗掉,多余的润滑脂会堆积到轮缘边缘和踏面处,当车辆运行时会形成甩溅而污染车体和环境,踏面处的润滑脂又会影响行车安全。
单从控制角度考虑,当车辆在直线段行驶时,轮缘与钢轨的磨耗较小,仅需要较少的润滑脂来保证轮缘与钢轨之间的润滑油膜;当车辆在弯道段行驶且运行速度与线路超高不匹配时,轮缘与钢轨单侧磨耗较大,磨耗较大一侧需要较多的润滑脂来实现减磨效果,另一侧不需要润滑脂。
控制系统的要求,关键是润滑装置能够自动准确地检测车辆进入弯道段,并根据实时运行状态给出相应的喷脂指令。
地铁车辆用华宝(HB)轮缘润滑装置的控制系统,采用加速度传感器ADXL203检测弯道信号,并通过软件算法给出适宜的喷脂指令。
以下通过软、硬件设计及在某地铁线路的实际应用,具体介绍地铁车辆用华宝(HB)轮缘润滑装置的控制系统设计。
2 系统设计2.1 硬件电路该控制系统的硬件电路功能框图见图1[2],主要由加速度传感器及其信号调理电路、主控制器、电源EMC滤波电路及电源管理模块、键盘输入、LCD液晶显示、强弱电隔离电路与车辆交互的信号接口电路组成。
其中主控制器采用Cyanal公司的C8051F020器件,是完全集成的混合信号系统级MCU,内部集成64个数字I/O引脚、SPI通信、64k字节可在系统编程的FLASH存储器、12位A/D转换器及25 MPIS的最高速度,使电路的组地铁车辆轮缘润滑装置控制系统设计■ 王冬冬 杨兴宽摘 要:针对城轨新环境,开发新的轮缘润滑装置控制系统。
郑州地铁1号线轮缘润滑装置工作模式分析

郑州地铁1号线轮缘润滑装置工作模式分析作者:张亚彬来源:《科学与信息化》2016年第33期摘要针对轮缘润滑装置在郑州地铁1号线的应用情况,进行了简单介绍,结合应用中所出现的故障分析了原因,优化设定参数,同时对后期维护使用提出了建议。
关键词郑州地铁;轮缘润滑装置;工作模式引言为减少轮缘和轨道的磨损,郑州地铁1号线25列车前10列车两端端部转向架一位端各安装了一套湿式轮缘润滑装置。
经过前期调试,结合应用中疑难故障的处理,对工作模式调整和效果跟进,目前REBS公司提供的轮缘润滑装置在郑州地铁1号线的功能应用已趋于正常,同时具备良好的润滑效果。
1 REBS轮缘润滑装置简介郑州地铁1号线电客车采用的 REBS 生产的湿式轮缘润滑装置主要由安装在车体上的电控箱、弯道传感器,以及安装在构架上的油箱、泵、油气分配器和喷嘴组成,如图1 所示。
电控箱与油箱之间有软管连接。
控制方式为时间控制 + 弯道控制模式,控制系统以时间为基础,在弯道上通过完整的离心力检测开关(弯道传感器)增加额外的弯道润滑(此时时间控制停止)。
REBS设计采用了单线式轮缘润滑系统,泵出口以后的完整管路系统相当于一个储存器,管网中包括约5%的润滑油和95%的气体。
这使得通过风压作用下的5 到8 秒内都有润滑油喷在轮缘上成为可能。
压缩空气和润滑油通过同一根管子输送,这样做的结果是高比例固体颗粒的润滑剂被精细地喷射到轮缘上。
由压缩空气驱动的泵将润滑剂输送到油气混合块,在混合块中,借助于流动的紊流状的压缩空气的作用,润滑剂和压缩空气形成油气混合物并沿着管壁输送,到达喷嘴后,通过喷嘴的加速作用喷射到轮缘上,因此润滑剂能精细覆盖在轮缘上而不会洒落到别处。
润滑后的轮缘通过和轨道的接触,轨道也得到了部分润滑剂,轨道上的润滑剂又会传到后面的车轮上。
郑州地铁1号线电客车轮缘润滑系统采用时间控制为基础的时间弯道混合控制模式。
时间控制方式下,当列车运行速度≥5km 时,车辆给出一个包含方向识别功能的启动信号后,系统即自动投入运行,每间隔120S,二位二通气动电磁阀得电6S,气动泵工作一个行程,喷嘴喷润滑剂6S;当列车运行速度≤5km/h时,系统停止运行。
轮缘润滑块使用效果分析及处理方式

轮缘润滑块使用效果分析及处理方式摘要:针对天津地铁2号线轮缘润滑块存在单块磨耗周期长、润滑块成块堆积脱落以及严重拉丝等问题,导致车轮轮缘得不到有效润滑的现象,结合其他地铁润滑块的使用情况,采取润滑块的替换对比试验,分析结果显示替换后的轮缘润滑块能实现车轮轮缘的有效润滑。
关键词:地铁;轮缘润滑块;掉块;拉丝;对比试验1 引言天津地铁的联网化运营随着2、3号线的相继开通已基本步入成熟阶段。
随着车辆正线运行总公里数的增加,地铁车辆各大磨耗部件逐渐呈现出恶化趋势,其中车轮轮缘的异常磨耗表现得尤为突出。
为了缓解地铁车轮的使用状态,天津地铁2号线整车按25%的比例安装了干式轮缘润滑装置,用以降低轮缘的磨耗,延长轮对镟修周期,提高车轮的使用寿命【1】【2】。
地铁车辆每个轮缘润滑装置的安装吊座都是通过4个螺栓固定在对应的连接板上,安装位置可以根据车轮的磨耗量进行调整。
在空车状态下,轮缘润滑器中心距车轴中心线25mm、轮缘润滑装置中心线与构架纵向平面之间夹角45°~55°、润滑块导管与车轮横向距离为52~57mm、轮缘润滑器导框内侧面与踏面距离10~15mm【3】。
不仅如此,列车即使在直线上行驶时,地铁车辆车轮的轮缘也不时和钢轨侧面接触,而形成运行阻力;如果通过车轮轮缘将一层薄薄的润滑物涂抹在钢轨侧面,包括曲线和直线的钢轨,则上述的运行阻力得以缓解,从而节约地铁车辆的能耗。
2 轮缘润滑块使用现状天津地铁2号线车辆轮缘润装置采用济南三新生产的石墨润滑块,由于目前存在单块石墨润滑块磨耗周期长、润滑块成块堆积脱落以及严重的拉丝现象等问题导致车轮轮缘得不到有效润滑,如图1所示。
为契合公司2014年工作方案,提升列车维护品质,减少车轮修轮频率,提高车轮和轨道的寿命,降低总体维修成本,计划开展2号线车辆轮缘润滑器石墨润滑块对比分析工作。
针对解决此问题,在满足车辆安全及制动相关性能的前提下,结合其它地铁石墨润滑块的使用情况,准备对2号线石墨润滑块进行替代对比试验。
CRH3用户培训文件(轮缘润滑系统)

Wheel
Tank SP-BE 5
Oil-Air
Air
Oil -Air
Air connection min. 6 bar
Solenoid valve MVB 2/2 (G1/8 or G1/4)
Oil-air mixing strip OLM/P10-G1/4
Pneumatic pump SP/P10
4.7 带有弯道传感器的REPLUS控制箱
图4.8 带有弯道传感器的REPLUS控制箱
控制模式: 1.时间控制模式,例如每60s工 作一次 2.距离控制模式,例如每500m工 作一次 3.弯道控制模式,利用弯道传感 器来识别弯道并启动系统工作的 模式 4.异频雷达控制模式 (REBS 专 利) 5.GPS控制模式 (REBS 专利)
c.
尤其显著的是使用添加高比例固体成分的润滑剂,并且
使用常压油箱,在分配器和喷嘴中没有运动部件
d.
多种经实践检验的效果显著的控制模式
4.REBS 轮缘润滑系统结构原理:
喷嘴
分配器
油箱 电磁阀
电控箱 截止阀 空气过滤器
图4.1 REBS 轮缘润滑系统结构原理
4.1 REBS 轮缘润滑系统示意图:
Spray nozzle DSP1 with holder
1.轮缘润滑的用途和功能 2.使用润滑剂的要求 3.REBS 轮缘润滑系统的优点 4.REBS 轮缘润滑系统结构原理
4.1 REBS 轮缘润滑系统示意图 4.2 SP-BF12润滑剂油箱 4.3 装有混合块的SP-PIO/k型气动泵 4.4 MVA 2/2电磁阀 4.5 TL-T2型Turbolub油气分配器 4.6 DSP-4喷嘴 4.7 带有弯道传感器的REPLUS控制箱
轮轨润滑技术的研究进展

轮轨润滑技术的研究进展摘要:本文综述了目前轮轨润滑技术的发展现状,并介绍了国内外目前比较先进的的几种轮轨润滑装置以及与之对应的润滑剂,同时指出了轮轨润滑的发展趋势。
关键词:轮轨润滑;润滑装置;润滑剂1.概述现代轨道交通运输领域中,轮轨摩擦与润滑关系到机车牵引能量消耗、行车安全、轮轨材料消耗及维修成本等,因此受到各国铁路部门重视。
近10 年是我国铁路大发展的时期,也是新型轮轨润滑技术迅速推广应用的时期。
随着列车速度的提高,轮轨润滑问题显得越来越突出。
合理的润滑方式不仅仅可以减少轮轨的磨耗,而且机车运行的安全性和平稳性也会得到大大的提高。
近几年轮轨润滑装置以及润滑剂的发展,更好的适应了铁路高速、重载、安全运输的需要,共同为铁路运输的发展发挥了及其重要的作用。
本文主要介绍几种国内外的轮轨润滑装置以及对未来轮轨润滑的发展趋势提出几点看法。
2.国外轮轨润滑2.1美国近年来,美国铁路运输量持续增长,相关部门也开始高度重视新型轮轨润滑装置的研究以及相应润滑剂的选择,据介绍【1】,为了在机车通过曲线的时候加大润滑剂的供给量,降低轮轨表面爬行状态,提高脱轨安全系数,美国Tranergy公司与海湾油品国际性组织、德士古研究发展中心联合研制开发了一种车载式新型轮轨润滑系统———SENTRAEN 2000。
该系统的方框图如下该系统将采集的参数(速度、温度、牵引吨位、钢轨的曲线曲率等)传送到微处理程序,然后在送到电控器,电控器控制液压系统,根据算得的速率对钢轨轨顶以及侧面喷专门研制的润滑剂。
采用两种配套专用润滑油:轨顶润滑油(TOR 油)和轨距(角)侧润滑油(GFOR 油)。
两种润滑油作用各异,相辅相成2.2 西欧法国阿尔斯通公司生产的大马力电力机车,近10 年来仍然沿用含有极压抗磨添加剂的稀油润滑方式,由于喷油装置管路较长,冬季常有泵送困难,夏季造成机车污染等弊端。
关于新型轮轨润滑系统的报导,尚未收集到。
德国铁路公司及多家轮轨润滑公司近几年曾来华推销其产品,至今尚未有市场。
地铁车辆轮缘润滑装置控制系统设计

一
侧需要 较 多的润滑脂 来实现减 磨效 果 ,另 一侧 不需要润
滑 脂。控 制 系统 的要求 ,关键是 润滑 装置能够 自动准 确地 检 测车辆 进入 弯道段 ,并根据 实时运 行状态 给 出相 应 的喷 脂 指令 。地 铁 车辆 用 华宝 ( HB)轮缘 润滑 装置 的控 制 系
2 X 1 0 = ( 6 5 5 3 6 一c r) — — 1 — _ 1, ( 2)
2 2 1 1 8 4 X 1 0 ”
式中:
图1 硬件 电路功 能框 图
= 0 x A 9 9 A,即为所需 重载值 。
系统 没定 的 运行 参 数 装 载 到CPU的 F I a s h中 ,程 序
电 源
T MR 3 C N= 0 x 0 6 ; / / 允许定 时器3 , 且 使 用 系统 时 钟
输
入
T MR 3 R L L = 0 x 9 A; / / 定 时器3 重 载寄存器 低字 节 T MR 3 R L H= 0 x A9 ; / / 定时器3 重载寄 存器高 字节 处理器 晶振频率为2 2 1 1 8 4 MH z ,采样频率为1 k H z , 即定 时器 周期 为1 ms ,重载值 由式 ( 2) 计算 得 出
控 制 系 统 的 主 流 程 见 图2 ,采 用 C 语 言 编 程 ,模 块 化
设计 ,便 于 系统 维 护和 升 级 。 系统 初始 化 模块 对 系统 时 钟 、I / O端 口及ADC 采样进 行设置 。ADC 采用定 时器3 中断 的方式进 行采 样 ,每隔 1 ms 采集 一次振 动信 号 ,定时器3 的特 殊功 能寄存器 设定值 如下所 示 .
南京地铁一号线润滑块国产化研究

南京地铁一号线润滑块国产化研究摘要本文简要介绍南京地铁一号线国产润滑块研发和试验情况,通过与进口润滑块性能对比,说明国产润滑块已经具备替代进口闸瓦条件。
关键词润滑块;磨耗量针对南京地铁一号线运营过程中出现的轮对异常磨耗问题,南京地铁积极寻找解决办法,然而目前国内液体润滑产品减磨效果一般,且污染环境;国外干式润滑产品易碎、易裂纹的情况时有发生。
为此,南京地铁一号线与济南三新铁路润滑材料有限公司共同研制出一种既经济实用又安全可靠的轮缘润滑产品,以解决轮对异常磨耗问题,实现南京地铁一号线车辆轮缘润滑技术国产化。
1国产润滑块试验情况介绍1.1产品研发为彻底解决南京地铁一号线列车轮对异常磨耗问题,南京地铁对列车运营情况进行调研,针对地铁车辆中低速、轻载、线路曲线较多等特点,对轮缘减磨装置进行研究开发,并将润滑产品性能进行改进,使其更加适用于南京地铁车辆的运行。
1.2对比试验为检验国产润滑块减磨效果,南京地铁在一号线第4列车和第16列车上分别安装全新国产润滑块和全新进口润滑块,上线运营进行对比试验,通过试验数据计算出润滑块磨耗量和轮缘磨耗速率等数据。
1.3整车试用南京地铁在第4列车全列车安装国产润滑块,上正线运营进一步验证国产润滑块减磨效果的稳定性。
2试验结果分析2.1外观质量检查开箱检验成品润滑块,应附有产品合格证,目测表面光滑无毛刺异物。
国产润滑块设计尺寸为24*49*75mm,用游标卡尺测量外型尺寸,长度、宽度、高度误差应在允许误差范围内;用平尺检测润滑块直线度应在允许范围内。
2.2消耗量检查润滑块磨耗公里数计算公式为:N(平均公里)=S(走行公里)÷T(平均消耗长度)×L(润滑块标准长度)。
试验阶段,第4列车安装国产润滑块,走行32584km,润滑块单根走行15730km,消耗率为47.72mm/104km;第16列车安装进口润滑块,走行22406km,润滑块单根走行7432km,消耗率为74mm/104km。
机车轮缘干式减磨新技术的应用研究

滑工 程理 论 的传 统 技 术 。其 工 作 原 理 是 以 Mg S O 。 i
( OH)为 主要 成分 天然 矿 物 功 能材 料 介入 到金 属 摩 擦 副后 , 用既有 的摩擦 学 微 观 环境 , 能材 料 与 金 属 表 利 功
组织 了为 期 5年 的机 车 柴 油 机 专 项 试 验 , 得 了 节 油 取
2 2 、 长气 缸套 、 . 延 活塞 寿命 3倍 的效果 。部 分铁 路 ]
局 如广铁 集 团的龙 川 机 务 段 在铁 道 部 运输 局 专 门发 文
试 , 得 了显著 的降低 轮缘磨 损率 的效果 。 取
1 技 术 原 理
( 装机 检 [ o 4 2 9号 ) 已 全 面 推 广应 用 。机 车 柴 运 Bo ] 2 下
油 机主要 运动 部件 的可 靠性 增 加 , 全铁 路 机 务段 连 续 3
传 统 的轮缘 减磨技 术都 是建立 在 轮缘 润 滑机 理上 。 湿式润 滑方 式取 得减磨 效果 但依赖 于结构 较 为精 密 、 维
了 8/ 4 以上 。新 型 机 车 轮缘 干 式 减磨 修 复新 技 和 O/ 9 5 9 6 术 的采 用会 产生可 观 的经济 和安全 效益 。
[] 张 2
念 .我 国 铁 路 润 滑 技 术 的 发 展 E ] 中 国 铁 路 ,0 9 J. 20 ,
( ): 8 4 . 9 3 — 3
[ ] 杨 其 明 , 志 民.超 细 蛇 纹 石 粉 体 的 材 料 特 性 、 擦 学 介 5 白 摩
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地铁车辆轮缘减磨润滑系统研究
地铁已经成为当前社会中,重要的交通工具之一,但是轮缘的磨损相对严重,影响车辆的稳定运行,需要将减磨润滑系统应用其中。
对此,本文将具体阐述地铁车辆轮缘减磨润滑系统的原理,并对系统的安全方式、运行效果等,进行全面的分析,其目的就是发挥轮缘减磨润滑系统的作用,并以此为相关人员提供参考。
标签:地铁车辆;轮缘;减磨润滑系统
0 前言
在车辆的运行中,轮有着不可或缺的重要价值,但是其承受加高的动荷载、静荷载,需要保证其相关的组件,具有较高的安全系数、强度。
在科学技术水平不断提高的背景下,地铁车辆已经将整体碾钢轮应用其中,虽然其有着高硬度、高强度、耐热性能好等优点,但是由于缺少轮箍,所以对轮缘的磨损较为严重,需对其进行合理解决。
1 地铁车辆轮缘减磨润滑系统的原理
地铁车辆轮缘减磨润滑系统,分为单线、双线两种形式。
就双线系统来说,其中的润滑系统,由控制器、电控阀、油脂罐、喷嘴构成,然后分为两路进行输出。
在这一过程中,电控阀会对空气进行压缩,使其进入喷嘴中,最后与油脂混合,并以雾化的形式喷出。
另一路,则是对定量油脂进行压缩,分别经过油脂罐、喷嘴压入。
实际上,地铁车辆轮缘减磨润滑系统中,电控器是最为关键的自动化控制部件,其主要采用曲线感应器、定时喷脂的方式,确定地铁车辆所在的是弯道还是直道[1]。
在这一基础上,轮缘减磨润滑系统就会结合实际,完成曲线喷脂或者直线喷脂的任务。
通过这样方式,有效增加了轮缘的润滑性能,减少与轨道之间的磨损,实现对地铁车辆轮缘,进行减磨润滑的根本性目的。
总的来说,地铁车辆轮缘减磨润滑系统的研发、使用,符合同国家对地铁车辆运行的相关要求,并且为轮缘维护、保养工作,提供了更多的便利,同时该系统还具有污染小、成本低的优势,可以将其应用在车辆之中。
对此,在下文本文将对地铁车辆轮缘减磨润滑系统的安装、使用效果等,进行深入的探究。
2 地铁车辆轮缘减磨润滑系统的安装
就目前的情况来看,在地铁车辆上安装双线轮缘润滑系统较为普遍。
相关人员在进行该系统的安装时,要重点对以下五条事项进行注意:
第一,在进行六节编组的地铁车辆进行轮缘润滑系统的安装时,仅仅需要将该列车的首尾两对轮进行系统的安装。
相关工作人员必须要明确的认识到,过度或是不适当的进行润滑只会对地铁车辆的正常运行及拐弯造成负面的影响。
另
外,过度的进行润滑也会使得轨道上粘上灰尘,影响钢轨超声波的探伤效果。
第二,在进行轮缘润滑系统安装位置的选择时,要确保其喷出的雾状石墨脂能够覆盖在轮缘根部的磨耗区。
轮缘根部的磨耗区在轮缘与踏面的过渡圆弧上,只有控制雾状石墨脂喷洒在该区域,才能最大程度的减少地铁车辆轮缘与钢轨之间的侧面磨耗。
另外,要控制喷嘴的位置能够在二维方向上可调,使得润滑的减磨效果达到最佳。
第三,相关人员在连接进气软管时,必须要在连接前对软管进行吹风。
这样的操作能够有效排除进气软管的管路内的杂质,避免出现喷嘴堵塞的情况。
同时,相关人员还要控制连接喷嘴的脂管与气管的接头部分,在润滑系统安装的过程中时刻保持清洁的状态。
第四,要将油脂加油口设置在转向架的外侧。
这样的设计能够方面地铁的乘务人员在进行加油的工作时,有更加方面的硬件条件。
这样的设计也符合油脂罐不能安装在转向架前部或是地铁车体的横向面上[2]。
第五,重视后期的养护工作。
尽管一些供应商称提供的产品不需要进行维护,但是为了避免实际运行中问题的发生,在进行地铁车辆的检修时也要将油脂罐、喷嘴、过滤器等进行清洗,去除沉积油垢和杂物。
3 地铁车辆轮缘减磨润滑系统的效果
3.1 降低轮缘磨损,延长车轮与轨道的寿命
在地铁车辆实际的运行中,在线路弯道较多的情况下,地铁车辆的车轮在下一次检修周期到来前,进能够行驶10000-20000km。
这主要是由于弯道较多时,地铁车轮与轨道之间的摩擦更多,程度也更加强烈,所以其车轮的磨损程度也较为严重,使用的寿命就随之降低。
在这样的背景下,在地铁车辆的车轮上设置轮缘减磨润滑系统就十分的重要。
笔者在实践中发现,相比与没有安装轮缘减磨润滑系统的地铁车辆,安装了該润滑系统的地铁车辆能够安全行驶的距离更远。
在同样的弯道条件下,安装了轮缘减磨润滑系统的地铁车辆在下一次检修周期到来前能够行驶100000-200000km。
当使用的轮缘减磨润滑系统的性能较好时,能够确保地铁车辆在下一次检修周期到来前行驶400000km及以上。
3.2 从整体上降低了噪音
地铁车辆在正常的行驶中,往往会产生较大的噪音,这些噪音能够达到100分贝,在地铁车辆转弯时,发出的噪音会更高。
在这样的条件下,必须要对地铁车辆的运行噪音进行降低,为沿线的居民提供更好的生活环境。
在地铁车辆上安装轮缘减磨润滑系统,就能够控制地铁车轮与轨道之间的摩擦噪音,完成地铁车辆运行时的噪音控制。
笔者在实践中发现,在地铁车辆上安装性能良好的轮缘减磨润滑系统,能够降低30分贝的地铁运行噪音值,显著弱化了地铁车辆运行时产生的刺耳声音,避免了转弯时车轮与轨道之间产生火花。
另外,在地铁车辆上安装轮缘减磨润滑系统还能够降低列车出轨概率。
该润滑装置的安装,使得地铁车辆运行时的阻力减小,让钢轨角的粗糙度降低,避免了地铁车辆脱轨事故的发生。
同时,由于目前轮缘减磨润滑系统应用的都是能够降解的合成油,所以能够在提升地铁轮缘的抗磨损性能的同时,不会对环境造成污染或是负担。
4 结语
综上所述,地铁车辆轮缘减磨润滑系统,其有着科学的原理,需要采用合理的方式,将其应用在车辆中。
在这一基础上,地铁车辆的运行,降低了轮缘的磨损,也减少了岔道、弯道的噪音,提高了列车运行的稳定性。
结合本文的分析发现,地铁车辆轮缘减磨润滑系统具有较强的可行性。
参考文献:
[1]李金城,李芾,徐凯,钟浩.基于车轮损伤的地铁动力车辆轮轨匹配研究[J].中国铁道科学,2018,39(03):71-78.
[2]陶功权,温泽峰,陆文教,金学松.不同轨底坡下地铁车辆轮轨型面匹配的动力学分析[J].铁道学报,2016,38(05):16-22.。