Analysis on the Dynamic Behavior according to Suspension Structure of the Urban Railway Vehicle

Urban railroad vehicles carry many passengers and are the core of an urban railroad transportation system. Therefore, the dynamic performance of the vehicle must be ensured. Dynamic behaviors such as the vibration and ride comfort of railway vehicles are affected by the structure of the suspension system. We analyzed the dynamic behavior of a railway vehicle according to the suspension system of an urban railway vehicle, which is mainly operated in Korea. For two types of vehicles with different suspension structures, the vibration of the vehicles on railway tracks was measured, and dynamic behavior characteristics such as vibration, ride, and vibration reduction rate were analyzed. The result of the test shows that the vibration performance of the body is superior to that of B-bogie in the lateral direction and that of A-bogie in the vertical direction. Overall, the ride quality of the A-bogie car is superior to that of B-bogie. When analyzing the vibration attenuation rate of primary suspension system, the vibration attenuation performance of B-bogie with coil spring was superior to that of A-bogie with a conical rubber spring. The secondary suspension system has better vibration attenuation performance for A-bogie with air springs compared to coil springs.

전동차 현가구조에 따른 동적거동특성 분석

다수의 승객을 운송하는 도시철도 전동차는 도시 철도교통시스템의 핵심이다. 따라서 차량의 동적성능이 확보가 차량 안전 확보 및 승객서비스 차원에서 선행되어야 한다. 철도차량의 진동, 승차감과 같은 동적거동은 현가시스템 구조 및 현가요소에 따라 크게 영향을 받는다. 철도차량의 현가시스템은 윤축과 대차간 1차현가시스템, 대차와 차체간 2차현가시스템으로 구성되어 있다. 본 논문에서는 국내에서 운용되고 있는 전동차 현가구조에 따른 전동차의 동적거동에 대하여 분석하고자 한다. 현가구조가 상이한 2종류의 전동차에 대하여 실제 선로에서 동일 주행조건으로 주행시험을 수행하였으며 차량의 진동을 계측하였고 진동과 승차감, 진동감쇠율과 같은 동적거동 특성을 분석하였다. 시험결과, 차체 진동성능은 좌우방향은 B대차가, 상하방향은 A대차가 상대적으로 우수하게 나타났다. 승차감은 전반적으로 A대차가 B대차에 비하여 우수하게 나타났다. 진동감쇠율을 보면, 1차현가시스템은 고무스프링이 적용된 A대차에 비하여 코일스프링이 적용된 B대차의 진동감쇠 성능이 우수하며 2차현가시스템은 코일스프링에 비하여 공기스프링이 적용된 A대차의 진동감쇠 성능이 우수하다. 본 논문의 결과는 향후 철도차량 신차 설계 과정에서 현가구조 설계 및 현가요소 선정 시, 유용한 자료로 활용될 것이라 기대된다.