마이크로폰을 이용한 개선된 차륜답면 효과 시험

초록

철도차량에서 차륜은 주행중 레일과 접촉하면서 차량이 궤도면을 따라 안전하게 주행하도록 하는 중요 구성품중이 하나이다. 특히, 차륜답면형상은 레일과 접촉시 그 형상에 따라 차량의 동적 특성 및 주행안전성에 영향을 미치는 인자이므로 고속화에 따라 차륜관리측면에서 매우 중요한 부분이다. 이러한 차륜은 차륜/궤도간의 인터페이스 문제, 차량하부시스템 상호간의 적합성 문제, 차륜재질특성, 차량 현가계특성, 운용선로 및 운용조건 등 다양한 원인에 의해서 차륜플랜지부 직립마모, 답면부의 박리 및 찰상현상등으로 손상이 발생하게 된다. 차륜플랜지의 직립마모는 차륜/레일간 인터페이스의 부적합, 차량 조향기능 저하가 큰 원인으로 이를 개선하기 위해서 각국에서 답면형상개발 연구를 하고 있다. 본 연구에서는 국내실정에 맞는 답면 형상을 제안하고 이에 대한 효과를 비교하고자 하였다. 차륜형상은 철도차량용 차륜규격 KS R 9221 및 국유철도건설규칙의 제66∼67조 차륜관련 치수조항을 근거로 하여 타당한 원호형 차륜형상을 제안하였다. 제안된 차륜형상이 차량 안전성을 알기 위하여 해석을 하였으며 해석결과, 영업속도 조건인 140km/h이하의 속도대역에서는 차량의 주행안정성과 관련된 사행동 발생 가능성은 없을 것으로 판단된다. 성능을 입증을 위하여 마이크로폰을 이용하여 차륜의 이상유무 및 소음저감효과를 실차시험을 통하여 알아보았다. 측정은 차륜 근처에 마이크로폰을 설치하여 기존 1/40답면, 제안된 원호형답면 1과 2를 비교하였다. 측정을 한 결과, 차륜에 특이사항이 발견되지 않았으며 답면형상안 2안의 경우는 소음저감 효과가 미미하였으나 답면형상안 1안의 경우는 직선구간에서 1.7∼3.3dBA, 곡선구간에서 1.4∼2dBA 소음저감 효과가 있음을 알 수 있었다."