近年来,地铁在城市交通中扮演着愈发重要的角色。但随着客运量的增大和运行速度的提高,轮轨磨耗现象日益严重。传统的轮轨润滑是降低曲线钢轨侧磨、延长轮轨服役寿命的有效措施之一。为了保证钢轨轨顶和车轮踏面间具有较高的黏着系数,传统的润滑剂只能作用于钢轨轨侧或车轮轮缘。轮轨摩擦控制是指在满足列车正常牵引与制动所需的黏着系数条件下,通过施加摩擦调节剂来调整轮轨界面的摩擦系数,使轮轨摩擦特性保持在较好状态的技术。以往的关于轮轨摩擦控制的研究主要针对标准廓形钢轨。然而,轮轨摩擦控制在地铁线路中使用最多的场景是在中小半径曲线上,而中小半径曲线的钢轨磨耗通常较为明显,因此有必要针对磨耗轨进行轮轨摩擦控制研究。本文对国内某地铁线路进行了现场调查,测得了不同特征曲线的磨耗后钢轨廓形,然后以在标准和磨耗后两种钢轨廓形的曲线线路上运行的地铁车辆为研究对象,结合车辆系统动力学和摩擦功理论,通过对比摩擦调节剂对标准轨与磨耗轨作用效果的差异,仿真研究了不同摩擦控制策略下摩擦调节剂对车辆行车安全性、平稳性和轮轨磨耗特性的影响,并研究了其他运营条件对摩擦调节剂作用效果的影响。论文的主要研究工作和结论如下:1.用SIMPACK建立了可考虑不同轮轨摩擦控制策略的地铁车辆系统动力学模型,然后用此模型来仿真研究轨顶摩擦调节剂的作用效果;对国内某地铁线路进行了现场调查,测到了不同特征曲线的磨耗后钢轨廓形,为对比摩擦调节剂对标准轨和磨耗轨的作用效果的差异提供依据。2.研究了轨顶对称摩擦控制的作用效果,研究结果表明:对比无轨顶摩擦控制,无论是否有轨侧润滑,两侧轨顶涂敷摩擦调节剂均可以有效减小脱轨系数、轮轨横向力、车体横向平稳性等指标,且对磨耗轨的作用效果优于标准轨;摩擦调节剂使导向力矩减小,导致轮对冲角增大;两侧轨顶涂敷摩擦调节剂可以明显降低两侧钢轨磨耗指数,其中曲线外轨在磨耗后使轮缘贴靠现象更严重,有加剧磨耗的趋势,因此磨耗轨比标准轨更需要进行摩擦控制。3.研究了轨顶非对称摩擦控制的作用效果,研究结果表明:对比无轨顶摩擦控制,内轨轨顶摩擦控制能明显减小车辆通过曲线时的安全性指标,相比之下,外轨轨顶摩擦控制作用效果不明显;对比轨顶对称摩擦控制,轨顶非对称摩擦控制模式的车体平稳性指标较高;在降低轮轨磨耗指数方面,内轨轨顶摩擦控制的效果优于外轨轨顶摩擦控制,但弱于两侧轨顶摩擦控制。4.讨论了其他运营条件对摩擦调节剂作用效果的影响,研究结果表明:对比均衡超高,摩擦调节剂在欠超高条件下对脱轨系数、轮对冲角、磨耗指数等指标的影响效果较小,而在过超高条件下影响效果较大;当车辆在不同轨底坡条件下通过曲线时,摩擦调节剂对车辆行车安全性、平稳性指标影响效果相近;轨底坡较大时,摩擦调节剂对钢轨磨耗指数的降低效果较明显。