本发明公开了一种高寒风沙环境轮轨磨损模拟实验装置，由轮轨滚动磨损试验台架及其辅助系统构成。低温腔风沙环境腔(4)通过送沙管(16)与风沙模拟控制机组相通；所述低温腔风沙环境腔(4)是由铜合金制成的双层腔体，具有上、下两部分，即上腔体(401)和下腔体(402)；冷媒联接管(501)连接在上腔体(401)和下腔体(402)；上冷媒管(5)将低温腔体机组制得的制冷剂输入到上腔体(401)，下冷媒管(6)将下腔体(402)的冷媒输送回低温腔体机组。本发明装置能模拟高寒风沙环境，从而能准确、可靠的分析出温度、风沙条件、施加的载荷、试件的转速、滑差、冲角、摩擦扭矩、实验时间、实验后的形态等因素间的相互作用关系，并为研究轮轨磨损机制和减轻磨损的措施提供可靠的实验数据。