도시철도차량의 공기제동장치 접촉력 응답특성 분석

초록

현재 적용되고 있는 철도차량용 제동마찰재 다이나모미터 시험 규격(UIC 541-3)에는 제동 체결에 소요되는 시간이 4±0.2s로 규정되어 있을 뿐, 제동력이 상승하는 패턴에 관하여는 별도로 정하지 않고 있다. 이는 해당 규격이 제동 패드의 마찰계수를 측정하기 위한 것으로, 실제 차량의 거동을 모사하기 위한 것이 아니기 때문이다. 실차의 제동 상황을 재현하는 시험을 다이나모미터에서 수행하기 위해서는 실제 차량의 제동력 응답특성이 파악되어야 한다. 기존에는 제동실린더로 유입되는 BC 압력이 제동력을 대표하는 것으로 간주하고 이로부터 공주시간 등을 계산하였다. 그러나 실제 차량에서 BC 압력을 계측하는 센서가 위치해 있는 곳은 제동작용장치(BOU) 안으로 제동실린더와 거리가 있어 공기의 유동 시간 및 제동실린더의 기계적 작동시간으로 인해 차이가 발생한다. 따라서 실제 제동 접촉력을 계측하여 실제 접촉력을 재현할 수 있도록 접촉력 응답특성 분석이 요구된다. 본 연구에서는 로드셀이 장착된 제동패드를 사용한 실차 시험을 통하여 다양한 제동 단계에서의 응답특성을 분석하여 일반화된 제동 프로파일을 작성하여 실차의 제동패턴을 모사한 제동시험이 가능하도록 하였다.