고무 블록을 내장한 탄성차륜 철도차량의 주행안전성 평가에 관한 연구

초록

철제차륜 철도차량과 마찬가지로 탄성차륜 철도차량도 주행안전성을 평가하는 방법과 기준 등이 철도차량기술기준에 정해져 있다. 정적윤중이 차량의 자중만큼만 검출된다면 횡압은 발생하지 않는다고 볼 수 있다. 그러나 차량이 주행하게 되면 윤중이 감소하고, 차륜 플랜지와 레일의 접촉으로 횡방향 하중이 발생하는데 이것을 횡압이라고 부른다. 어떠한 경우에라도 횡압이 윤중보다 커지게 되면 탈선의 위험성은 그만큼 높아지는 것이다. 차륜의 횡압이 과도하게 작용하는 경우에는 레일이 지지하지 못하고 넘어가거나(Roll Over) 옆으로 밀리는 현상(Shift)에 의해 차량이 탈선하는 경우가 있다. 이 경우에는 궤도에 작용하는 수직력과 연계된 횡압 허용기준으로 판단하는 데 궤도 구조 및 강도에 따라 이 기준이 달라질 수 있다. 본 논문에서는 한 개의 차륜에 20장의 ‘V’자 고무블록을 내장한 탄성차륜 철도차량의 주행안전성을 평가한 결과에 대하여 고찰하였다. 일반적으로 탄성차륜을 사용하면 진동과 승차감은 향상되지만 안전성은 후퇴하므로 장기적인 내구성에 특별한 관심을 가져야 한다. 윤중과 횡압을 교정할 때에는 하중 간의 간섭과 더불어 고무의 특성으로 인한 상쇄도 고려하여야 하기에 특별한 지그를 제작하여 활용하였다. 시험결과, 차륜의 직경이 작아지면서 플랜지와 레일의 접촉이 증가하여 횡압이 증가하였지만 무게중심이 낮아졌기에 윤중 감소는 적게 발생하는 것으로 나타났다.