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차륜/레일간의 점착특성과 공전 활주제어

전문가 제언: ○ 철도에서는 차륜과 레일의 점착문제가 항상 그 발전과정에서 중요한 키가 되어 왔다. 차륜과 레일 간에 작용하는 점착력의 크기는 점착계수(마찰계수)에 지배되며 차량의 가감속도, 최고속도, 견인 중량 등 차량의 기본 성능을 결정하는 중요한 요소이다.

○ 지금까지는 차량의 기본성능을 향상시키기 위하여 차량공전 활주의 방지, 고점착력을 어떻게 얻을 것인가 하는 점착기술을 진화 시켜왔다. 그러나 최근에는 원가와 안정상의 문제로 어느 정도의 적절한 점착력으로 관리하는 방향으로 변화하고 있다.

○ 지하철은 기존 도시에 건설된 교통기관으로 곡선이 많다. 이 곡선에서 횡압저감은 안전에 대해 절실한 문제가 되고 있다. 이 문제를 해결하기 위해 여러 가지 기술적인 방법이 강구되고 있으나 일본 Tokyo의 지하철에서는 차상분사장치로 많은 실효를 거두고 있다.

○ 우리나라에서는 철도용 차륜은 솔리드 휠(solid wheel)이라 하여 통짜로 된 차륜을 사용하고 있다. 이 차륜은 단조와 압연과정을 통하여 선삭하여 만들고 있으나 내마모성에는 한계가 있다고 본다. 특히 지하철은 곡선이 많아 수시로 차륜의 답면을 점검하여 마모정도와 찰과상 유무를 확인하고 보수 재열처리 하여 사용한다.

○ 지하철에서는 레일이 비나 눈에 직접 노출되지 않으므로 곡선부분에 차상분사방식으로 마찰 조정재를 분사하면 그 효력이 오래가고 좋을 것 같다. 차륜의 수명도 길어지고 소음도 줄이며 운행속도도 증가 시키고 안정성도 높일 수 있는 장점이 있을 것으로 생각된다.

○ 고속철도나 기존 철도에서 속도를 높이기 위해 철로를 직선화하고 노반을 다지며 동력을 높이고 차량을 경량화 하는데 주력하고 있는데 비해 곡선부분을 안전하고 유연하게 달릴 수 있는 기술을 연구하는 것도 우리나라 철도 사업에 많은 경제적인 이익을 줄 것으로 생각된다.

저자: Masao Tomeoka
자료유형: 학술정보