궤간가변

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1 개요

오래전부터 철도가 발달해온 유럽에서는 국가별로 협궤, 표준궤, 광궤가 노선상에 혼재되어 있다. 이 때문에 궤간이 다른 지점에 도달할 경우 여정을 계속하기 위해 환승을 해야 하는데, 이런 번거로움을 줄이기 위해 쓰는 방법 중 철도차량 측에서 대응하는 방법이다. 반대로 선로 측에서 대응하는 방법도 있다. 듀얼게이지 참조.

철도차량의 바퀴 부분과 동력 전달 장치가 좌우로 시프트(shift) 될 수 있도록 설계되어 서로 다른 궤간을 가진 선로에서도 다닐 수 있도록 해주는 하는 시스템을 말한다. 대차의 수명이 그리 길지 않은 것이 단점. 고속 철도에서 이 방식을 절찬리에 사용하는 스페인 기준으로는 12량 고속 열차를 광궤에서 표준궤로 변환하는 데 약 50초면 충분하다. 일본 기준으로 현재의 기술력으로 8량 전철을 협궤에서 표준궤로 변환하는 데 약 5분이 소요된다고 한다.

스페인에서는 AVE 고속철도 차량에 이 기술을 적용하여 쓰고 있다. 스페인의 재래선 철도는 1668mm 광궤로 이루어져 있기 때문에, 재래선과 고속선을 오가는 열차는 이 두 궤간을 동시에 지원해야 한다. 일본에서는 JR 시코쿠와 JR 큐슈가 신칸센 차량에 적용하기 위해 도입을 준비하고 있다.

한편, 2014년 3월 29일에 국내 철도 연구진에 의해 궤간 가변 대차를 개발하면서 이 부분에 대해 연구가 한창 진행 중에 있다. 대체 얼마나 공돌이를 갈아넣은거야

2 차량 주축의 구성

궤간가변을 위해서 차량의 주축 길이는 변경될 수 있는 건 아니고, 주축이 이중으로 되어있는 경우와 주축은 하나인데 차륜은 슬립링 위에서 구동되는 형식이 있으나 대개 비슷한 구성을 가진다.

• 가변용 보이
• 가변용 주축(2개일수도 있음)
• 가변용 트랜스미션 시스템(통째로 움직이는 경우와 트랜스미션과 주축간의 연결이 유연한 형식이 있음)
• 강제 시프트를 위한 에어, 혹은 유압 실린더
• 필요에 따라 슬립링이랑 베어링 추가.

3 어떻게 가변하는가

3.1 자동 궤간 변경

1. 궤간이 변경되는 곳에 궤간가변을 위한 Gauge Changer 선로를 설치한다. 냉각과 윤활을 위한 정제수를 분사할 수 있는 냉각수 공급 시스템이 포함되어야 한다.
2. 궤간가변이 가능한 열차가 진입하면 일단 물부터 뿌린다.
3. 진입 방향의 걸쇠에 의해 보이의 잠금이 풀린다. 일부 회사는 락을 걸지 않는 제품을 만든다.
4. 열차가 진입함에 따라, 보이의 슬롯과 Adjustment 레일이 결합된다. 일부 제품은 이 레일에 열차를 공중부양시킨다.
5. 열차가 진행함에 따라 조정 레일의 이동에 의해 보이 간극이 조절되고, 조정 레일에 의해 차륜이 강제로 밀린다. 차륜 아래에도 레일이 있어 무게를 받치지만, 이 힘으로 차륜이 시프트되지 않기 때문에 강제로 밀어내기 위한 다른 레일이 있다. 보면 차륜이 얹어지는 레일 사이로 양쪽에 엄청나게 단단해 보이는 초경으로 된 레일이 딱 달라붙어 있다.
6. 열차가 진행함에 따라, 진출 방향의 걸쇠에 의해 보이가 잠긴다.
7. 열차는 그대로 지나간다.

고속선 쪽에서 자동 궤간 변경 시스템을 가장 활발하게 사용하는 곳은 스페인이고, 재래선 쪽은 폴란드이다. 유럽 지도를 펼쳐 놓고 보면 폴란드 동쪽 국경은 러시아, 리투아니아, 벨라루스, 우크라이나에 접해 있는 것을 볼 수 있는데 이 나라 모두 1524mm 광궤를 사용한다.

3.2 수동 궤간 변경

1. 열차를 궤간 변경기에 집어넣는다.
2. 궤간 변경을 위해 엔지니어가 궤간 변경기를 작동한다.
3. 궤간 변경기가 차체를 모두 들어 올린다.
4. 궤간 변경기가 차륜을 잡고 밀어버리거나 당긴다.
5. 궤간 변경기가 차체를 내린다.
6. 열차가 출발한다.

가장 전통적인 방식이다. 특히 러시아 광궤를 쓰는 구소련권(+몽골, 핀란드)에서 표준궤를 쓰는 인접 국가로 넘어가는 지점에서는 육로로 국경을 넘든 철도 페리를 타든 대부분 이 방법이 사용되고 있다.