| 연구개발개요 |
- 도시철도 지하구간 공기질 악화는 전동차의 분진 발생에 기인. 서울교통사의 경우, 연간 약 42톤 규모로 추정, 분진은 차륜, 제동장치, 집전장치의 접촉 마모로 인하여 발생. - 공기질 악화 개선을 위해선 분진 발생의 근원적 요인을 저감시키는 기술 개발, 적용이 가장 효율적임. PMSM 속도제어기술 적용, 집전장치 습판제 재질 개선을 통하여 제동, 집전장치 마모는 개선이 가능함.- 기존 철도차량은 자동차와 달리 조향장치가 없어 급곡선 주행 시 조향기능 부족으로 인한 차륜과 레일 간에 공격각이 발생하게 되어 차륜 주행방향의 종, 횡방향으로 불필요한 힘을 유발하여 마모, 소음 발생의 주 요인이 됨. - 차륜의 마모는 급곡선 주행 시 대차의 조향기능 미흡에 따른 조향성능 저하에 기인함. 차륜 마모가 심한 차량의 경우, 차량 당 연간 차륜 마모량은 약 약 22kg으로 확인됨. 따라서 전동차의 미흡한 조향성능을 개선하여 차륜 마모 발생을 근원적으로 저감시킬 수 있는 능동조향대차 신기술 적용이 가장 효율적임.
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| 연구내용 및 범위 |
(구성기술 1) 전동차용 능동조향시스템 및 능동조향대차 실용화 모델 개발○전동차용 능동조향시스템 및 능동조향대차 개발 요구사항 도출 - 능동조향기술 적용 시험차 구축 시 기존 차량시스템/능동조향대차 간 또는 기존 차량시스템/능동조향대차/능동조향시스템 간 호환성 고려 - 시험차 차체/능동조향대차 간 또는 차체/대차/능동조향시스템 간 인터페이스 검토, 목표 조향성능 검토, 개발 요구사항 도출 등○능동조향대차 시제 장착용 능동조향시스템 실용화 모델 개발 - 능동조향대차 상용화고려 조향시스템 실용화모델 제작사양 도출 (구동부 추력 5톤 이상, 구동부 경량화 10% 이상, 제어기 경량화 20% 이상, 제어기 부피 20% 이상 저감) - 원가절감 양산용 능동조향시스템 실용화 모델 설계(센서부, 구동부, 제어부) - 능동조향시스템 실용화 모델 시제 제작(능동조향대차 시제 장착용) - 능동조향시스템 실용화 모델 시제 성능 평가○능동조향대차 실용화 모델 개발 - 능동조향시스템 실용화모델적용 능동조향대차 실용화모델 설계(M-car, T-car용) - 능동조향대차 실용화 모델 형식승인 기술기준적용 설계적합성 검증 - 시험차 장착용 능동조향대차 시제 제작, 구성품 및 대차조립체 검사 및 시험○전동차용 능동조향대차 실용화 모델 최종안 제시 - 현차시험 결과 반영 전동차용 능동조향대차 상용화 모델 최종안 도출 - 능동조향대차 적용 시 경제성, 파급효과 분석 - 전동차용 능동조향대차 실용화 계획 제시 - 능동조향대차의 RAM 분석○능동조향시스템 및 능동조향대차 관련 기존 철도차량 기술기준 개정 필요 여부 검토 및 개정 필요시 개정(안) 제시○AC, DC 차량 각각에 대한 능동조향대차 적용 가능성 검토(구성기술 2) 전동차용 능동조향시스템 및 능동조향대차 적용 현차시험 ○능동조향시스템 및 능동조향대차 시험차 장착, 현차시험 열차 편성 - 능동조향대차 현차시험 상세계획 수립, 안전 관리 및 협조체계 구축 - 현차시험 열차 선정, 중수선 및 중수선 검사, 시험 - 현차시험 열차의 기존 대차 탈거 및 능동조향대차 장착, 시험차 검사 - 능동조향대차 장착 현차시험 열차 조성(1편성, M-car 1량, T-car 1량 이상) - 시험차 조향시스템 구축(센서부, 구동부, 통합제어기 등) - 시험차 조향성능, 동특성 등 계측 통합 모니터링시스템 구축○현차시험 및 신뢰성 평가 - 능동조향기술을 적용한 현차시험 열차의 통합 조향제어기술 개발(차량간 연계 능동조향제어 알고리즘 개발 및 성능검증 등) - 능동조향시험차의 누적 주행 현차시험을 통한 신뢰성 검증 ※ 현차시험 기간 10개월 이상, 누적주행거리별(5,000km) 동적 성능, 조향 성능, 소음, 차륜마모량 계측 등 - 누적 주행 현차시험에 따른 능동조향시스템 및 능동조향대차의 조향성능 평가, 조향시스템신뢰성, 유지보수성 평가 등
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