湿潤条件下の車輪・レール粘着メカニズム

雨天時の空転・滑走対策に寄与する影響因子に関して、車輪・レール間の粘着力に及ぼす表面粗さと温度の影響を室内試験によって調べました。

1.はじめに

降雨や降雪時に車輪とレールの間に水が介在することにより粘着力が低下し、力行時の空転現象やブレーキ時の滑走現象が発生する事例がよく見受けられます。その際、空転による列車の遅延やダイヤの乱れ、滑走によるブレーキ距離の延伸などだけではなく、レール頭頂面の空転傷や車輪踏面の滑走傷が形成されることによって、車両走行時の騒音や振動が大きくなったり、乗り心地が悪化する恐れもあります。空転・滑走を避けるため、湿潤条件下の粘着メカニズムを解明し、有効な粘着対策を講じることが重要となります。

2.表面粗さと温度の影響

実験には2円筒転がり試験機を用い、試験輪(車輪とレール輪)の表面粗さと試験輪・散水の温度とを複数通りに組み合わせ、粘着係数(微小すべり域内の最大トラクション係数)を得ました。図1の合成粗さは車輪とレール輪のそれぞれの試験前の自乗平均粗さの自乗平均値です。実験で得られた粘着係数は、合成粗さが小さいほど小さく、合成粗さが1から3μmで極大となり、また試験輪の温度が大きいほど大きくなりました。

図1 温度条件および実験結果

参考文献

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