고체윤활제 적용에 따른 철도차량 차륜의 마찰 및 마모 특성 평가

초록

차륜과 레일은 반복적인 구름접촉에 의해서 마모가 발생한다. 특히, 작은 곡선이 많이 도시철도에서는 차륜의 플랜지와 레일의 게이지 코너에서 많은 마모가 발생한다. 곡선부의 마모 및 소음저감을 위하여 선로변에 도유기를 설치하여 레일에 윤활을 시키는 방법을 사용하고 있고, 또한 차량의 플랜지의 마모를 저감시키기 위하여 플랜지에 윤활유 등을 사용하여 도유를 실시한다. 도유기의 사용은 윤활유로 인하여 토양오염 등 환경적인 문제가 발생한다. 따라서 차륜의 플랜지 마모를 저감하기 위하여 고체윤활제를 사용한다. 따라서, 국외에서는 고체윤활제를 차량에 적용하여 마모를 저감시키고 있다. 국내의 경우에도 일부 차량에 적용하고 있으나 모두 수입품이라 많이 비용이 소요되고있다. 국내에서는 고체윤활제를 제작하고 있으나 철도에 적용한 사례가 없다. 고체윤활제 평가방법은 EN 16028에서 제안하고 있다. 본 논문에서는 국내외 다양한 종류의 고체윤활제의 마찰 특성을 평가하였다. 고체윤활제에 대한 평가는 첫 번째로 윤활제를 적용하였을 경우에는 얼마나 빨리 마찰계수를 감소시키는지 평가한다. 두 번째로는 고체윤활제가 적용되었을 경우에 마찰계수가 안정적인가 평가한다. 세 번째로는 고체윤활제가 적용된 후에 제거되었을 경우에 생성된 윤활필름이 얼마나 지속되는지 평가하고, 마지막으로 고체윤활제의 소비되는 량을 평가한다. 본 논문에서는 국내외 고체윤활제의 마찰 및 마모 특성을 시험실에서 Twin-disc 시험기를 이용하여 평가하였다.