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한국의
RDC 디젤동차(퇴역) 전통적인 디젤 액압식 동차의 모습이다. |
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일본의
HC 85계 동차 고효율로 에너지 절약 효과가 있는 디젤 전기식 동차이다. |
Diesel Multiple Unit. DMU
1. 개요
디젤( 경유)을 동력원으로 움직이는 동차 철도차량을 말한다.기관차 견인이 주가 되는 대한민국에서는 DHC 새마을호 동차나 RDC, CDC 정도밖에 없지만 동차가 주로 있는 일본에서는 1960년대만 하더라도 주요 간선만 전철화되었기 때문에 나머지 노선들은 어쩔 수 없이 디젤동차를 사용할 수밖에 없었다.
대한민국에서는 여러 종류의 디젤동차가 있었으나 2023년 12월 17일 RDC와 CDC를 마지막으로 전량 퇴역했다. RDC는 당초 2021년 퇴역할 예정이었으나, 다원시스제 ITX-마음 납기 지연으로 인한 객차 부족 사태로 일시적으로 미뤄졌다.
2. 주요 매커니즘
디젤동차의 기원은 휘발유에 기원을 두고 있는 가솔린동차에 있다. 더 거슬러 올라가면 자동차에서 시작한다. 토크컨버터 자동변속기 체계가 도입되기 이전에는 수동변속기에 의지했어야 했다. 그 시절에는 파워트레인 구조가 버스/트럭과 거의 차이가 없었으며, 버스와 열차의 차이가 핸들이 있고 없고의 차이 정도여서 열차 주제에 변속 레버가 존재하는 경우도 있다. 1930년대의 독일, 스위스, 일본의 레일버스 같은 물건들은 거의 상용차용 동기치합식 수동변속기에 기반했다(..). 이러한 동차 안에는 클러치 페달이 있는 건 당연지사. 더군다나 당시의 기술적 한계로 총괄제어 같은 것을 구현하기 어렵다 보니 여러 대의 차량이 병결운전이라도 하게 되는 경우에는 연결기 하단부에 위치한 총괄제어용 시프팅 로드와 와이어를 각 차량마다 연결하여 클러치와 기어를 기계식으로 동기화 하여 총괄제어를 구현하거나, 그마저도 불가능한 차량의 경우는 운전실마다 기관사가 경적 혹은 무전으로 타이밍을 맞춰가며 일제히 클러치와 변속 레버를 조작하는 곡예수준의 운행도 있었다고 한다.토크컨버터의 도입 이후로 자동변속이 가능해지면서 그제서야 철도 기관사들은 클러치 페달과 변속 핸들에서 해방되었으며, 그만큼 열차 운전하는 것도 더 쉬워지게 되었다. 요즘 디젤동차 구조에서 액압식 자동변속기, 유체식 자동변속기, 액체식 자동변속기라고 언급되는 물건들은 대부분 토크컨버터가 들어간 자동변속기를 의미한다.
엔진의 경우, 차체 하단에 파워트레인이 들어가는 차량은 대부분 직렬 6기통 ,V형 8기통 이 주로 사용되며 특성상 300~600마력급 트럭, 버스, 소형 발전기용 엔진과 모델을 공유하는 경우가 많다. 이 경우, 공간활용과 소음과 진동을 줄이기 위해 엔진의 배열이 땅과 수평으로 눕혀있는 방식으로 되어 있다.
한국철도공사의 DHC 디젤동차나, DEC 디젤동차, 영국의 HST와 같이 고성능을 요구하는 경우엔 차체 위에 "동력실" 내지 "엔진실" 등의 별도의 공간을 두어, 10기통 이상의 대형엔진을 탑재하기도 하며, 아래에서 후술할 디젤-전기식 동차를 만들기 용이하게 하기도 한다.[1]
디젤동차의 구동방식에는 위의 토크컨버터를 사용한 액압식 동차도 있지만 디젤엔진을 이용해 발전기를 돌려서 생산한 전기로 대차의 모터를 돌려 운행하는 디젤 전기식 동차도 있다. 옛날에는 상대적으로 무거운 중량과 제한된 공간에 엔진과 모터를 대차의 하부공간에 집어넣어야 한다는 단점 때문에 고성능의 디젤 전기식 동차가 드물었다. 그러나 요즘은 유도전동기나 VVVF기술의 발전으로 200km/h급의 준고속열차나 차체 위에 엔진과 전장품을 올리는 저상형 동차전기식 구동에도 디젤 전기식 동차를 사용하는 사례가 늘어나고 있다.
이탈리아 FS의 ALn668형 기동차, 혹은 덴마크 DSB의 IC3 고속 기동차 처럼, 토크컨버터식 자동변속기 대신 AMT를 채택한 디젤동차 역시 존재하나, 철도차량의 특성상, 토크컨버터식 자동변속기에 밀려 주력으로 사용되는 경우는 많지 않다.
3. 한국의 디젤동차
한국 디젤동차의 실질적인 시작은 1961년 12월부터 도입한 DC 디젤동차이다.[2] 니가타 철공소, 가와사키 차량, 일본차량제조에서 제작된 이 동차는 서울 - 부산 경부선 구간을 자그마치 18시간에 걸쳐 운행한 동차이다.이 디젤동차는 당시로써는 최신형 디젤동차였던 일본 국철의 키하 52계 0번대[3] 차량을 기반으로 만들었기 때문에 국내 최초로 세미 모노코크 차체를 적용하여[4], 실제로 키하 52-125형, 키하 17형은 본 차량들이 조상격이며 외형은 매우 닯아 있다. 중량도 줄이면서 차체가 옆면 창문 주변에 돌출된 부분이 없이 깔끔하게 처리되었다.[5] 또한 국내 최초로 스윙볼스터 경량대차[6]를 적용하는 등 여러모로 국내 철도차량 현대화에 첫 단추를 끼운 차량이었다. 그 외에 180마력급 직렬 8기통 DMH17H 엔진을 한 량당 2개씩 장착하여 각 량 360마력이라는 당시로써는 꽤나 우수한 성능을 자랑하기도 했다.
물론 당시의 정비수준으로 이런 디젤동차를 제대로 유지할 수가 없어서 디젤 기관차 + 객차 조합보다 소음이 더 심각한 이유 등으로 한동안 디젤동차 양산 계획은 없었다가 1979년에 대우중공업에 의하여 DEC, 1980년대에는 DHC와 NDC등을 다시 생산하게 된다. 생산 재개의 이유는 당시 한국 철도의 거의 대부분이 비전철구간인 데다가[7] 더욱이 1980년대부터 급속도로 증기 기관차들의 종운과 폐차 등의 차적 정리를 하게 되면서 그만큼 차량의 수요가 늘었기 때문이었다. [8]
2000년대에 접어들면서 EEC는 부품 조달 등의 여러가지 문제로 내구연한을 채우지 못하고 운행을 중단하였기 때문에 2009년에 들여온 누리로이전에는 거의 10여 년간 코레일의 여객철도에선 전동차를 볼 수가 없었다. 더욱이 1990년대 말에 CDC를 신조하면서 여객철도는 오로지 디젤동차만이 존재하였다고 볼 수 있으나 유가 상승과 매연 문제로 인하여 전동차로 신차를 발주하면서 더 이상 새로운 디젤동차를 보기 어려워지는듯 했다.
그런데 KTX 도입 이후로 코레일이 동차편성에 주목하기 시작했다. 일반 객차보다 중검수가 어렵지만 매일 관리가 편하고 전차대가 필요없이 의자 돌리고 청소만 한 후 퀵턴이 가능하다는 특징 때문에 운용 효율성이 매우 좋다는 것을 깨닫고는 통근열차의 운행구간이 줄어들면서 잉여가 된 CDC 디젤동차를 RDC 디젤동차로 개조하고 무궁화호 등급으로 승격시키는 일도 있었다. 그래서 RDC가 폐차되는 2016년 이후에 지방 비전철 선로에 신조 디젤동차를 투입할 가능성도 없지 않아 보였지만, 2019년 6월 10일 국회에서 수소 열차 관련 토론회에서 수소열차를 이용해서 구식 디젤기관차 및 디젤동차를 대체하자는 의견이 나오고 같은 날 현대자동차와 현대로템 측은 수소 열차 개발 관련 MOU를 정식으로 체결한지라 RDC 디젤동차가 퇴역하는 시점 이후에 수소열차로 도입할 것으로 보인다.
국회 국토교통위원회 김병욱 의원(더불어민주당, 분당을)이 코레일로부터 받은 자료에 따르면 현재 한국 철도에서 운용중인 디젤기관차 220량 중 기대수명 25년을 넘은 차량은 51량이며 118량은 조만간 25년을 넘어간다. 디젤동차는 총 109량 보유하고 있는데, 차령(車齡) 모두 기대수명 20년을 넘어갔다. 사실상 모든 차량이 노후화된 상태라는 뜻이다. 이에 따라 코레일은 오는 2023년부터 2025년까지 디젤기관차 59량, 디젤동차 44량을 순차적으로 폐차시킨다. 특히, 디젤동차는 최근 잔존수명이 1-2년에 불과하다는 정밀안전진단 결과가 나온 것으로 알려졌다. 사실상 모든 열차가 폐차되는 셈이다. #
즉 한국 철도에서는 RDC 디젤동차와 CDC 디젤동차를 끝으로, 1961년부터 이어져온 한국의 디젤동차 역사는 막을 내렸다.[9][10]
4. 세계의 디젤동차
영국의 경우 디젤 동차의 천국이라 해도 과언이 아니다. 사우스웨스트 잉글랜드와 웨일스 지역은 전철화가 되어 있지 않아 디젤 동차를 따로 편성하고 있으며,[11] 주요 간선에서도 디젤 동차를 간간이 굴리고 있고 [12] 런던 오버그라운드의 일부 편성에도 디젤 동차가 있어 아주 많이 볼 수 있다.하지만 디젤 동차 때문에 영국 철도에 엄청난 위기가 찾아온 적도 있는데 유가 상승으로 초기 TGV도 가스터빈 엔진에서 전차선 공급 전기동력 방식으로 바뀌었는데도 불구하고 영국은 계속 디젤동차를 쓰다가 영국국유철도가 폭삭 망해버리게 된 계기를 제공하기도 했다.
도이치반의 1량짜리 디젤동차. (코라디아 LINT 계열) ( 실운행 모습)
독일의 경우 디젤 동차 중에서는 제일 빠른[13] ICE TD가 운행했던 적이 있었고, 일부 RE 열차를 디젤 열차로 편성하여 운행 중에 있다. 주로 전차선이 없는 비전철화 노선을 달리기 위해 차량을 투입하지만 차돌리기가 아주 심한 독일 철도 환경 특성상 전차선이 설치되어 있는 구간에서도 디젤 동차를 굴리기도 한다. 일부 지역에서는 수소연료전지 또는 배터리 구동 동차로 대체하려는 계획이 있다.
덴마크도 한동안은 디젤 동차의 천국이었다. 독일-덴마크-스웨덴을 잇는 주 간선과 코펜하겐 인근 지역을 제외하면 전철화율이 낮았기 때문에 디젤 동차가 주간선을 뛰고 있다. 그러나 2000년대 후반 안살도브레다에 발주한 간선용 디젤 동차 IC4 도입이 지연되고, IC4 자체도 안정화가 되기까지 너무 오랜 시간이 걸렸다. 그렇다고 IC4를 조기에 폐차시키자니 덴마크 국철이 파산해 버릴 수도 있었다. 결국 IC4는 간선용으로는 기대 수명보다 훨씬 짧게 사용되고 덴마크 철도망의 전철화를 진행하기로 노선을 변경했다.
일본에서는 '기동차(気動車/きどうしゃ)'라고 부르며(가솔린동차를 포함한다), 차종 이름이 대체로 '키하'로 시작하는 특징이 있다. ( 그린샤 챠량은 '키로') 세이칸 터널 구간에서는 화재위험성 때문에 디젤동차가 운행하지 않으며, 운행하더라도 연료를 모두 빼고 들어간다. JR 홋카이도와 JR 시코쿠는 전철화가 미진하여 전동차 대신 수많은 디젤동차가 활약하고 있다. 일본의 디젤동차는 선로 조건의 열악함으로 인해 상대적으로 가벼운 액압식 디젤동차가 절대다수이며 디젤전기식은 2010년대에서부터야 본격적인 도입이 이뤄지고 있다.
5. 디젤 동차 일람
6. 관련 문서
[1]
DEC 디젤동차는 디젤-전기식으로 V12 커민스 엔진을 탑재했지만, 특이하게도
DHC 디젤동차는 액압식이면서 해군 잠수함용
MTU제 V16 엔진을 때려박았다.
[2]
1933년 6월 3등 디젤동차가 도입되었으나, 널리 쓰이지 못했다.
[3]
1958년에 키하 20계 2차차를 2엔진으로 만든 버젼.
[4]
이 세미 모노코크 차체구조는 1990년대 후반까지 국내의 수많은 마일드스틸 철도 차량에 영향을 주었다.
[5]
다만 후대에 운전석 옆부분에 쇠창살 모양 격자를 용접해서 붙이긴 했는데
통표 가방을 낚아채는 과정에서 마일드스틸로 된 차체에 부담을 주는 걸 막기 위해서였다.
통표 항목 참조.
[6]
‘프레스 대차’ 라고 불리는 물건으로, 이후 약간을 개량을 거친 뒤
NDC 디젤동차와
CDC 디젤동차,
RDC 디젤동차까지 써먹었다.
[7]
1980년대에 전철화가 된건 수도권 전철(
국철 구간)이나
태백선같이 대량의 화물 운송을 위한 고출력 전기기관차의 도입이 이루어진 곳 정도였다.
[8]
물론 이 시기에
전동차를 발주 안 한 건 아니었다. 단지 거의
수도권 전철에 들어가는 전철 전동차와
EEC가 전부였다.
[9]
1933년에 도입된 3등 디젤동차부터 시작하면 90년이다.
[10]
단
경복호는 계속 디젤동차로 운행 중이다.
[11]
해당 지역은 아직도 전철화를 할 생각이 없는지 2016년 현재도 디젤 동차 차량을 주문하여 제작 중에 있다.
[12]
이스트 코스트 본선의 기점인
런던 킹스 크로스 역으로 가면
DB Schenker의 자회사 Grand Central이 운행하는 180형 디젤 열차를 볼 수 있고, 미드랜드 본선의 기점인
세인트 판크라스역에서는 150형, 153형 등의 로컬 열차부터 185형, 220형의 특급 열차 등 수많은 열차들이 반길 것이다.
[13]
PP 계열인 열차를 포함한다면 영국철도의 InterCity 125가 있다. 하지만 이 열차는
새마을호
DHC 디젤동차처럼 앞뒤에 기관차를 달아놓은 동력집중식 열차이기 때문에 동력분산식 디젤 동차로서는 세계 1위.