변위를 이용한 차륜의 윤중 및 횡압 측정에 관한 고찰

초록

철도차량은 대량수송이 수송이 가능한 교통수단으로써 안전이 가장 중요한 요소이다. 철도차량의 안전에는 차체 및 대차 구조물의 구조적인 강도도 중요하지만, 레일 위를 차륜이 주행하므로 탈선에 안전성 확보가 가장 중요한 요소이다. 철도차량의 탈선이 발생할 경우에는 수많은 인명피해와 경제적 손실이 막대하다. 따라서, 철도차량의 신규 제작할 경우에는 반드시 탈선에 대한 안전을 평가하고 있다. 철도차량의 탈선에 대한 주행안전성을 평가하기 위하여는 주행 시 차륜에 작용하는 윤중 및 횡압을 측정하여야 한다. 일반적인 윤중의 횡압의 측정방법은 측정윤축을 제작하고 슬립링이나 텔레메트리 시스템을 이용하여 신호를 계측하는 것이다. 이러한 측정방법은 차륜을 가공하고 가공된 면에서 차륜의 변형을 측정하여야 한다. 철도차량의 주행 중에 발생하는 윤중 및 횡압에 의하여 차륜은 변형이 되고 이러한 변형량은 미소하기 때문에 스트레인 게이지를 부착한다. 또한 이러한 스트레인 신호는 회전체인 차륜에서 발생하므로 이를 차량에서 획득하기 위하여는 특별한 시스템이 필요하다. 이러한 측정방법은 복잡한 시스템이 필요하고 많은 시간과 비용이 발생한다. 오늘날의 철도차량은 안전 및 유지보수를 향상시키기 위하여 항시적인 모니터링을 실시하고 있다. 철도차량의 안전을 확보하기 위하여는 탈선에 대한 주행안전성에 대하여 항시적으로 모니터링을 실시하는 것이 필요하다. 이러한 모니터링을 위하여는 측정시스템이 간편하고 단순해야 한다. 따라서 본 논문에서는 차륜의 변위를 이용하여 윤중 및 횡압을 측정하는 방안에 대하여 고찰하였다.