철도차량 감속기의 온도특성 분석 및 Lattice Boltzman Method 이용한 윤활유의 유동 특성 분석

초록

본 논문은 도시철도 철도차량에 적용되는 감속기의 속도 및 토크의 부하에 따른 온도 예측과 유동해석에 관한 것이다. 윤활유는 감속기 내부 치면의 접촉과 베어링의 윤활과 냉각을 위해 공급된다. 본 연구에서는 감속기 Full Load Test Bench를 이용하여 부하와 회전 방향에 따라 감속기 각 부의 온도를 측정하였다. 실험을 통해 철도차량의 감속기가 차량의 주행 방향에 따라 감속기 주요부의 온도가 달라지는 것을 확인하였다. 또한 작용하는 부하가 높을수록 감속기의 온도도 높아지며 회전 방향에 따라 20℃ 이상의 편차를 보였다. 온도 편차의 발생 원인을 Lattice Boltzman Method(LBM)를 이용한 유동해석을 통해 회전 방향에 따라 내부 윤활유의 흐름이 달라지는 것을 확인하였다. 감속기의 온도 변화는 점도와 같은 윤활유 특성에 영향을 주기 때문에 윤활유 선정에도 중요한 요소이며 현장에서 많이 발생하는 누유 등의 문제해결의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.