This paper surveys advances in the understanding and modelling of wheel–rail creep forces. The main focus is placed on tribological aspects, for which significant progress was made in the past two decades. We emphasise the role played by the surface conditions, i.e. the presence of liquid and solid layers, surface roughness, and near-surface plastic deformation. As these surface conditions may change over time, transient changes may be obtained in the creep force characteristic. This brings feedback into the picture, with consequences and opportunities for optimised adhesion recovery, traction control, and braking systems.
A computationally efficient engineering model to predict adhesion in rolling contact in the presence of water is presented which may be implemented in multibody dynamics software or in railway vehicle braking models. This model has been developed in a project funded by the Rail Safety and Standards Board (RSSB) and Network Rail. It is referred to as the water-induced low adhesion creep force (WILAC) model. The model covers a wide range of conditions from dry over damp to wet. Special emphasis is put on little amounts of water which can cause low adhesion without any oil or grease. Such conditions may be encountered in humid weather or at the onset of rain. The model is parameterised based on experimental results from a tram wheel test rig. Adhesion values as low as 0.06 are observed at high creep with only wear debris and little water present in the contact. The model results also agree with experimental data from locomotive tests in dry and wet conditions.V tomto článku je představen výpočetně efektivní model pro predikci adheze ve valivém kontaktu za přítomnosti vody, který lze využít v softwaru pro dynamiku soustav tuhých těles nebo v modelech brzdění železničních vozidel. Tento model byl vyvinut v projektu financovaném organizací Rail Safety and Standards Board (RSSB) a Network Rail. Je označen jako model skluzových sil při nízké adhezi způsobené vodou (angl. zkratka WILAC). Model pokrývá široký rozsah podmínek od suchých přes vlhké až po mokré povrchy. Zvláštní pozornost je věnována malému množství vody, jež může výrazně zhoršit adhezi i bez přítomnosti oleje či tuku. Takové podmínky mohou nastat ve vlhkém počasí nebo při začátku deště. Parametry modelu jsou stanoveny na základě experimentálních výsledků na zkušebním stavu tramvajového kola. Při nich byly pozorovány hodnoty součinitele adheze klesající až k 0,06 při vyšším skluzu, přičemž v kontaktu byly přítomny jen částice opotřebení a malé množství vody. Výstupy modelu rovněž souhlasí s daty získanými na lokomotivách v suchých a mokrých podmínkách