中国铁路广州局集团有限公司510088
摘要：本文以莞惠城际线的4列动车组的车轮轮缘磨耗进行测量研究，找出其偏磨原因，并给予解决方案。
关键词：莞惠城际；动车组；轮缘偏磨
前言
我国高铁事业飞速发展，铁路网“八纵八横”建设规划稳步推进，城际铁路作为高铁路网建设的补充也得到了蓬勃发展。城际动车组定期维护要求一直严格执行到位，以确保其运营并提供安全和舒适的服务。例行检修和维护过程中往往会发现影响动车组运行品质和质量的问题。2016年10月13日，在惠州城际动车所库内对CRH6A-0407动车组进行一级修时，发现其05车7位车轮及00车1位车轮轮缘磨耗较其他车轮明显，经人工测量此两轮的轮缘QR值（轮缘综合值，下同）分别为6.4mm及6.2mm，均小于6.5mm（车辆运营部门要求：6.5<QR<12.7）。我们组织技术人员查看了CRH6A-0407动车组的两侧轮缘磨耗情况，对比该线路运行的其他3列动车组，发现所有4列动车组的绝大部分轮对存在出库方向的右侧（也称1位侧，另外一侧称2位侧，下同）车轮轮缘磨耗较左侧严重。
技术人员现场初步判断可能是由于线路的左右曲线长度不等，以及运营速度与曲线半径和实设超高不匹配造成。为此，技术人员继续对莞惠城际的线路情况和运营速度进行了调研和车辆添乘，以期进一步验证上述判断的正确性。
一、原始数据调查
1.1莞惠城际列车组车辆行驶里程调查
莞惠城际现共有4列动车组，分别为CRH6A-0402、0404、0407及0408，
该4列动车组的履历分别如下表格1：
表格1
本文由于篇幅原因，仅对莞惠城际现有4列动车组部分车厢轮对轮缘QR值进行分析比对，数据见下表3。由表3分析比对可发现4列动车组1位侧比2位侧轮对的QR值均小于0.3mm以上（0402与其他3列运行方向不同），最大值达1.4mm。由于0408动车组在广佛肇城际线路运行49373km后才调至莞惠城际线，而广佛肇城际线与莞惠城际线线路状况不同（本文不作分析），故可以发现长期在莞惠城际运行的3列动车组单侧轮缘垂直磨耗较明显的分析结果。
表格34列动车组轮缘QR值对比分析单位：mm
本文由于篇幅原因，仅对莞惠城际现有4列动车组部分车厢轮对轮缘QR值进行分析比对，数据见下表3。由表3分析比对可发现4列动车组1位侧比2位侧轮对的QR值均小于0.3mm以上（0402与其他3列运行方向不同），最大值达1.4mm。由于0408动车组在广佛肇城际线路运行49373km后才调至莞惠城际线，而广佛肇城际线与莞惠城际线线路状况不同（本文不作分析），故可以发现长期在莞惠城际运行的3列动车组单侧轮缘垂直磨耗较明显的分析结果。
表格34列动车组轮缘QR值对比分析单位：mm
三、车辆轮缘磨耗分析
3.1一般车辆轮缘磨耗原因分析
（1）在直线区段，由于无超高和离心力，左右车轮所受到的垂向力大小基本一致，左右两侧的车轮磨耗基本相等。但在曲线区段，由于有离心力与外轨超高的影响，列车在曲线上运行存在一个均衡速度，在此速度下由外轨超高产生的车辆重力的水平分力刚好与车辆的离心力相等，内外两钢轨所在平面的法向力相等。当列车在曲线上的运行速度低于均衡速度时，车辆重力的水平分力大于离心力，使车辆轮对内侧车轮的轮缘贴靠曲线内轨，从而造成曲线内轨与内侧车轮轮缘摩擦磨耗；当为欠超高时会造成曲线外轨与外侧车轮轮缘摩擦磨耗。
（2）在上下行方向，左曲线过超高及右曲线欠超高均会造成车辆同一侧轮缘磨耗，反之亦然；
（3）当车辆轮缘出现偏磨后，轮对在前进过程中仍以左右车轮的半径相等处作为横移运动的平衡位置附近进行横移摆动，造成轮对继续往车轮半径偏小的一侧磨耗，形成马太效应。
备注：列车下行方向左侧的曲线称为左曲线，反之称为右曲线；在同一地点，上行的左曲线和下行的左曲线的圆心在同一侧，一般重合。
3.2、轮缘高度及厚度标准分析
根据《时速200公里和谐号CRH6型城际动车组维护检修手册》轮缘高度及厚度要求如下表4所示，的轮缘高度及厚度均符合标准，且与原值相差不大。但该4列动车组均存在轮缘偏磨的情况，且偏磨一侧轮缘QR值较小，比较接近运营部门所要求的下限值（运营部门要求：6.5≤QR≤12.7）。
表格4轮缘高度及厚度标准
四、研究结论
通过前面研究以及计算观察发现以下结论：
莞惠线城际动车组在莞惠线上左曲线过超高及右曲线欠超高的总和比左曲线欠超高及右曲线过超高的总和多，造成0404、0407及0408动车组1位侧轮缘磨耗大于2位侧，由于0402动车组车头朝向与其余3组车相反，故造成其2位侧轮缘磨耗大于1位侧；动车组轮缘偏磨主要是由于列车在曲线上运行速度与曲线半径和曲线实设超高不匹配；0408动车组全列经过镟轮，但经过运行一段时间后，仍是1位侧轮缘磨耗大于2位侧。
综上所述，造成城际动车组普遍存在轮缘一侧大于另一侧的最主要原因是由于列车在曲线上运行速度与曲线半径和曲线实设超高不匹配；次要原因是由于城际线一般较短，左右曲线长度不等的相对比率较国铁大，当其与运营速度不匹配时，可能进一步加剧这种偏磨。
五、解决措施方案
5.1短期解决方案
由于在莞惠线上的3列动车组出现了完全一边倒的1位侧车轮轮缘磨耗大于2位侧的情况，应及时对偏磨严重的动车组及时进行镟修，避免超限。
5.2长期解决方案
（1）在保证车速低于200km/h的前提条件下，适当调整列车在曲线上的运行速度，以均衡速度的±5%通过曲线，这样不仅使左右侧车轮磨耗均匀，也可使钢轨磨耗均匀；
（2）当动车组运行3月后，可对全列动车组进行不大于1mm微量镟削（可在0.5mm左右），事实可证明这种方法可使车轮寿命延长；
（3）调头运行。现惠州城际所的动车组轮缘磨耗均呈现偏同一侧，动车组的一侧轮缘磨耗远比另一侧严重，将动车组通过半圆形轨道或者其他方式进行调头运行，这样可使先前始终与动车组1位侧车轮接触的钢轨变成与动车组的2位侧车轮相接触，可使动车组两侧轮缘磨耗更为均衡。由于城际动车组运营线路固定且短，较国铁严重得多，建议修建曲线半径为220～250m的半圆形轨道，并将动车组每运行1月进行调头处理；
（4）利用上述3种方法，我们在管内同样存在轮缘偏磨的广珠城际线进行了试验，效果较好，有效延长了车轮的使用寿命。下一步，我们计划在莞惠城际和其他存在同样此现象的城际铁路上推广。
参考文献：
[1]广州地铁二号线列车车轮失圆原因分析与处理[J].何一平.机电工程技术.2016（12）
[2]广州市轨道交通车辆车轮统型分析及研究[J].邓军，贾朋磊.轨道交通装备与技术.2016（01）