철도차량용 댐퍼 진단기술에 관한 연구

초록

철도차량용 댐퍼는 승차감의 향상과 적재화물 보호를 목적으로 진동이나 충격을 흡수하는 부품이다. 철도차량에 적용되는 댐버로서는 소형, 경량이지만 비교적 큰 흡수에너지를 가지며, 속도에 대한 감쇠력 특성 조정이 용이한 장점이 있는 오일댐퍼가 주로 사용되고 있다. 이러한 철도차량용 댐퍼는 철도차량의 현가장치를 구성하는 중요한 요소로서 레일, 차체, 대차사이에서 발생하는 충격흡수는 물론 차량 동적 안전성과 연관되므로 철도차량의 안정적이고 원활하게 운행하기 위하여 댐퍼의 정상적인 상태유지가 필수적이다. 댐퍼는 적용할 차량에 맞게 설계되고 제작된 후에 성능 평가방법에 따라 시험평가하게 되고 철도차량에 설치하게 된다. 이처럼 제작단계에서 차량용 댐퍼에 대한 성능을 확인하고 있지만 실제 차량을 운용할 때는 오일의 누유 등을 육안검사에 의존하여 댐퍼를 유지보수하고 있어서 운행중 댐퍼의 상태를 파악하고 진단할 필요가 대두되고 있다. 철도차량용 댐퍼를 진단하는 연구로서는 스프링 상하부 가속도를 이용하여 구한 감쇠력에 의하여 고장을 진단하는 방법, 댐퍼의 압력 및 통과속도를 이용하여 고장진단 방법, 차체 또는 대차의 바운스와 피치 운동 사이의 위상차를 이용하여 결함을 검지하는 방법, 대차프레임 양단에 설치된 가속도계에 의한 교차상관계수를 이용하여 고장을 진단하는 방법, 댐퍼 내 하중 및 속도센서를 설치하여 댐퍼의 이상을 진단하는 방법 등이 있다. 본 연구에서는 다양한 진단기술을 비교 분석하여 실제로 철도차량에 상용화 가능성에 대하여 살펴보고자 하였다.