그림 1-나-1. 차륜마모 사례 20

그림 1-나-2. 도시철도구간 급곡선 분포[원문불량;p.1] 20

그림 1-나-3. 기존 차량의 차륜 마모 현황 20

그림 1-나-4. 기존 차량의 차륜 삭정주기 20

그림 1-나-5. 기존 차량 차륜의 분진 발생량 21

그림 1-나-6. 곡선 통과시 윤축의... 21

그림 1-나-7. 도시철도차량 조향각 성능 21

그림 1-나-8. 능동조향기술의 구성 22

그림 1-나-9. 공격각 저감 22

그림 1-나-10. 차륜 횡압 저감 22

그림 1-다-1. 국토교통 R&D 연구개발 단계 22

그림 1-마-1. 능동조향대차 기술개발 추진 체계 23

그림 1-바-1. 철도차량용 조향기술 개발동향 24

그림 1-바-2. Bombardier 조향대차 25

그림 1-바-3. Bombardier 조향... 25

그림 1-바-4. Bombardier의 Test Train 25

그림 1-바-5. DCD 조향대차 25

그림 1-바-6. DCD의 조향 메커니즘[원문불량;p.6] 25

그림 1-바-7. 일본 RTRI 조향대차 25

그림 1-바-8. RTRI의 공압...[원문불량;p.6] 25

그림 1-바-9. 한국철도기술연구원의 능동조향대차 축소모델... 26

그림 2-나-1. 능동조향기술에 의한... 29

그림 2-나-2. 능동조향대차 요소 기술 29

그림 2-나-3. 기존 전동차 공격각 특성... 30

그림 2-나-4. 기존 전동차 조향각 특성... 30

그림 2-나-5. 일본 능동조향대차 주행시험 결과 30

그림 2-나-6. 이상적인 윤축 정렬시의 조향각 31

그림 2-나-7. 도시철도차량 곡선구간... 31

그림 2-나-8. R200 곡선구간 통과 시... 32

그림 2-나-9. 능동조향시스템 구성도 33

그림 2-나-10. 차량 간 능동조향시스템 편성 배치도 33

그림 2-나-11. 능동조향시스템 제어부 구성도 35

그림 2-나-12. 능동조향시스템 구성도 36

그림 2-나-13. 곡률반경 추정 해석결과 37

그림 2-나-14. 센서부 설계안[원문불량;p.18] 37

그림 2-나-15. 센서부 대차 설치위치[원문불량;p.18] 37

그림 2-나-16. 조향 구동부 38

그림 2-나-17. 구동부 설계안[원문불량;p.19] 38

그림 2-나-18. 구동부 대차 장착 설계안 38

그림 2-나-19. DD모터의 연속 토크... 39

그림 2-나-20. 조향시스템 제어부의 구성 39

그림 2-나-21. 조향시스템 제어부 회로도 40

그림 2-나-22. 조향시스템 제어부 설계안 40

그림 2-나-23. 조향시스템 제어부 3D 모델링 40

그림 2-나-24. 제어부 1차년도 시제 40

그림 2-나-25. 제어부 1차년도 시제... 40

그림 2-나-26. 기존 능동조향제어 방법[원문불량;p.22] 41

그림 2-나-27. 능동조향제어 블록다이어그램 41

그림 2-나-28. 역조향 가정 구내시운전 시험결과... 43

그림 2-나-29. 센서부 1차년도 시제 44

그림 2-나-30. 센서부 1차년도 시제... 44

그림 2-나-31. 센서부 1차년도 시제 현차적용 시험 44

그림 2-나-32. 곡률반경 추정 시험결과 44

그림 2-나-33. DD모터... 45

그림 2-나-34. 구동부 1차년도 시제 45

그림 2-나-35. 조향시스템 1/4 모델 시제 구성도 45

그림 2-나-36. 조향시스템 1/4 모델 시제 형상 46

그림 2-나-37. 구동부 1차년도 시제... 46

그림 2-나-38. 구동부 반응속도 및... 46

그림 2-나-39. 능동조향시스템 개발 성능시험 흐름도 47

그림 2-나-40. 능동조향대차 시험차 편성(안) 47

그림 2-나-41. 능동 조향시 제륜자 접촉상태 48

그림 2-나-42. 기존 사이드프레임간... 48

그림 2-나-43. 사이드프레임간 거리... 48

그림 2-나-44. 사이드프레임 중앙부... 49

그림 2-나-45. 조향시스템 취부 브래킷형상 49

그림 2-나-46. 기존 공기스프링가이드...[원문불량;p.30] 49

그림 2-나-47. 능동조향대차...[원문불량;p.30] 49

그림 2-나-48. 능동조향대차 M-car 차축 49

그림 2-나 49. 능동조향대차 T-car 차축 49

그림 2-나-50. 액슬박스 형상 49

그림 2-나-51. 액슬박스 조립형상 49

그림 2-나-53. 능동조향대차 구동대차 형상 50

그림 2-나-54. 능동조향대차 부수대차 형상 50

그림 2-나-55. 능동조향대차 구동대차 설계안[원문불량;p.32] 51

그림 2-나-56. 능동조향대차 부수대차 설계안[원문불량;p.32] 51

그림 2-나-57. M-car용 대차프레임 52

그림 2-나-58. T-car용 대차프레임 52

그림 2-나-59. 구동대차 대차프레임... 53

그림 2-나-60. 구동대차 수직, 좌우하중... 53

그림 2-나-61. 부수대차 대차프레임... 53

그림 2-나-62. 부수대차 수직, 좌우하중... 53

그림 2-나-63. M-car 휠디스크형... 54

그림 2-나-64. T-car 윤축 54

그림 2-나-65. 코니컬러버스프링 1차...[원문불량;p.35] 54

그림 2-나-66. 코니컬러버스프링 1차 시제품 54

그림 2-나-67. 코니컬러버스프링 2차...[원문불량;p.35] 54

그림 2-나-68. 코니컬러버스프링... 54

그림 2-나-69. 코일스프링형식...[원문불량;p.35] 54

그림 2-나-70. 코일스프링 형식... 54

그림 2-나-71. 코일 축상스프링 조립체 55

그림 2-나-72. 축상스프링 조립체...[원문불량;p.36] 55

그림 2-나-73. 공기스프링 55

그림 2-나-74. 견인 장치 55

그림 2-나-75. M-car 제동장치 55

그림 2-나-76. T-car 제동장치 55

그림 2-나-77. 조향구동장치 및 조향링크 56

그림 2-나-78. 능동조향 차량 동역학 모델 56

그림 2-나-79. T-car 임계속도 56

그림 2-나-80. M-car 임계속도 56

그림 2-나-81. T-car 비선형 임계속도 해석결과 57

그림 2-다-1. 능동조향시스템 구성도 68

그림 2-다-2. A-type 센서부 설계안 69

그림 2-다-3. B-type 센서부 설계안 69

그림 2-다-4. 센서부 시제대차 장착도 69

그림 2-다-5. A-type 센서부 시제 69

그림 2-다-6. B-type 센서부 시제 69

그림 2-다-7. 센서부 시제 현차장착... 69

그림 2-다-8. 곡률반경 추정 결과 비교 70

그림 2-다-9. R300 곡선구간 추정 결과 70

그림 2-다-10. 능동조향 구동부 70

그림 2-다-11. DD모터의 3D모델[원문불량;p.51] 70

그림 2-다-12. DD모터 해석 모델 70

그림 2-다-13. 구동부 설계안 71

그림 2-다-14. 구동부 시제 71

그림 2-다-15. 조향시스템 제어부의 구성[원문불량;p.53] 72

그림 2-다-16. 보조전원 블록다이어그램 72

그림 2-다-17. 제어부 블록다이어그램[원문불량;p.53] 72

그림 2-다-18. 조향시스템... 73

그림 2-다-19. 조향시스템...[원문불량;p.54] 73

그림 2-다-20. 제어부 시제 73

그림 2-다-21. 제어부 제어판넬[원문불량;p.54] 73

그림 2-다-22. 능동조향제어 블록다이어그램 74

그림 2-다-23. 능동조향시스템 Fail-Safe 흐름도 75

그림 2-다-24. 능동조향시스템 Fail-Safe 흐름도 75

그림 2-다-25. 능동조향시스템 구동부... 76

그림 2-다-26. 능동조향시스템 구동부... 76

그림 2-다-27. 조향시스템 테스트벤치 구성도 76

그림 2-다-28. 조향시스템 테스트벤치 시제 형상 76

그림 2-다-29. 전기특성 시험 81

그림 2-다-30. 능동조향시스템 성능시험 성적서 81

그림 2-다-31. 능동조향시스템 전기특성시험 성적서 82

그림 2-다-32. 능동조향대차 구동대차 형상 91

그림 2-다-33. 능동조향대차 부수대차 형상 91

그림 2-다-34. 능동조향대차 구동대차(M-car) 설계안[원문불량;p.73] 92

그림 2-다-35. 능동조향대차 부수대차(T-car) 설계안[원문불량;p.73] 92

그림 2-다-36. M-car용 대차프레임 93

그림 2-다-37. T-car용 대차프레임 93

그림 2-다-38. M-car용 대차프레임 설계안[원문불량;p.74] 93

그림 2-다-39. T-car용 대차프레임 설계안[원문불량;p.74] 93

그림 2-다-40. 구동대차 대차프레임... 94

그림 2-다-41. 수직하중과 좌우하중의... 94

그림 2-다-42. 부수동대차 대차프레임... 95

그림 2-다-43. 비틀림 고려 수직, 좌우하중... 95

그림 2-다-44. M-car 윤축 95

그림 2-다-45. T-car 윤축 95

그림 2-다-46. M-car 윤축 설계안[원문불량;p.77] 96

그림 2-다-47. T-car 윤축 설계안[원문불량;p.77] 96

그림 2-다-48. 시제대차 구동대차용 차축의 응력 분포 96

그림 2-다-49. M-car 저널박스 설계안 96

그림 2-다-50. T-car 저널박스 설계안 97

그림 2-다-51. 저널박스 응력 분포 해석 97

그림 2-다-52. 저널박스 피로해석 결과 97

그림 2-다-53. 축상스프링(T-car) 설계안[원문불량;p.79] 98

그림 2-다-54. 축상스프링(M-car) 설계안[원문불량;p.79] 98

그림 2-다-55. 축상스프링 시제 특성시험 98

그림 2-다-56. 공기스프링 설계안[원문불량;p.80] 99

그림 2-다-57. 공기스프링 장착 형상 99

그림 2-다-58. 견인장치 설계안[원문불량;p.80] 99

그림 2-다-59. M-car 기초제동장치... 100

그림 2-다-60. T-car 기초제동장치... 100

그림 2-다-61. M-car 기초제동장치 설계안[원문불량;p.81] 100

그림 2-다-62. T-car 기초제동장치 설계안[원문불량;p.81] 100

그림 2-다-63. 브레이크 유닛 전체 응력 분포 100

그림 2-다-64. 조향구동장치 및 조향링크... 101

그림 2-다-65. 조향시스템 설계안[원문불량;p.82] 101

그림 2-다-66. 능동조향 시제대차 도면 목록[원문불량;p.82] 101

그림 2-다-67. 정하중 시험장치 109

그림 2-다-68. 수직 하중시험 109

그림 2-다-69. 좌우 하중시험 110

그림 2-다-70. 전후 하중시험 110

그림 2-다-71. Lozenging 하중시험 110

그림 2-다-72. 비틀림 하중시험 110

그림 2-다-73. 견인전동기 Inertia 하중시험 110

그림 2-다-74. 견인전동기 구동하중시험 110

그림 2-다-75. 비상제동 하중시험 110

그림 2-다-76. 조향 하중시험 110

그림 2-다-77. 시제대차 대차프레임 정하중 시험성적서 111

그림 2-다-78. 축상스프링 시제 112

그림 2-다-79. 축상스프링 시험성적서 113

그림 2-다-80. 능동조향차량 동역학 모델 114

그림 2-다-81. T-car 임계속도 114

그림 2-다-82. M-car 임계속도 114

그림 2-다-83. T-car 비선형 임계속도 해석결과 115

그림 2-다-84. M-car 비선형 임계속도 해석결과 115

그림 2-다-85. 곡률반경 추정 결과 117

그림 2-다-86. T-car 공차 조건에서의 조향각 118

그림 2-라-1. 센서부 파손 사례 121

그림 2-라-2. 센서부 수정 설계안[원문불량;p.102] 121

그림 2-라-3. 능동조향시스템 3차년도 시제(대차 1set분) 122

그림 2-라-4. 능동조향시스템 시제 성능시험 123

그림 2-라-5. 능동조향시스템 시제 전수시험 성적서 126

그림 2-라-6. 피로하중시험 조건 127

그림 2-라-7. 대차프레임 시제 피로하중 시험장치 128

그림 2-라-8. 대차프레임 시제 피로하중 착수 128

그림 2-라-9. 대차프레인 시제 피로하중 사이클[원문불량;p.109] 128

그림 2-라-10. 피로하중 시험 1,000만회 종료 후 비파괴 검사 129

그림 2-라-11. 대차프레임 피로하중시험 성적서 130

그림 2-라-12. measuring 윤축 제작 공정 131

그림 2-라-13. 차륜 구조해석을 위한 유한요소모델 132

그림 2-라-14. 수직하중 작용시 변형[원문불량;p.113] 132

그림 2-라-15. 수직하중 작용 시 응력분포[원문불량;p.113] 132

그림 2-라-16. 수직하중 작용시 윤중...[원문불량;p.113] 132

그림 2-라-17. 수평하중 작용시 윤중...[원문불량;p.113] 132

그림 2-라-18. 수직하중 작용시 외측...[원문불량;p.113] 132

그림 2-라-19. 수평하중 작용시 외측...[원문불량;p.113] 132

그림 2-라-20. 수직하중 작용시 내측...[원문불량;p.113] 133

그림 2-라-21. 수평하중 작용시 내측...[원문불량;p.113] 133

그림 2-라-22. measuring 윤축 홀 가공 위치 133

그림 2-라-23. measuring 윤축 홀 가공 133

그림 2-라-24. 스트레인게이지... 133

그림 2-라-25. 브릿지회로 결선도 133

그림 2-라-26. 응력집중게이지... 134

그림 2-라-27. 횡압(외측) 응력집중게이지...[원문불량;p.115] 134

그림 2-라-28. 응력집중게이지... 134

그림 2-라-29. 윤중 응력집중게이지 시험...[원문불량;p.115] 134

그림 2-라-30. 스트레인게이지 부착... 134

그림 2-라-31. 스트레인게이지 부착 134

그림 2-라-32. 스트레인게이지 결선 134

그림 2-라-33. 터미널 작업 134

그림 2-라-34. 스트레인게이지 표면... 134

그림 2-라-35. telemetry 신호 송신부 134

그림 2-라-36. 능동조향대차 횡압 측정용 윤축 형상 135

그림 2-라-37. measuring 윤축 횡압 교정... 135

그림 2-라-38. measuring 윤축 횡압 교정... 135

그림 2-라-39. measuring 윤축 횡압 교정치 135

그림 2-라-40. measuring 윤축 윤중 교정치 135

그림 2-라-41. measuring 윤축 시험성적서(1/2) 136

그림 2-라-42. measuring 윤축 시험성적서(2/2) 137

그림 2-라-43. 저널박스 시제 138

그림 2-라-44. 저널박스 검사 성적서[원문불량;p.119] 138

그림 2-라-45. 윤축 시제 138

그림 2-라-46. 윤축 검사 성적서[원문불량;p.120] 139

그림 2-라-47. 제동디스크, 제동실린더 시제 139

그림 2-라-48. 제동장치 어셈블리 시제 139

그림 2-라-49. 제동디스크...[원문불량;p.120] 139

그림 2-라-50. 제동장치 검사성적서[원문불량;p.121] 140

그림 2-라-51. 공기스프링 시제 140

그림 2-라-52. 공기스프링 검사성적서 140

그림 2-라-53. 축상스프링 시제 141

그림 2-라-54. 축상스프링 시제 검사성적서[원문불량;p.122] 141

그림 2-라-55. 횡댐퍼 시제 142

그림 2-라-56. 횡댐퍼 검사성적서[원문불량;p.123] 142

그림 2-라-57. 센터피봇 시제[원문불량;p.123] 142

그림 2-라-58. 센터피봇 검사성적서[원문불량;p.123] 142

그림 2-라-59. 모노링크 시제 143

그림 2-라-60. 모노링크 검사성적서[원문불량;p.124] 143

그림 2-라-61. 횡버퍼 시제 143

그림 2-라-62. 횡버퍼 검사 성적서[원문불량;p.124] 143

그림 2-라-69. 차압밸브 시제 144

그림 2-라-63. 차압밸브... 144

그림 2-라-64. 레벨링밸브... 144

그림 2-라-65. 레벨링밸브 검사성적서 144

그림 2-라-66. 어스브러쉬... 144

그림 2-라-67. 어스브러쉬... 144

그림 2-라-68. 시제대차 조립 공정 147

그림 2-라-69. 능동조향 시제대차 조립체 147

그림 2-라-70. 시제대차 조립체 조립검사 149

그림 2-라-71. 능동조향 시제대차 조립체 검정확인서 151

그림 2-마-1. 횡압(외측) 응력집중게이지... 155

그림 2-마-2. 윤중 응력집중게이지 시험... 155

그림 2-마-3. 스트레인게이지 취부... 155

그림 2-마-4. 스트레인게이지 결선... 155

그림 2-마-5. 기존 수동대차 횡압측정용 윤축 형상 155

그림 2-마-6. measuring 윤축 횡압 교정... 156

그림 2-마-7. measuring 윤축 횡압 교정... 156

그림 2-마-8. 기존 수동대차 횡압측정용 윤축 시험성적서 157

그림 2-마-9. 센서부 시제 설계도면[원문불량;p.139] 158

그림 2-마-10. 구동부 시제 설계도면[원문불량;p.139] 158

그림 2-마-11. 제어부 시제 설계도면[원문불량;p.139] 158

그림 2-마-12. 후부 시제대차용... 158

그림 2-마-13. 능동조향시스템 시제 성능시험장치 159

그림 2-마-14. 후부 능동조향 시제대차 장착용 능동조향시스템 시제 시험성적서 161

그림 2-마-15. 능동조향대차 부수대차 162

그림 2-마-16. 능동조향대차...[원문불량;p.143] 162

그림 2-마-17. 후부 능동조향 시제대차 조립공정 163

그림 2-마-18. 후부대차용 능동조향 시제대차 조립체 163

그림 2-마-19. 후부대차용 능동조향 시제대차 조립체 조립검사 164

그림 2-마-20. 후부대차용 능동조향 서제대차 조립체 검정확인서 165

그림 2-마-21. 대차동특성시험기 구조[원문불량;p.148] 167

그림 2-마-22. 능동조향 시제대차 170

그림 2-마-23. 능동조향 시제대차 주행안정성 시험 170

그림 2-마-24. 능동조향 시제대차 주행안정성 시험성적서 175

그림 2-마-25. 윤축 조향각 측정 시험장치... 177

그림 2-마-26. 윤축 조향각 측정 센서 177

그림 2-마-27. 공차하중 적재 177

그림 2-마-28. 영차하중 적재 177

그림 2-마-29. 공차 하중조건하에서의 윤축 최대조향각 시험 결과 178

그림 2-마-30. 영차 하중조건하에서의 윤축 최대조향각 시험 결과 178

그림 2-바-1. 시운전 열차 편성 180

그림 2-바-2. 능동조향 시험차 구성 협조 공문 183

그림 2-바-3. 능동조향 시험차 구성 차량사업소 공정일정 184

그림 2-바-4. 능동조향 시험차 조성 185

그림 2-바-5. 능동조향 시험차 중수선 출장보고서 187

그림 2-바-6. 능동조향시험차 조성 완료 187

그림 2-바-7. 능동조향시험차 시운전열차 운행 공문 188

그림 2-바-8. 능동조향시험차 축상베어링 온도 측정 결과 189

그림 2-바-9. 능동조향 시험차 계측시스템 구성도 190

그림 2-바-10. 능동조향 시험차 계측시스템 배치도 190

그림 2-바-11. 능동조향차량 조향시스템 배선도 191

그림 2-바-12. 능동조향시험차 계측시스템 구성 192

그림 2-바-13. 능동조향차량 계측시스템 형상 193

그림 2-바-14. 능동조향제어기 모니터 형상 193

그림 2-바-15. 차륜 횡압 계측시스템 193

그림 2-바-16. 차륜 소음 계측시스템 194

그림 2-바-17. 차륜 monitoring 영상 측정 시스템 194

그림 2-바-18. Data acquisition system 194

그림 2-바-19. 능동조향시험차 시험선 주행안전성 시험결과 198

그림 2-바-20. 능동조향대차 주행안전성 시험성적서(1/2) 199

그림 2-바-21. 능동조향대차 주행안전성 시험성적서(2/2) 200

그림 2-바-22. 곡률반경 추출 결과 204

그림 2-바-23. 조향각 측정결과 205

그림 2-바-24. 목표조향각 대비 조향각 분석결과 205

그림 2-바-25. 차륜 횡압 시험결과 205

그림 2-바-26. 급곡선 통과 시 차륜횡압 저감(Tc : 기존차량, T1 : 능동조향차량) 205

그림 2-바-27. 급곡선구간 차륜 소음 시험데이터 206

그림 2-바-28. 능동조향대차 조향성능 시험성적서(1/2) 207

그림 2-바-29. 능동조향대차 조향성능 시험성적서(2/2) 208

그림 2-바-30. 능동조향대차 차륜소음 시험성적서(1/2) 209

그림 2-바-31. 능동조향대차 차륜소음 시험성적서(2/2) 210

그림 2-바-32. 능동조향 구동대차 실물 Mock-up 211

그림 2-바-33. 능동조향 구동대차 실물 Mock-up 최대조향각 시험결과 211

그림 2-사-1. 센서부 시제 213

그림 2-사-2. 조향 메커니즘 비교 214

그림 2-사-3. 능동조향제어 블록다이어그램[원문불량;p.195] 214

그림 2-사-4. 능동조향대차 적용 시험차 구성 215

그림 2-사-5. 2018 철도 10대기술 선정 216

그림 2-사-6. 2018년 신기술(NET) 인증 216

그림 4-가-1. 국내 노후 전동차 교체 수요 225

그림 4-가-2. 서울교통공사 1호선 대차구조 226

그림 4-가-3. 서울교통공사 2호선 대차구조 226

그림 4-가-4. 서울교통공사 3호선 대차구조 227

그림 4-가-5. 서울교통공사 4호선 대차구조 227

그림 4-가-6. 서울교통공사 5호선 대차구조 227

그림 4-가-7. 서울교통공사 6호선 대차구조 227

그림 4-가-8. 서울교통공사 7,8호선... 228

그림 4-가-9. 능동조향대차 구조 228

그림 4-나-1. 철도유관기관 대상 기술설명회 230

그림 4-다-1. 언론 홍보 실적 230

그림 4-다-2. 전시회 및 세미나 실적 231