철도차량 철도차량의 개요와 발달 종류 및 수치상의 규제 차체구조 - 브레이크 차륜타이어콘타 – 열차의 저항 차량의 점착계수 동력차의 출력 차량전반의 최근 동향.

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1 철도차량 철도차량의 개요와 발달 종류 및 수치상의 규제 차체구조 - 브레이크 차륜타이어콘타 – 열차의 저항 차량의 점착계수 동력차의 출력 차량전반의 최근 동향

2 철도차량 한쌍의 차바퀴를 갖춘 2 조 이상의 차축위에 차체를 실어 전용의 궤도위를 주행할 수 있 는 구조물로써 여객이나 화물의 운송을 목 적으로 하는 차량과 이들 차량을 견인하기 위하여 동력을 장치하여 주행하는 차량을 통칭

3 부산도시철도 1 호선 전동차

4 1 호선 전동차 객실

5 1 호선 [6M+2T]

6 TC(Trailer Car with driving Cab) : 운전실이 있 는 무동력차 : ATC/ATO 신호장치, 주간제어기, 모니터장치, 열차무선장치, 방송장치 M1(Motor Car 1) : 제 1 동력차 : 팬터그래프, CHOPPER 장치 ( 추진장치 ), 견인전동기 (TM) M2(Motor Car 2) : 제 2 동력차 : 보조전원장치 (SIV), 주공기압축기 (CM), 축전지, 견인전동기 (TM)

7 부산도시철도 1 호선 전동차 편성 : 8 량 1 편성 차량 : 중형 제작 : 1984~1997 년 도입 (45 개 편성 ) 특징 : 국내 최초의 중형전동차로 출입문이 1 칸에 6 개이고, 국내 최초 스테인리스 차체 를 적용하였으며, 자동운전 (ATC/ATO-1 인 승무운영 )

8 부산도시철도 2 호선 전동차

9 2 호선 전동차 객실

10 2 호선 6 량 편성 3M3T

11 2 호선 탑승인원

12 2 호선 6 량 편성 3M3T TC(Trailer Car with driving Cab) : 운전실이 있 는 무동력차 : ATC/ATO 신호장치, 주간제어기, 열차정보장치, 열차무선장치, 방송장치, 보조 전원장치 (SIV), 공기압축기 (CM), 축전지 M1(Motor Car 1) : 제 1 동력차 : 팬터그래프, VVVF 장치 ( 추진장치 ), 견인전동기 (TM) M2(Motor Car 2) : 제 2 동력차 : VVVF 장치 ( 추 진장치 ), 견인전동기 (TM) T1(Trailer Car 1): 운전실이 없는 제 1 무동력차

13 부산도시철도 2 호선 전동차 편성 : 6 량 1 편성 차량 : 중형 제작 : 1997~2002 년 도입 (56 개 편성 ) 특징 : 객실 끝부분에 전광판이 설치 ( 량당 2 개 ) 되어 있으며 VVVF/GTO 소자를 채용했 다. 무인운전 (ATC/ATO-1 인 승무운영 ) 이 가능 하다.

14 1 호선과 2 호선 비교 [1] 부산 2 호선의 전동차는 앞서 개통된 1 호선에 이은 두 번째 중형전동차를 채택하고 있다. 단, 1 호선 전동차에 비해 지붕 높이가 3cm 정도 낮 은 형태를 띠고 있다. 또 1 호선은 8 량 편성으 로 운행하고 있는데 반해 2 호선은 6 량 편성으 로 운행된다. 3M3T 의 형태인데, M 은 모터가 달린 전동차를 의미하고 T 는 모터가 없이 끌 려가는 차량을 의미한다. 그리고 1 호선의 전 동차의 출입문 수는 1 칸에 6 개이지만 2 호선의 전동차는 1 칸에 8 개의 출입문이 있다.

15 1 호선과 2 호선 비교 [2] 객실 끝부분 전광판 설치, 전압은 동일한 직 류 1,500V 운행되며, 가속도는 3.0km/h/s 이 고 감속도는 상용제동시 3.5km/h/s, 비상제동 시 4.5km/h/s 이다. 전동기는 교류농형전동기 를 사용하고 출력은 210Kw, 분당회전수는 2,200rpm 이다. 또 주제어장치는 GTO 소자를 사용한 VVVF 인버터이며, 보조전원장치는 IGBT 소자를 사용한 정지형 인버터방식이다. 현재 336 량을 보유하고 있다

16 부산도시철도 3 호선 전동차

17 3 호선 전동차 객실

18 3 호선 한국형 [2M+2T]

19 부산도시철도 3 호선 전동차 편성 : 4 량 1 편성 차량 : 중형 제작 : 2004~2005 년 도입 (20 개 편성 ) 특징 : 객실 중앙부분에 LCD 전광판이 설치 ( 량당 2 개 ) 되어 있으며, VVVF/IGBT, SIV/IGBT 소자를 채용했다. 무인운전 (ATC/ATO-1 인 승무운영 ) 이 가능하다.

20 한국형 국산화 표준전동차 [1] 부산 3 호선의 전동차는 기존 부산도시철도 전동 차의 형태와는 판이하게 다르다. 가장 눈에 띄는 것은 네모 형태가 아니라 동글동글한 형태의 전 동차라는 점. 또한 전동차와 전동차 사이를 가로 막고 있던 문이 없이 그대로 연결되어 있어 1 호 차에서 4 호차 끝까지 모두 뻥 뚫려 있다. 국토해 양부에서 고시한 도시철도차량표준사양에 따라 제작된 것으로 모든 장치가 국산화되었으며, 1 호선 전동차에 비해 20% 정도 경량화 되었다

21 한국형 국산화 표준전동차 [2] 3 호선 전동차의 특징을 더 들어보면 유선형 을 띠고, 좌석의 위쪽에 있던 짐칸이 없는 대 신에 좌석 아래에 공간을 두어 짐을 둘 수 있 게 하였다는 점이다. 또한 전동차의 출입문은 기존 전동차와 같이 전동차 차체에 출입문이 끼어있는 것이 아니라 바깥쪽에 붙어있고, 전 기식으로 동작되므로 공기식보다 소음이 적 고 장애물 감지능력이 뛰어나다.

22 한국형 국산화 표준전동차 [3] 크기는 2 호선 전동차와 크게 차이가 없고, 차 체 지붕높이만 4cm 정도 낮아졌으며, 가감속 도, 전기방식, 견인전동기의 출력은 동일하다. 주제어장치는 IGBT 소자를 사용한 VVVF 방 식이며, 정격출력은 2 호선 (950kw) 보다 큰 1,100kw 이고 보조전원장치도 IGBT 를 사용 한 정지형 인버터이다. 신호방식은 ATC/ATO 가 적용되었으며, 현재 80 량을 보유하고 있다

23 부산도시철도 4 호선 전동차

24 4 호선 전동차 객실

25 부산도시철도 4 호선 전동차 편성 : 6 량 1 편성 차량 : 경량전철 제작 : 2009 ~ 2010 년 도입 (17 개 편성 ) 특징 : 국내최초 무인운전방식 (ATP/ATO System) 의 경량전철 차량으로 기존의 철제 차륜 대신 고무차륜을 사용하며, 콘크리트 주행로를 양쪽 측면에서 안내하는 방식.

26 무인자동운전 시스템

27 5 중 안전장치 무인자동운전 시스템 1. 출발안전 : 정차위치, 출입문 상태, 열차신호가 모두 정상일 때 출발가능 2. 탈선방지 : 열차 양측면에 안내레일이 설치되 어 탈선 불가능 3. 비상제동 : 열차 전방에 장애물이 감지되면 자 동으로 운행이 정지됨 4. 전력차단 : 출입문이 잘못 열릴 경우 자동으로 전원이 차단됨 5. 이중장치 : 주요장치가 이중으로 설치되어 유 사시 예비장치로 정상운행 가능

28 부산도시철도 4 호선 [1] 국토해양부 국책사업으로 국내최초 무인운전 경 량전철 방식으로 개발된 K-AGT 경량전철 차량 으로 외형은 전두부 곡면유리를 적용하여 “ 요트 의 돛 ” 모양을 형상화하였고, 차체의 청색과 백색 은 돛의 백색과 바다의 청색을 이미지화 하였다. 4 호선 전동차에서 가장 눈에 띄는 점은 무인운 전방식으로 운전실이 없고, 객실 내부 대형유리 를 적용하여 실내가 완전히 개방된 구조로 고가 구간 주행 시 외부경치를 감상할 있으며, 내장재, 바닥 및 시트는 흰색과 청색계열을 사용하여 쾌 적한 분위 조성하였다.

29 부산도시철도 4 호선 [2] 또한 휠체어, 유모차 등의 다용도 공간을 제 공하여 교통약자의 이동편의성 확보 및 높낮 이가 다른 손잡이를 적용하여 키가 작은 이용 객들의 편의를 도모하였으며, 긴급상황 발생 시 객실 내 CCTV 카메라, 비상통화장치를 사 용하여 관제센터에서 신속하게 상황을 파악 하고, 전동차를 원격으로 제어할 수 있는 첨 단 안전운행 시스템을 갖추고 있다

30 부산도시철도 4 호선 [3] 4 호선 전동차의 주행방식은 고무타이어를 사 용한 측면안내방식으로 저소음, 저진동으로 승차감 향상 및 탈선의 위험이 없으며, 타이 어 펑크 시에도 타이어 내부에 안전차륜 ( 알루 미늄 휠 ) 이 있어 정상적인 운행이 가능하다. 전동차의 크기는 타호선의 중량전철과 달리 차체가 작고 집전장치 및 냉방장치가 차체 하 부에 설치되어 있는 구조로 되어 있으며, 현 재 17 개 편성 102 량을 보유하고 있다.

31 종류 증기기관차 :1825 년 9 월 27 일 스티븐슨이 만 든 Locomotion 호 영국의 Stockton- Darington 간의 61km 세계최초 공용철도 디젤차량 :1882 년 독일에서 30 마력최초 1932 년 베를린과 함부르크에서 운전 전기차량 : 직류전기차량 -1898 년 광화문에 서홍릉까지 고종황제가 능참배 -60% 교류전기차량 :40% 정도

32 수치상의 규제 차량한계 차축당의 무게 한계 차축거리의 제한 차륜지름의 제한 차량단면 형상과 치수의 제한 차량 연결기의 높이 차체구조 : 열차화재사고 재료불연성, 난연성

33 디젤차량 아직도 전세계 80% 영업 기름값의 저렴으로 성능을 높인 디젤화가 근대화의 중점을 이루었다. 전기차량에 비해 중량당 출력 등의 성능이 떨어지며 종합동력의 효율이 낮다 동력집중 디젤기관차 동력분산 디젤기관차

34 Diesel 전기기관차의 기기배치

35 전기차량 전치선로로부터 전력을 공급받아 전기동력 을 기계동력으로 전환시키는 장치를 탑재 시킴. 동력발생장치나 연료를 갖는 디젤차 량에 비해 동력 장치가 가볍고, 동일중량의 발생출력이 크다. 고출력을 필요로 하는 최 근의 초고속열차는 전기차량을 원칙으로 한다. 동력집중식과 동력분산식

36 동력분산열차 이점 동력수가 많기 때문에 가속성능이 높고 가벼운 축중이 선로에 주는 영향이 적고 되돌려 꺽어 분할병합이 쉬워 기동성이 높 고 기관차와 분리 되지않으므로 열차길이가 짧고 일부고장이 나드라도 운행이 가능함 대도시 근교구간에 주로 채용

37 분산식 불리한 점 상하래 동력장치에 의한 진동과 소음으로 승차기분이 약간 열악하다. 동력장치가 증가되어 차량의 비용이 높아 진다. 화물열차와 겸용의 기관차의 운용효율이 저하된다.

38 주요기기 주전동기 : 직류전동기은 회전수의 동력에 역비례하며 회전력은 전류의 2 승에 비례. 속 도가 내려가면 전류가 증가함. 동력전달장치 : 주전동기의 회전력을 차륜에 전달하는 힘을 치차식으로한 장치 집전장치 : 전차선로의 전력을 받아들이는 장치로서 가공선에 대하여 팬터그라프, 지 하철의 제삼레일에 집전슈스가 채용된다.

39 팬트그라프

40 직류 전기기관차의 구조

41 객차 Passenger Car 일반영업용 : KTX 객차, 새마을호 객차, 무궁화호 객차, 보통객차, 침대차, 식당차, 객실수하물차, 우편차, 협궤차 업무용 : 시험차, 비상차 특수차 : 귀빈차, 병원차

42 주요장치 차체와 접객설비 객차내 여객대우설비 주행장치 : 차륜 차축 축상 대차의 종류 전기장치 냉 난방장치 제동장치 연결완충장치 : 연결기와 완충장치

43 차륜 차륜 : 일체차륜 외륜부차륜 일체차륜 : 압연강재 내륜 ( 윤심 ) 과 외륜의 구 분없이 일체로 제작, 내륜과 외륜이 이완되 는등 고장이 빈번하다. 외륜부차륜 : 원판차륜 - 압연강재 스모우크 차륜 - 주강재 레일과의 마찰에도 마멸되지만 제동장치의 브레이크슈와의 마찰에도 많은 손상받음.

44 외륜부 차륜윤의 구조

45 일체차륜의 구조

46 차륜 타이아콘타 레일위를 안전하게 주행하기위한 레일과 접촉하는 차륜의 윤곽 탈선에 대한 안전성이 높아야 한다. 주행의 안전성이 좋아야 한다 레일과 접촉응력이 작고 레일 차륜의 손상 이 적어야 한다 레일과 주행 마모가 적고 삭정까지의 기간 이 길고, 삭정시 마모가 적을것

47 차륜과 레일접촉

48 차축 ( 슬라이드베어링 Axle)

49 차축 (Roller) 윤축

50 화차용 주강제대차의 구조

51 열차의 저항 출발저항 주행저항 기울기저항 : 최급기울기 10‰ 곡선저항 가속저항

52 브레이크

53 자동 공기 제동장치

54 연결완충장치

55 기타차량 난방차 발전차 기중기 콘테이너 : 국제규격 3658*2438*2500mm

56 차량의 관리 차량의 신제계획 차량의 설계 차량의 신제 : 차량 메이커 공장작업, 설계완 료후 기관차 8 개월, 전차 디젤차 6 개월 객 화차 3 개월 차량은 수주생산을 원칙으로 다 중소량이 원칙

57 차량의 내용수명 1. 물리적 수명 2. 경제적 수명 : 보수비의 증가와 감각 상각비의 감소 재래선 차량 20~30 년 신간센 차량 15~20 년 3. 진부적수명 : 시대에 뒤떨어진 신형차량으로 교체