속도에 따른 전동차 탈선계수, 윤중 감소량 평가

초록

철도차량의 주행안전성을 평가하는 중요한 요인은 탈선계수라고 할 수 있다. 철도에 있어서 탈선은 대형사고로 직결되는 중요한 요인이며, 특히 새롭게 개발하여 영업운행에 투입되는 차량에 있어서 주행안전성의 측정과 평가는 안전을 위한 필수적인 과정이라고 할 수 있다. 또한 차량 문제가 아니라도 열차 하중 및 속도의 증가로 궤도를 구성하는 레일과 침목이 손상되거나 파괴되기도 하고, 궤도 틀림이 급격히 증가할 가능성이 생기기 때문에 궤도 파괴가 발생하지 않는 범위 내에서 원활한 열차 주행을 위하여 주행안전성을 확인하여야 한다. 실제운용차량의 윤축에 스트레인 게이지를 부착한 측정용 윤축을 차량에 조립하여 실제 선로를 주행하면서 데이터를 측정하면 탈선계수, 윤중감소, 횡압 등을 구할 수 있고, 그 데이터를 바탕으로 주행안전성을 평가할 수 있다. 본 연구에서는 전동차(10량 1편성)의 열차 최전부 축에 시험용 윤축(Measuring Wheel-set)을 장착하여 본선 주행 중 차륜과 레일 사이에서 발생하는 작용력을 측정하였다. 정하중 시험을 통해 최종 결정된 위치에 단축 스트레인 게이지를 부착하고 브릿지 회로를 구성하여 윤중과 횡압의 상호간섭 보정을 위한 교정을 실시하여 교정값을 산출하였다. 탈선계수 측정용 윤축은 편성열차 및 차량의 앞쪽에 위치할 때 선두축(Leading Axle)이 되어 횡압을 보다 많이 부담하지만 반대방향으로 진행할 때에는 끌려가는 종차축(Trailing Axle)이 되어 횡압의 부담이 줄어들게 된다. 본 연구에서는 측정된 데이터를 기반으로 보다 열악한 조건인 선두축 조건에서 속도에 따른 탈선계수와 윤중감소량을 평가하였다.