디젤 기관차

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1. 개요2. 구조

2.1. 매연과 냄새2.2. 디젤 고속열차

3. 운용4. 한국철도공사의 디젤기관차5. 나무위키에 문서가 개설된 디젤기관차

5.1. 하이브리드 기관차

6. 관련 문서

1. 개요

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대한민국 한국철도공사 7300호대 디젤기관차	대한민국 한국철도공사 4400호대 디젤기관차
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일본 JR 큐슈 DF200형 디젤기관차	미국 유니온 퍼시픽 ES44AC 기관차

Diesel Locomotive

디젤기관을 동력장치로 사용하는 철도차량.

2. 구조

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디젤 전기식 기관차

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디젤 기계식 기관차

디젤 기관차는 두 종류로 분류할 수 있는데, 하나는 디젤 엔진 자체로 동력원을 얻어 움직이는 방식과 디젤 엔진으로 발전기를 돌려 전기를 생산하여, 전동기를 구동하는 디젤-전기 트랜스미션 방식 이렇게 두 가지로 나뉜다. 전자를 진짜 디젤 기관차라고 하지만, 세부적으로는 수동 변속기나 기계식 트랜스미션을 사용하는 디젤 기계식 기관차와 자동 변속기에서 사용되는 유체식 토크 컨버터를 사용하는 디젤 액압식(유압식) 기관차로 나뉜다. 엄밀하게는 디젤동차이긴 하지만 동차형 새마을호에서 이 방식을 사용했다. 반면 후자는 디젤 전기 기관차라고 하는데, 좀 더 정확하게 동력원과 구동방식을 구분해서 디젤 전기식 기관차라고 부르기도 한다. 또한 이 방법을 응용하여 디젤 엔진과 전차선 급전 방식을 둘 다 쓰는 기관차도 있다.[1] 자동차에서는 거의 쓰이지 않는 디젤-전기 트랜스미션 방식이 철도차량에서는 보편적인 방식인 이유는 철도차량용 디젤 엔진은 출력이 매우 커서 기계식 수동변속기를 사용하기 어렵기 때문이다.

디젤전기기관차는 하이브리드 형식은 아니다. 애초에 디젤기관과 전기모터는 둘다 토크가 높다는 유사한 장점을 가지기 때문에 하이브리드로 구성해봐야 이득이 없다. 직렬 하이브리드 엔진은 가솔린 기관의 최적의 연소만 유도해서 이끌어낸 동력으로 발전기를 돌려 대용량 배터리에 충전해둔 전기로 모터를 구동하는 것이고, 디젤전기기관차는 디젤기관의 구동력을 그대로 전기에너지로 변환하여 모터를 돌리면서 모터와 전기 회로를 토크컨버터과 변속기로 쓰는 것이다. 기동 시 엔진의 RPM 범위 또한 직렬 하이브리드와 다르게 유동적이다. 직렬 하이브리드는 모터의 출력과 관계 없이 엔진이 적정 RPM을 유지하며 작동하지만, 디젤-전기 트랜스미션은 같은 단수 내에서 고출력을 낼 때에는 엔진 RPM을 증가시켜야 한다. RPM이 올라가면 발전기의 유도 기전력이 상승하여 모터에 강한 힘이 걸리고 더 빠르게 돌아가는 구조이다. 또한 당연하게도 전기 배터리도 존재하지 않으며, 제동 또한 회생제동이 아닌 발전제동, 마찰제동만 사용한다.

현재 한국이나 미국에서 굴러가고 있는 거의 모든 디젤 기관차는 후자인 디젤 전기식 기관차이다. 소수의 디젤 기계식 및 액압식 기관차가 사설 화물노선에 입환용으로 존재한다. 한국철도공사 소유 기관차로 한정하면 디젤 기계식이나 유압식 기관차는 입환기로 사용되었던 9100호대 디젤기관차가 딱 2대 있었다. 반면 일본의 경우 대다수의 디젤 기관차가 크랭크축의 회전력 자체를 동력원으로 쓰는 기관차이다.

디젤 엔진의 특성 상, 정차하고 있을 때는 물론이고, 특히 달릴 때의 소리가 무지하게 크다.[2] 그러나 디젤 엔진의 소리는 에너지가 큰 대신 멀리까지 가지 못하는 단파의 속성을 갖기 때문에 멀리서 디젤 기관차가 지나가는 소리를 들으면 그냥 평범한 소리다. 또한 엔진 기술의 발달로 신형 디젤 기관차인 유럽식 7600호대 기관차는 KTX나 전기 기관차 수준까진 아니라도, 과거에 도입된 미국식 7100호대~7400호대 기관차에 비해서는 엄청나게 조용해졌다. 조금 과장해서 표현하자면, 전차에 들어갈만한 디젤 엔진 소리에서 승용차에 들어가는 디젤 엔진 수준으로 소음이 확 줄었다.

2.1. 매연과 냄새

디젤 기관을 사용하는 열차 특성상 운행을 위해서는 기름이 반드시 필요하다. 이때문에 디젤 기관차는 운행시 상당한 양의 매연을 내뿜게 된다. EMD-GT26CW 기관차 기준으로 연료탱크 용량은 9800L이고 경부선을 완주 시 1500L가 소모된다. 이처럼 한번 운행할때 엄청난 매연을 내뿜으며 심각한 환경 오염을 유발한다. 가끔씩 철도를 이용하다 보면 디젤기관차가 통과하거나 정차했다 간 자리에서 주유소 비슷한 냄새를 맡아볼수 있는데 이때 이 냄새가 기관차에서 나온 매연 냄새이다.

다만 디젤 기관차 자체는 매우 친환경적인 교통수단으로 평가된다. 워낙 많은 양을 싣다보니까 일반적인 디젤 자동차 또는 휘발유 자동차보다 화물 운송당 탄소 배출량이 월등히 적기 때문이다. 이는 일반 승용차보다 매연이 훨씬 많이 나오는 버스, 디젤로 추진되는 초대형 화물선들이 내연 기관으로 추진되는 소형 이동 수단들 보다 훨씬 친환경으로 평가되는 이유다.

2.2. 디젤 고속열차

러시아 TEP-80[3]

디젤기관 특성 상 높은 토크로 무거운 무게를 끄는 화물열차로 사용된다. 그러나 시속 200km가 넘는 고속열차도 드물지만 있다.

보통 영국이나 러시아에서 사용되었는데, 영국의 InterCity 125의 영국철도 43형 2세대는 운영속도가 200km였고 1973년 테스트에서 238km/h를 달성해 세계기록을 세웠다.

그러나 디젤 특성상 고속열차로는 비효율적이라 현재는 러시아는 디젤 고속열차를 퇴역시키고 전기 고속열차로 전환했다. 영국 역시 퇴역 추세이다.

3. 운용

디젤 기관차 대국은 당연히 미국. 디젤 기관차 하나로도 모자라서 여객에도 디젤 중련, 화물엔 기관차를 서너대씩 붙여서 운행 중이다. 심지어 동력거점식에 사용하는 운전실이 없는 중련 전용 기관차까지도 있다. 한국철도도 초창기에는 미국물을 많이 먹었고 전철화할 돈도 없었던 시절인지라 전철화보다는 디젤차 신규 도입에 열을 올린 적이 있었으나, 1990년대 후반부터는 일본 및 유럽 물을 먹으면서 비중을 줄이는 중. 또 다른 이유로는 전쟁 상황 대비의 목적도 있었다.[4] 전기 철도는 전선만 끊어먹으면 운행 중지니까 전선이 어떻든 선로만 있으면 달릴 수 있는 디젤 열차를 중시한 경향이 있었던 것. 물론 지금은 디젤 굴리는 비용도 비싸지고 환경 문제도 있고 한 까닭에 한국철도도 전기 열차를 중시하게 되었다.

최근 들어 한국철도공사에서 전기 기관차 신규 도입 및 디젤 기관차 폐차가 진행 중이라 디젤 기관차 비중이 점점 줄어들고 있지만 석유가 고갈되지 않는 이상 완전히 사라질 일은 없다.[5] 비전철화구간의 운행, 단전 대비[6], 전시상황에서의 운용, 구원운전용 및 유사시를 대비하여 반드시 몇 편성 이상을 구비해야만 하기 때문이다. 전기 기관차를 포함한 모든 전기로 가는 철도차량들은 단전이 되는 순간 곧바로 고철 덩어리가 되어버리는데, 이 녀석들을 차량기지나 인근 역으로 옮기는 것을 디젤 기관차가 해야 한다. 하지만 철도 업계에서는 지구 온난화 문제와 친환경 열풍을 의식하면서 이들을 대체할 철도차량도 연구를 하고있는데, 수소 열차가 바로 그것으로, 한국형 수소 열차가 개발이 완료되면 이들 역시 대체될 가능성이 있어서 한국에서도 이제는 디젤 기관차의 미래가 예전처럼 밝지만은 않게 되긴 했다. 하지만 현재까지는 수소는 별도의 생산시설과 특수한 보관시설이 필요하기 때문에 시설수리 및 전시대비용으로 기름만 넣으면 돌아가는 특성상 원자력 열차라도 나오면 모를까 비상용 열차로서는 상당히 오랜기간 남아있게 될 것이다.[7]

그러나 디젤기관차를 비상용 위주로 도입하는 것도 비효율적이기에[8] 유럽을 본받아 전기기관차와 디젤기관차 양쪽으로 운용할 수 있는 듀얼 모드 기관차를 도입해야 한다는 의견도 가끔 나윤다.

4400호대, 7600호대 기관차를 제외하면 노후화된 차량이 대부분이기 때문에 운행 중 고장이 나서 중간에 멈추는 일이 의외로 많이 발생한다.

4. 한국철도공사의 디젤기관차

현재 코레일의 모든 디젤기관차는 디젤 엔진으로 발전기를 돌려 그 전력으로 견인전동기를 구동하는 형태인 디젤전기기관차만 있다. 순수 디젤기관차(9100호대)는 KTX 개통 이전에 모두 폐차되었고 동차 쪽에서는 CDC, RDC가 순수 디젤동차다. 동력집중식 동차까지 포함하면 새마을호 PP 차량으로 불리던 DHC의 앞과 뒤 동력차가 바로 한국에서 정규운행을 했던 유일한 순수 기계식 디젤기관차라고 볼 수 있다. 물론 DHC, CDC, RDC 모두 순수 디젤형 중에서 정확하게는 디젤 액압식에 해당한다.

공사 내 용어 개편으로 '디젤 전기 기관차'라는 용어가 사라졌기 때문에 기계식이든 전기식이든 디젤엔진으로 구동하는 건 모두 '디젤기관차'로 칭한다.

5. 나무위키에 문서가 개설된 디젤기관차

EMD 철도차량 목록
{{{#!wiki style="margin: 0 -10px -1px" {{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ] {{{#!wiki style="margin: -6px -1px -11px"	미국 내수용 기관차
유선형 실험용 기관차
M-1000n units		CB&Q 9900 units		B&O 50	ATSF units
BM-MEC 6000		EMC 511/512		IC 121	SAL 2027/2028
LWT12
스위쳐
Pre-SC		Model 90		T	SC
SW		NCn units		NWn units	TRn units
SWn units		SW 600		SW 900	SW 1000/1001
SW 1n00 units		SW 1504		MP15 units	RS 1325
GMD1				DH2
E/F 형 기관차
TA		En units		AA/AB6	FT
Fn units				FPn units/FL9
산업용 기관차
Model 40			DH1		GMDH-n units
4축 로드 스위쳐
BLn units		BL20-2		GPn units	GP1n units
GP2n units		GP3n units		GP4n units	GP5n units
GP6n units			GP22ECO		GP20CECO
6축 로드 스위쳐
SD7		SD9		SD18	SD24
SD28		SDP28		SD35	SDP35
SD38 units		SDP38		SD38-2	SD39
SD40		SD40X		SD40A	SDP40
SD40-2 units		SD40T-2		SD45	SD45X
SDP45		SD45-2		SD45T-2	SD50 units
SD60 units		SD70 units		SD75 units	SD80MAC
SD89MAC		SD90MAC		FP45	F40PH units
F45		SDP40F		F40C	F59PH units
SD40-2F		SD50F/60F		F69PHAC	DE30AC
DM30AC		F125		SD70AC units	SD70ACe-T4
SD22/32ECO				SD30CECO
8축 로드 스위쳐
DD35			DD35A		DDA40X
군사용 기관차
MRS-1
전기 기관차
SW1200MG		GM units		GF6C	AEM-7
해외 수출용 기관차
4축 로드 스위쳐
B12		G6B		G8 units	G12
GT18B-M		G22 units		NF110		NF210
G22W units			JL8		JL18
6축 로드 스위쳐
G16		GT18LC-2		G26	GT22C units
GT22CUM units		GT22HW		GT22LC	GT26CW units
GT26MC		GT26HCW		FT36HCW	GT46 units
JT22CW units		JT26CW units		JT42 units	JT56ACe
SDP units		SDL units		SD38-2TC	GPL15T
DDM45		GT42AC		GT38ACe/ACL	JT42CWRM
생산중인 차량은 굵은 글자로, 단종 차량은 얇은 글자로 표기 숫자와 알파벳이 다른 차량은 units으로 통일, 숫자만 다른 차량은 n으로 통일

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5.1. 하이브리드 기관차

봄바디어 ALP-45DP (듀얼 모드 차량)
HD300형 하이브리드 기관차
지멘스 벡트론 (듀얼 모드 차량)
슈타들러 레일 (Eurodual) (듀얼 모드 차량)

6. 관련 문서

[1] 대표적으로 GE 제네시스 시리즈와 봄바디어 ALP-45DP가 있고 그 자동차 버전으로 쉐보레 볼트를 위시한 주행거리 연장 전기차가 있다.[2] 당장 자동차도 가솔린 차량과 디젤 차량은 진동과 소음이 차원이 다를 정도로 차이가 많이 난다.[3] 러시아 TEP-80은 1993년 실험에서 271km/h를 달성해 종전 최고 기록을 갱신한다.[4] 현재 한반도는 휴전 즉, 전쟁이 아직 완벽하게 끝나지 않은 상황이다. 이 때문에 대한민국은 일정 수 이상 디젤기관차를 보유하고 있도록 법으로 지정되어 있다. 단전 문제도 있지만 북한은 직류 3000V 전철화가 되어 있어 국내 전기철도차량 운행이 불가능하다.[5] 戰時·재난 대비용 디젤기관차 부족… 낡으면 폐차하는데 구입은 안 해[6] 야간에도 시멘트 등 화물열차 수송이 많은 중앙선, 영동선, 태백선을 제외한 모든 노선의 전차선은 새벽 1~5시에 전력 공급이 중단되기 때문에 해당 시간을 포함하여 운행하는 열차에는 전기 기관차가 운행하지 않는다.[7] 가스 터빈 기관차도 존재하지만 연비특성상 회피하는 경향이 있고 전기 기관차와 함께 디젤 기관차를 비 전철화 구간 및 비상 용도 등으로 주요하게 사용하는 이유이다. 또한 수소 기관차도 등장한다면 디젤과 함께 더욱 사용범위를 축소할 예정인 점에서도 사용 사례를 축소하는 이유이다. 가스터빈 기관차 항목 참조[8] 운용을 전혀 안 하더라도 유지보수는 어느 정도 필요하다.