차륜

차륜(Wheel)은 차축에 끼워져 차체의 하중을 지탱해가면서 회전하는 바퀴를 말한다. 차량 바퀴 또는 자동차 바퀴라고 한다.

개요

차륜은 회전을 목적으로 축에 장착한 둥근 테 모양의 물체이다. 차륜의 직접적으로 레일과 접촉하는 부분으로 마모를 적게 하기 위해 일정한 경사를 갖고 있다. 일반적인 철도 차량의 차륜의 지름은 약 800mm에서 1,200mm가 사용되고 있다. 종래의 차륜은 재료의 경제성 이유로 강제윤심에 강제 타이어를 끼워 넣어 조립한 구조였다. 주행에 의해 차륜이 마모되어서 차륜 지름이 작아진 경우, 타이어 부분만 교환하는 것이 재료 측면에서 합리적이라 생각했다. 그러나 최근의 차량은 기관차를 포함하여 타이어 부분과 윤심을 일체로 한 일체차륜이 주로 사용되고 있다. 일체차륜으로 이행하게 된 이유는 타이어식 제륜자 제동 등에 의한 타이어의 이완과 손상을 피할 수 없고, 열차의 속도를 향상함으로 인하여 사용조건이 더욱 가혹하게 되었을 뿐만 아니라 교환 비용이 경제적으로도 큰 차이가 없기 때문이다. 타이어와 일체차륜의 재질은 충분한 답면 강도, 마찰 강도와 내마모성 등이 필요하기 때문에, 오랫동안에 걸쳐 연구와 사용 실적에 의해 고탄소강이 사용되어, 롤 압연에 의해 제조되고 있다.

종류

• 제진차륜: 차륜에서 발생하는 소음을 억제하기 위해 제진재를 차륜의 림 등에 부착하여 차륜의 진동을 억제하는 구조로 한 차륜이다.
• 독립차륜: 보통의 차륜은 차축에 끼워져 좌우의 차륜이 동일하게 회전하지만, 독립차륜에서는 좌우 차륜이 별도로 회전한다.
• 일체차륜: 최근의 차량은 바퀴 중심과 바퀴가 일체인 일체차륜으로 되어, 교환은 전체를 교체하는 방식이 채용되고 있다.
• 압연차륜: 단조와 압연으로서 제조되는 철도 차량용의 윤심과 타이어를 일체로 한 형태의 차륜이다.
• 파타차륜: 압연 차륜의 디스크 부를 방사상으로 파타한 형상의 차륜이다.

차륜 배치

기관차에 있어서 차륜 배치는 각각의 차륜이 어떤 형태로, 어떤 종류가, 어떻게 배치되어 있는지를 의미한다. 표현하는 표현법은 국가에 따라서 여러 가지 존재하며, 특히 일부 국가의 경우 전기 기관차 및 디젤 기관차의 차륜 배치를 설명하는 방식과 증기 기관차의 차륜 배치를 설명하는 방식을 따로 구분하여 표현하기도 한다. 미국 및 영국에서는 화이트식 표기가 증기 기관차 종류를 표현하는 데 일상적으로 사용된다. 특히 영국에서는 UIC 분류를 단순화한 방식으로 디젤 기관차와 전기 기관차를 표현하고 있다. 반면 미국은 ARR 차륜 배치 표기법을 디젤 기관차와 전기 기관차에 대해서 사용하고 있다. 영국을 제외한 유럽계 대륙 국가들은, UIC 분류를 광범위하게 적용하며, 여기에 약간의 예외들이 존재하는 정도이다. 프랑스의 경우 독특한 방식의 차륜 배치 표기법을 적용하고 있다. 이러한 차륜 배치는 과거 증기 기관차 시절에는 기관차의 중요한 특성이라 할 수 있었다. 차륜 배치의 상이함은 투입 가능한 선구의 종류, 기술적 배경, 기관차의 성능과 용도를 결정짓는 중요한 척도였기 때문이다. 그러나 현재의 기관차들은 이러한 특성이 단순화되어 있으며, 대개 전 차륜이 구동 가능한 방식을 취하기 때문에 차륜 배치를 구분하는 실익이 적고, 반대로 해당 차량의 축 숫자가 더 중요하게 다루어지고 있다. 대한민국에서 차륜 배치 표기하는 방식은 특별히 어느 표준을 따라 한다는 명시적인 것은 없다. 다만, 관습적으로 미국식의 표기 방식을 따라 표시하는 것이다. 증기 기관차의 표기에서는 화이트식 표기를 그대로 준수하고 있으나, 탱크형 기관차를 표기하는 접미사 T 등, 각종 접미사는 전혀 사용하지 않는 것이 특징이다. 차륜 배치를 부르는 경우에 미국의 현업에서처럼 명칭을 붙여 부르기도 한다. 미국의 명칭을 바탕으로 앞쪽의 두 어절을 따는 식으로 명명하는 예가 많다.

차륜 배치 표기법

UIC 표기법

UIC 표기법은 특수한 체계를 적용하고 있는 영국과, 좀 더 단순화된 AAR 차륜 배치 표기를 쓰는 미국의 경우를 제외한 대부분의 지역에서 공통으로 널리 사용되고 있는 분류 체계이다. 화이트 식 표기법보다 좀 더 융통성이 있으며, 기관차 형식을 추론에 의지하지 않고 정확히 묘사할 수 있다. 과거의 표기법에서 표기할 수 없는 기관차를 이 UIC 분류로는 표기하는 것이 가능하다. UIC 표기법은 대개 디젤 기관차나 전기 기관차를 묘사하는 데 더더욱 적합하다. 분류 방식에서, 화이트 식 표기법이 차륜의 개수를 세는 데 비해서, UIC 분류는 비공식적으로 차축을 세어 분류하는 것이 원칙이다.

ARR 표기법

AAR 표기법은 기관차 또는 동차의 차륜 배치를 표현하기 위한 방법론으로, 미국 철도 협회에 의해 개발된 방식이다. AAR 표기법은 기본적으로 유럽의 UIC 표기법을 단순화한 방식이다. 이 표기 방식은 북아메리카에서 디젤 기관차 내지 전기 기관차의 구조를 서술할 때 널리 사용된다. 단, 증기 기관차의 표기에 대해서는 사용하지 않으며, 대신 화이트 식 표기를 사용하여 표시한다. 이 방법은 차륜 대신에 차축을 센다. 알파벳 글자는 동력축의 개수를 의미하며, 숫자는 동력이 공급되지 않는 축을 의미한다. 즉, A는 하나의 동력축을, B는 나란히 배치된 두 개의 동력축을, C는 나란히 배치된 3개의 동력축을 나타낸다. 숫자 1은 하나의 부수차축을, 2는 나란히 배치된 두 개의 부수차축을 의미한다. 여기에서 하이픈(-)은 이들이 대차 내지는 차륜군으로 분리되어 있음을 의미하며, 플러스(+)는 연접 구조 또는 영구결합 구조를 의미한다.

화이트 식 표기법

화이트 식 표기법은 프레드릭 미드번 화이트(Frederik Methvan Whyte)가 고안하여 20세기 초반에 사용되었던 증기 기관차를 각각의 차륜 배치에 따라 분류하기 위해 고안된 표기법이다. 화이트 식 표기법은 전륜 숫자, 동륜 숫자, 후륜 숫자를 세고, 이를 각각 하이픈으로 구분하여 나타낸다. 이는 각각의 축을 세는 다른 방식과 구분된다. 국내에서는 증기 기관차에 대해서만 화이트 식 표기법을 적용하며, 디젤 또는 전기 기관차나, 단동차에 대해서는 적용하지 않는다. 이는 차량의 명명을 위한 것이 아닌, 해당 차량의 특성을 나타내기 위한 방식이며, 명칭 부여는 미국식을 기초로 한 고유의 방식을 사용하였다.

참고자료

• 〈차륜〉, 《네이버 지식백과》
• 〈제진차륜〉, 《네이버 지식백과》
• 〈독립차륜〉, 《네이버 지식백과》
• 〈일체차륜〉, 《네이버 지식백과》
• 〈압연차륜〉, 《네이버 지식백과》
• 〈파타차륜〉, 《네이버 지식백과》
• 〈차륜 배치〉, 《위키백과》
• 〈UIC 분류〉, 《위키백과》
• 〈AAR 차륜 배치 표기〉, 《위키백과》
• 〈화이트식 표기〉, 《위키백과》
• 샬롬엔지니어링, 〈차륜〉, 《네이버블로그》, 2010-07-01

같이 보기

• 차량
• 바퀴
• 차축
• 고무

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