한국형틸팅열차 틸팅기구장치 부하특성 평가 연구(I) -틸팅기구장치 정적부하 특성곡선

초록

한국형틸팅열차 틸팅기구장치 부하특성 평가 연구(I) - 틸팅기구장치 정적부하 특성곡선 Study for Loading Characteristic of Tilting Mechanism on Korea Tilting Train - Charateristic Curve of Static Load on Tilting Mechanism 고태환† 이왕상* 한성호* 지영진** Tae-Hwan Ko Wang-Sang Lee Seong-Ho Han Young-Jin Ji ABSTRACT As the evaluation of loading characteristic on tilting mechanism is the most important one of the function test of tilting mechanism, the changing characteristic of load must be investigated on tilting of carbody for both the static and running condition of train. First of all, we proposed the measurement system of load on the tilting mechanism and obtained and analyzed the data of load on two tilting actuators for various titling angles and both directions. These tilting tests was performed on the static condition of train on the straight line. From these data, we found out the characteristic curve of load for optimal condition of the tilting mechanism and will obtain the basic data to be utilized to investigate the effect of interfacial structures on tilting load and propose the improvement model. 1. 서론 국내에서 최초로 틸팅기술을 적용하여 개발된 한국형 틸팅열차(한빛200)는 산악지역으로 곡선부가 많은 중앙선을 시험노선으로 하여 곡선부에서 주행제한 속도 대비 30%까지 증속시험을 진행하고 있다. 곡선부 증속은 이미 규정화 되어 있는 곡선부에서의 운행속도를 증가하는 부분이며, 국내에서 최초로 적용하는 틸팅열차에서만 가능한 시험인 관계로 곡선부 인프라의 적합성과 안전성을 동시에 평가하고 검증하는 절차를 필요로 한다. 틸팅구동성능 평가를 위해서는 틸팅기능구현에 따른 기구학적인 간섭과 기능구현을 검증하는 정적상태의 틸팅기능시험 뿐만아니라 주행에 따라 발생되는 동적인 변화에 따른 기능시험이 요구되어진다. 틸팅기구장치에 대한 틸팅구동 시 변화되는 부하특성에 대한 연구는 해석을 통해서 차량의 설계 단계에서 진행되었으며, 차량의 조립 후 현차 상태에서 차체 및 현가장치의 인터페이스에 의한 시험적 연구는 현재까지 연구되지 않은 상태로써 본 연구를 통해서 실험적 틸팅기구장치 부하특성 연구를 진행하고자 한다. 틸팅기구장치의 기능시험 중에 가장 중요한 평가 분야는 틸팅기구장치의 틸팅구동을 통해 발생되는 부하 특성 평가로써 정적인 구동에 따른 변화와 동적상태의 차체 원심력 변화에 따른 부하 증가를 파악하여야 한다. 또한 틸팅기구장치의 구동 부하에 영향을 주는 요인들의 변화에 따른 부하의 변동특성을 알아내고 이를 통해 최적의 틸팅기구장치의 부하 효율을 구현하는 틸팅시스템을 제시할 수 있다. † 교신저자, 한국철도기술연구원, 신소재틸팅열차시스템 E-mail : thko@krri.re.kr * 한국철도기술연구원, 신소재틸팅열차시스템 ** 정설시스템. 철도차량연구소 본 연구는 우선적으로 틸팅기구장치의 부하를 측정하는 방안을 제시하여 직선선로 정적인 상태에서의 틸팅각에 따른 틸팅구동장치에 가해지는 부하를 분석함으로써 2개의 구동장치의 운동 방향과 각도 변화에 따른 부하변화 특성을 파악하고자한다. 또한 최적의 상태의 부하특성 곡선을 도출하여 추후 인터페이스 구조의 영향력 평가와 개선(안) 도출에 활용하는 기반 자료를 확보하고자 한다. 이를 기반으로 차체 수평도, 레베링벨브의 높이, 구동장치의 영점위치, 차체중량 밸런스 등이 틸팅부하에 미치는 영향을 각각 분석할 것이며, 이를 통해 각 구조의 틸팅부하 증가를 최소화하는 관리방안을 추후 제시할 것이다.