KR20010031080A - 레일 차량 시스템 - Google Patents

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KR20010031080A
KR20010031080A KR1020007003942A KR20007003942A KR20010031080A KR 20010031080 A KR20010031080 A KR 20010031080A KR 1020007003942 A KR1020007003942 A KR 1020007003942A KR 20007003942 A KR20007003942 A KR 20007003942A KR 20010031080 A KR20010031080 A KR 20010031080A
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bogie
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rail vehicle
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KR1020007003942A
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미카엘 바이에르
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다이믈러크라이슬러 아게
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 연결 보기(connecting bogie)(2) 및, 모듈 구성을 갖는 열차를 형성하기 위해서 상기 연결 보기 상에 위치될 수 있는 공급 유닛(3), 제어 유닛(4) 및 수송 유닛(5)을 포함하는 레일 차량 시스템에 관한 것이다. 연결 보기(2)는 하나에 전기 구동/제동 유닛이 구비되는 두 개 이상의 액슬(axle)을 포함하며, 이들 연결 보기가 클러치와 유사한 방식으로 분리될 수 있도록 구성된다. 공급 유닛(3)은 접촉 라인(contact line)으로부터 전력을 끌어내고 다시 접촉 라인으로 전력을 귀환시키기 위해서 또는 1차 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위해서, 집전 장치(current collector), 변압기 및 전력 변환기와 같은 필수 장치를 포함한다. 제어 유닛(4)은 전류와 부하에 독립적으로 구성될 수 있다. 수송 유닛(5)은 승객 또는 화물을 운송하기 위한 것인지 및 운송될 화물의 유형에 따라서 달라진다. 모든 유닛(3, 4, 5)의 접속부(interface)는 일정하며, 상기 유닛(3, 4, 5)이 신속하고 수월하게 교환될 수 있도록 구성된다. 최종적으로 기능 유닛으로 열차가 일치되게 구분되는 것은 구동 동력이 부하에 보다 적합하게 되는 것을 가능케 하며, 에너지를 발생시키고 사용할 수 있는 가능성을 야기하며, 마모와 운영/유지보수 비용을 감소시킨다.

Description

레일 차량 시스템{RAIL VEHICLE SYSTEM}
종래의 레일 차량 개념은 기관차에 의해 구현되는 "수송 속도의 발생"과, 객차(car)에 의해 구현되는 "수송 대상물의 수용(accommodate)"의 사이에 기능적인 구분을 기초로 한다. 이와 같이 엄격한 기능적인 구분을 기초로, 다양한 기관차/열차의 유형이 발전해 왔다.
수송 속도의 발생과 관련된 하부 기능(subfunction)은 "구동(driving)"과 "제동(braking)" 기능이 있다. "구동" 기능의 가속력은 기관차의 휠/레일 접촉을 통해서만 전달되며; 제동 기능을 위해, 객차의 휠/레일 접촉과 함께 브레이크가 추가적으로 사용된다. 전기 구동 유닛의 경우에 기관차의 구동은 제동 동작이 행해지는 동안 발전기로 이용될 수 있으며, 발생된 에너지는 네트워크로 귀환(feed-back)되거나 또는 제동 저항기를 통해서 방산된다. 원리상, 전기 에너지의 회수/발생은 디젤 구동 또는 디젤 전기 구동 유닛에 의해서도 또한 구현될 수 있다. 다른 한 편으로, 열차의 브레이크는 공압식으로/기계적으로 작동하며, 에너지의 귀환을 허용하지 않는다. 이는 상당한 마모를 발생시키며, 높은 운영 비용을 초래한다.
승객 수송 분야에서, 다른 기능적인 구분 쪽으로의 초기 추세가 인지될 수 있다. ICE3에서, 예를 들면, "구동 보기(driving bogie)"가 처음으로 사용되었지만, 열차의 전체에 걸쳐서 일치되게 배분되지는 않았다. ICE3에는 비구동 액슬(non-driven axle)이 존재하며, 그래서 매우 독특한 공압식 기관차/열차 제동 시스템이 요구된다.
본 발명은 열차를 구성하는 기능 유닛(functional unit)을 포함하는 레일 차량 시스템에 관한 것이다.
도 1은 공급 유닛(3), 제어 유닛(4) 및 수송 유닛(5)이 연결 보기(2) 상에 장착된, 모듈 방식으로 구성된 열차(1)를 도시하는 도면.
본 발명의 목적은 요구 조건에 따라 주문 제작될 수 있으며 작동 중에 교체가 가능한 만능(universal) 열차 구성을 가능케 하며, 공정 중에 에너지 요구 조건 및 운영비와 관련하여 향상을 이룰 수 있는 레일 차량 시스템을 상술하는 것이다.
상기와 같은 목적은 청구항 1에서와 같은 모듈 기능 유닛을 구비하는 레일 차량 시스템에 의해 달성된다. 유익한 상세 사항은 다른 청구항에 상술되어 있다.
레일 차량 시스템은 연결 보기(connecting bogie) 및, 모듈 방식(module manner)으로 구성될 수 있는 기능 유닛으로서 상기 연결 보기 상에 장착된, 공급 유닛, 제어 유닛 및 수송 유닛을 구비한다. 제어, 공급 또는 수송 유닛의 운반 기능에 더해서, 연결 보기는 구동 및 제동 기능과 결합 기능(coupling function)을 모두 수행한다. 그래서 제안된 모듈 열차 구성 시스템은 다수의 이점을 갖는다. 기능 유닛은 열차를 형성하도록 임의의 원하는 방법으로 구성될 수 있으며, 모든 휠 세트는 전기 구동 또는 제동된다. 연결 보기의 동력화(motorization)는 다양한 동력 출력을 위해서 구성 열(construction series)의 부하의 함수로 구현될 수 있다. 서로 다른 동력의 연결 보기가 조합될 수 있다. 다른 타입의 수송 유닛이 연결 보기 상에 배치될 수 있다. 승객 및 화물용 수송 유닛이 하나의 열차로 조합될 수 있다. 화물용 수송 유닛은 컨테이너 수송, 비포장 산적 화물(bulk-material)의 수송 및 다른 수송에 따라 종래의 방법과 다를 수 있다. 제어 유닛은 열차의 선단(start) 및/또는 열차의 말단(end)에 배치될 수 있는데, 열차의 말단에 배치되는 경우 제어 유닛은 열차 및 구동 동력의 유형으로부터 독립적일 수 있다.
본 발명의 상세 사항에서, 두 개의 연결 보기의 절반부(half) 사이의 연결이 기계적으로, 자기적으로(magnetically)/전자기적으로 또는 비접촉 방식으로 및 제어 구동에 의해서 이루어질 수 있도록 연결 보기가 설계된다. 상응하는 연결 보기 절반부 상에 공급 유닛, 제어 유닛 및/또는 수송 유닛과 같은 다른 유닛의 결합과 분리가 여정 중에도 또한 편리하게 가능하다.
추가적인 상세 사항과 이점은 도면에 예로서 도시된 열차에 대한 아래의 설명으로부터 이어질 것이다.
연결 보기(2)는 각각의 경우에 전기 구동/제동 유닛을 갖는 두 개 이상의 액슬(axle)을 각각 구비한다. 이들 연결 보기는 결합 기능을 이행할 수 있도록 분리가 가능하게 설계된다. 상기와 같은 연결 보기(2)는 다른 구동/제동 동력에도 이용이 가능하다. 모듈 트레인 구성 시스템의 라인을 따라서 있는 특수 모듈로서, 액슬 중에서 하나만이 구동되거나 제동되는 연결 보기도 또한 가능하다.
공급 유닛(3)은 오버헤드 트랙션 와이어(overhead traction wire)로부터 전류를 끌어내고 또한 오버헤드 트랙션 와이어로 에너지를 귀환(feed back)시키고 또는 화석 연료 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위해서, 집전 장치(current collector)(6), 변압기 및 전력 변환기와 같은 필요 장치를 포함한다. 공급 유닛(3)은 레일 차량 시스템의 다양한 동력 출력에도 또한 이용 가능하다. 다른 한편으로, 만능 제어 유닛(4)은 부하 또는 동력에 독립적이 되도록 설계될 수도 있다.
수송 유닛(5)은 승객 또는 화물 수송에 따라서, 그리고 또한 수송될 화물의 타입에 따라서 다르게 설계될 수 있다.
각각의 구동 동력에 적합하도록 그리고 열차를 분리 가능하게 되도록 하기 위해서 다수의 공급 유닛(3)이 열차에 배치될 수 있다. 대체로, 상기와 같은 방법으로 구성된 열차는 전기에 의해서만 구동 및 제동되는 액슬을 포함하는데, 이러한 결과 증가된 에너지의 귀환이 가능하게 된다. 철도 시스템의 총체적인 에너지 균형이 상당히 개선된다. 공압식 또는 기계적으로 작동하는 추가적인 브레이크가 필요하지만, 이들의 사용은 현저하게 감소된다. 더 작은 크기 및 마모의 감소가 구현될 수 있다. 구동 동력은 순간적으로 야기되는 실제 상황에 수월하게 적합하게될 수 있다.
연결 보기와 공급 유닛의 동력을 일련의 설계의 라인을 따라서 단계화(graduation)시키는 것은 승객 수송이 한가한 경우에 작동 동안에 화물 수송 요소가 승객 열차 결합부에서 운반되는 것을 가능케 한다. 제어 유닛의 경우에, 열차가 열차 결합부의 임의의 지점에서 분리되고 난 후- 여정 중에도 가능하며- 열차 부분과 분리되어 계속 진행하며 그래서 다른 목표 지점의 역을 향하며, 또는 새로이 혼합된 결합부를 만들도록 동일한 방법으로 다른 열차 부분에 결합되는 것을 고려해 볼 수 있다. 그 결과, 개별 운송로(route)의 수송 능력이 최적화되며, 향상된 열차의 스케줄이 가능하게 될 수 있다.
본 발명에 따른 레일 차량 시스템의 다른 설계에서, 분산 제어기(제어 유닛)가 개개의 연결 보기(2)에 통합된다. 차량의 중앙 제어 컴퓨터가 제어 유닛(4)에 위치한다. 연결 보기(2)의 개개 액슬의 현재 부하(load)가 부하 센서에 의해서 탐지되며, 상응하는 분산 제어기로 전송된다. 버스(bus) 시스템을 통해서 차량의 중앙 제어 컴퓨터와 전송 관계에 있는 각각의 분산 제어기는 그래서, 구동 또는 제동하기 위해서, 요구에 일치하여 현재의 부하 유형 및 열차의 상태의 함수로서 개개의 액슬이 개별적으로 조절될 수 있다. 게다가, 이는 공급 유닛(3), 제어 유닛(4) 및 수송 유닛(5)과 같은 모든 유닛이 기계 또는 전자기 결합을 위한 직접 요구 조건이 없이 제어 구동 상태로 서로가 순차적으로 움직이는 결합 구동을 갖는 열차 조합을 가능케 한다.
본 발명은 첨부된 청구범위의 사상 및 범주에서 벗어남이 없이, 많은 변형과 변경이 당업자에게 분명하게 되고, 기대될 수 있다.

Claims (5)

  1. 연결 보기(connecting bogie)(2) 및, 열차(1)를 형성하도록 모듈 방식(module manner)으로 구성될 수 있는 기능 유닛으로서 상기 연결 보기(2) 상에 장착될 수 있는 공급 유닛(3), 제어 유닛(4)과 수송 유닛(5)을 포함하는 레일 차량 시스템에 있어서,
    상기 연결 보기(2)는 분리가 가능하도록 설계되며 각각의 경우에 적어도 하나에 전기 구동/제동 유닛이 구비되는 두 개 이상의 액슬(axle)을 구비하며, 다른 구동/제동 동력을 이용하는 것이 가능하며,
    상기 공급 유닛(3)은 오버헤드 트랙션 와이어(overhead traction wire)로부터 전류를 끌어내고 또한 오버헤드 트랙선 와이어로 에너지를 귀환(feed back) 시키기 위한 집전 장치(current collector)(6), 변압기 및 전력 정류기와 같은 필요 장치를 포함하며, 그리고 다른 전기 동력 출력에도 이용 가능하며 또는 디젤 구동/디젤 전기 구동 유닛과도 겸용이 되도록 또한 설계될 수 있으며,
    상기 제어 유닛(4)은 부하 또는 동력에 독립적으로 자유자재로 사용 가능하게 설계되며,
    상기 수송 유닛(5)은 승객 또는 화물 수송 및 수송될 화물의 유형에 따라서도 또한 다르게 설계되며,
    상기 열차(1)의 상기 제어 유닛(4), 상기 공급 유닛(3), 및 상기 수송 유닛(5)은 각각의 경우에 상기 연결 보기(2)에 의해서 서로 연결되며,
    상기 공급 유닛, 제어 유닛 및 수송 유닛의 접속부(interface)는 표준화되며, 단순하며 신속한 교환이 가능하도록 설계되는, 레일 차량 시스템
  2. 제 1항에 있어서, 두 개의 연결 보기 절반부(half) 사이의 연결이 기계식, 자기식(magnetic)/전자기식 또는 비접촉 방식으로 및 제어 구동 형태로 이루어지도록 상기 연결 보기(2)가 설계되는, 레일 차량 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 예를 들면 디젤 엔진에 의해 구동되는 발전기와 같이 1차 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 연결 보기를 위한 전기 구동 에너지를 발생하는 유닛이 구비되며, 제동 과정 중에 회수된 에너지는 에너지 저장 장치가 구비된 공급 유닛(3)에 일시적으로 저장되거나 네트워크(network)로 이송되는, 레일 차량 시스템.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 분산 제어기(decentralized controller)가 상기 연결 보기(2)에 통합되며, 부하 센서에 의해 탐지된 개개 액슬의 현재 부하(loading)가 상기 분산 제어기로 전송될 수 있으며, 상기 제어기는 요구에 일치하여 현재의 부하 유형의 함수로서 개개 액슬을 개별적으로 구동 또는 제동하는, 레일 차량 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 차량의 중앙 제어 컴퓨터에는 제어 유닛(4)이 제공되며, 버스 시스템을 통해서 상기 분산 제어기와 전송 관계에 있는, 레일 차량 시스템.
KR1020007003942A 1997-11-05 1998-10-30 레일 차량 시스템 KR20010031080A (ko)

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