차륜/레일의 2 점 접촉 특성이 철도차량 주행안정성에 미치는 영향

초록

대차주행시험기를 활용한 철도차량의 동적특성 시험은 크게 비가진 주행안정성 시험과 가진 주행안정성 시험으로 진행한다. 비가진 주행안정성 시험은 인위적인 가진 없이 설계 최고속도까지 속도를 증가시키면서 갑작스러운 불안정성이 발생하는지 관측하는 시험이고 가진 주행안정성 시험은 인위적인 외란을 통해 설계 최고속도까지 임계속도 존재 여부를 확인하는 시험이다. 대차주행시험기를 활용하여 시험을 수행할 때 가끔 궤조륜과 차륜의 접촉 특성이 가공오차와 조립 공차 등의 미세한 차이로 차륜과 레일 접촉점이 예상과 다르게 2 점 접촉 특성을 보이기도 한다. 이러한 특성은 신조 차륜과 신조 궤조륜 조건에서 나타나는 현상으로 실제 선로에서는 허용 범위 내에 존재하는 선로 부설 오차나 레일 형상 마모 등에 의해 관측되지 않을 가능성이 높다고 할 수 있다. 차륜과 궤조륜 사이에 2 점 접촉이 존재하면 속도에 따라 롤러가 회전할 때마다 차륜과 레일의 접촉 특성이 간헐적으로 미끄러짐 현상이 발생하고 그에 따른 진동도 발생한다. 본 논문에서는 차륜과 레일 사이에 2 점 접촉특성이 나타날 때 대차의 주행특성이 어떻게 나타나는지 시험을 수행하고 그에 따른 영향을 알아보기 위하여 횡방향 및 수직방향에 대한 진동가속도와 횡방향 변위 측정 데이터를 분석하였다.