철도차량 차륜 레일접촉 현상과 과제

전문가 제언

○ 타이어/도로 및 차륜/레일 접촉 사이에 구름접촉 문제로서 몇 가지 유사점과 차이점이 이 있다. 이 논문에는 차량역학의 평가를 위해 타이어/도로 및 차륜/레일 상호작용 사이 근본적 상이점을 다루면서 차륜/레일 접촉 및 그와 관련 문제를 요약 설명하고 있다.

 

○ 특히 곡선 교섭, 차륜/레일 접촉, 마찰과 마모 및 조건 모니터링 등은 차량 역학의 관점에서 논의한다. 고무 타이어와 비교해서 강철 차륜과 레일 사이 마찰계수는 작고 또한 차륜의 구조변형에 기인한 히스테리시스 손실(구름저항)이 작은 것은 잘 알려져 있다.

 

○ 철도차량은 조타 각을 능동적으로 줄 수 없고, 좌우 차륜 회전수는 동일하고, 차륜에는 구배가 되어있어 윤축의 좌우변위로 좌우 차륜에 회전반경 차를 주게 된다. 대차의 전(front)축은 곡선에 진입하면 곡선의 외측에 이동하므로 전축의 곡선외측 차륜은 레일과 플랜지에 접촉하고 차륜 회전반경은 크게 된다.

 

○ 곡선에서 윤축 진행속도에 대해 주속도가 크게 되고 미끄럼분 만큼 차륜이 공전상태로 된다. 곡선내측의 차륜원주 속도는 윤축의 진행속도보다 작고 미끄럼분 만큼 제동이 걸린 상태로 된다. 철도차륜에서 다각형 마모가 발생하고 차륜원주 방향의 주기적인 마모에 의한 소음 및 진동이 문제가 되고 있다.

 

○ 철도차량에서 금후 지금까지의 역학적 접근뿐만 아닌 tribology(마찰학)를 포함하는 multi-physics 문제로의 차륜/레일 접촉문제에 관한 연구가 필요하고 철도의 새로운 안전성 향상 및 유지비 절약을 위하고 특히 안전성에 치중한 새로운 고속 대차의 개발을 위한 효율적이고 전문적인 연구팀의 강화가 필요하다고 생각된다.

 

저자

Hyroyuki Sugiyama

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2013

권(호)

67(4)

잡지명

自動車技術

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

62~68

분석자

송*국

분석물

• 철도차량 차륜 레일접촉 현상과 과제.pdf [307,384 byte]

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