R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201515TBIP-C074038-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 해외 고속철도(CRH5) 소결 브레이크 패드 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2014-06-02 ~ 2017-06-01 | |||||
| 연구책임자 | 이범주 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
8명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
13명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 223,000,000 원 기업 : 149,000,000 원 계 : 372,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 446,000,000 원 기업 : 298,000,000 원 계 : 744,000,000 원 |
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| 연구기관명 | (주)다윈프릭션 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-001906-01 | |||||
| ISBN | --- | |||||
| 주요 내용 |
- 국내 고속철도용 브레이크 패드 시장의 성장률은 매우 미미한 수준으로 국내 시장의 성장 한계에 부딪히고 있다. - 당사에서 기술을 확보하고 있는 고속철도(KTX) 브레이크 패드 기술을 중국에서 운용하고 있는 CRH5 고속철도용 브레이크 패드를 개발하여 중국 고속철 브레이크 패드 시장을 개척하고자 한다. - 나아가 중국 고속철 브레이크 패드 수출을 기반으로 대만, 일본과 유럽의 고속철도 선진국에도 수출할 수 있을 것으로 예상된다. [최종목표] - 본 연구개발의 최종 목표는 중국 CRH5 고속철도용 브레이크 패드를 개발하여 중국 공인 다이나모 시험 및 중국 현차시험을 수행하고자 한다. - 현용품 분석 및 벤치마킹 - 자료 조사 - 브레이크 패드 개발 (마찰재 설계, 구조설계, 요소기술개발) - 브레이크 패드 시제품 제작 - 브레이크 패드 시험 평가 (치수, 마찰재 물성, 접합강도) - 공인 다이나모 시험 (마찰계수, 마모량) - 현차 시험용 제품 제작 - 현차시험 (비상제동시험, 내구성, 수명 평가) [연구내용 및 범위] (1) 금속계 마찰재 개발 금속계 마찰재는 약 10여 종 이상의 원소(element)들이 첨가되어 각각의 역할을 분담하면서 요구하는 마찰특성을 나타내게 된다. 이들은 크게 기지(Matrix), 마찰조절재(Friction Modifier), 윤활제(Lubricant) 로 구분할 수 있다. 기지는 Cu, Fe등의 금속분말이 해당하며, 마찰조절재는 SiO2, Al2O3, ZnSiO4, SiC등의 세라믹과 Mo, Ni, Cr 분말 등이 이에 속한다. 윤활제는 흑연(Graphite), CaF2, MoS2등이 있다. 이중 최근에 그 중요도가 확인된 것이 윤활제인 흑연이다. 동일한 조성(Formulation)을 가진 마찰재라도 흑연의 종류 및 제조방법에 따라 그 특성은 완전히 달라진다. 심지어 마찰계수가 50%이상 차이를 보이기도 한다. 당사는 기존의 흑연이 아닌 사내에서 합성한 흑연을 사용하여 마찰재를 제조할 것이다. 이러한 방법을 통해 마찰재 선택의 폭을 넓힐 수 있는 방법을 제안할 것이며 향후 다른 분야의 금속계 마찰재에 적용할 수 있는 원천기술을 확보할 것이다. 제조된 마찰재의 평가는 당사가 보유한 Lab-Scale Dynamometer를 통해 이루어 질 것이다. 이를 통해 마찰계수, 마모량, 마찰계수 안정성 등을 평가할 것이다. 특히 마찰계수 안정성(Friction Coefficient Stability)은 소음과 관련된 항목으로 마찰재 초기부터 소음이 높은 마찰재를 걸러낼 수 있다. (2) 제품 설계 제동시 브레이크 패드는 마찰열에 의해 온도가 상승하게 되어 패드에는 변형이 발생하게 되고 이러한 변형은 브레이크 소음에 영향을 미치게 된다. 또한 스터드(Stud)의 분포는 원활한 공기흐름에 영향을 미치므로 패드와 디스크의 온도에 영향을 미치게 된다. 마찰재가 균일하게 분포되지 않으면 마찰재는 편마모가 발생하여 실질적인 수명이 단축되게 된다. 해석을 통해 제동시의 변형과 이에 대한 영향을 검토하며, 최적의 마찰재 분포를 확인하여 브레이크 패드 제작에 반영할 것이다. (3) 다이나모 시험을 통한 마찰특성 평가 제작된 브레이크 패드는 다이나모 시험을 통해 마찰특성(마찰계수, 마모량)을 평가할 것이다. 상대평가를 위해 현재 CRH5에 사용하고 있는 브레이크 패드를 동일조건으로 시험할 것이다. 다이나모 시험은 중국 표준성기술문서 “TJ/CL 307-2014 동차조패드 잠행기술조건”에 따라 시험할 것이며, 다이나모는 당사에서 보유한 300㎞/h급 다이나모 시험기를 사용할 것이다. (4) 현차 시험을 통한 마찰특성 및 신뢰성 평가 다이나모 시험에서 얻은 마찰특성 데이터와 해석을 통해 얻은 데이터를 기초로 하여 현차시험용 CRH5 브레이크 패드를 제작할 것이다. 제작된 브레이크 패드를 CRH5 고속전철에 장착하여 내구성과 브레이크 패드의 형상변화 등을 평가할 것이다. 현차 시험을 통해서 브레이크 패드의 내구성, 마찰재의 탈락, 편마모 및 구조제의 변형 등을 평가할 수 있다. |
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| 색인어 | 한글 | 고속철도 | 브레이크 패드 | 소결 마찰재 | 제동장치 | 해외 고속철도 |
| 영문 | High Speed Train | Brake Pad | Sintered Friction Material | Brake System | Overseas High Speed Train | |
| 최종보고서 | 해외 고속철도(CRH5) 소결 브레이크 패드 개발.pdf | |||||