실선로 주행 시 철도차량 횡댐퍼 거동특성 분석

초록

철도차량의 횡댐퍼는 대차와 차체간 횡방향 거동을 감쇠시켜 주행안정성을 향상시키는 현가계 구성요소이다. 주로 오일댐퍼로서 운동속도에 대한 감쇠특성은 비선형적 특성을 보이고 있으며 대부분의 수동형 철도차량에 활용되고 있다. 그러나 철도차량의 동적특성에 수동적으로 반응함으로 감쇠성능에는 한계가 있으며 최근 감쇠성능을 제어할 수 있는 반능동형식의 가변형 오일댐퍼나 MR유체를 이용한 반능동형 MR댐퍼가 개발되고 있다. 특히 MR댐퍼는 반응속도와 동적특성이 양호하여 자동차 분야에서는 활발히 적용되고 있는 추세이며 최근에는 철도차량에 적용하기 위한 연구가 진행 중에 있다. 따라서 본 논문에서는 철도차량용 MR댐퍼 개발을 위한 기초 데이터 확보 목적으로 횡댐퍼의 거동특성을 분석하고자 한다. 이를 위하여 중고속 철도차량을 대상으로 실선로 주행 시 발생하는 횡댐퍼의 변위, 속도, 빈도분포 등에 대하여 분석하였다. 분석결과, 기존 횡댐퍼에 발생하는 변위, 속도 등 성능인자는 횡댐퍼 설계 목표사양 이내에 있음을 보였다. 따라서 반능동형 MR댐퍼 개발 시 요구되는 성능목표 설계사양도 기존 댐퍼의 성능사양 수준에 부합하게 설정하면 적합할 것으로 판단된다.