EMD GT26CW

미국 EMD[1]에서 개발한 디젤 기관차. EMD SD40-2을 바탕으로 해외 철도규격에 맞게 체적과 중량을 줄인 수출용 모델이다.

당시 동구권, 서구권, 그리고 제3세계를 가리지 않고 불티나게 팔린 베스트셀러 기관차로 수출형 모델의 숙명인 완벽한 현지화를 지원하여 협궤, 표준궤, 광궤 각각의 모델이 존재한다. SD40이 아메리칸 스타일 3,000마력급 표준 기관차라면 GT26CW는 그 외 국가 철도의 3,000마력급 디젤-전기 기관차 표준으로 자리잡은 기종. SD40에 비해 체적과 중량이 줄어들었지만 그건 미국 기준이고 타 국가에서는 평균 이상이다. 오죽하면 한국철도공사 현업이나 동호인들이 부르는 별명이 특대겠는가...

참고로 특대형이라는 명칭의 유래는 해방 직후 철도청의 기관차 분류법에 의한다. 특히 경인선의 경우 개통 초기에는 미국의 간이선구 수준이라 일제가 1920년경 대대적으로 개수했을 정도였고[2] 그 전까지 경인선 선구에 들어갈 수 있는 기관차는 제한되어 있었다. 즉 해방 직후부터 1950년대 연간에는 소형-중형-대형의 3분류로 기관차를 분류했고 주로 1950년대 후반에 들어온 5000호대가 대형으로 분류되었다. 이후 들어온 EMD GT26CW는 대형보다 더 큰 놈이라서 특대가 되었던 것이다.

GT26CW / GT26CW-2로 분류된다. GT26CW-2는 GT26CW의 파생형으로 국내의 경우, 현대정공에서 라이선스 취득 후 제작하였다. -2 의 의미는 대쉬2 공정이 적용된 파생형 모델이라는 의미지, 단순히 총괄제어가 추가된 것이 아니다. 이 파생형 모델이 나오면서 총괄제어 기능을 추가한 것.

정확히 7000호대만의 이야기는 아니지만 EMD제 디젤 기관차 특유의 무식한 구동음도 빼놓을 수 없다. 철도는 소음공해의 주범[3]이라는 나쁜 인식을 심어 주는 데에도 한몫 했지만, EMD 특유의 이대로 폭발해버리지 않을까 싶은 힘차고 우렁찬 박력만점 구동음은 그야말로 철덕들을 매료시키기에 충분했다. 특대형이 국내에 들어온 후 수많은 꼬마들에게 뭔가 무서운,[4] 그러면서도 경외감(...)이 들게 만들어준 일등 공신이라고 할 수 있겠다. 게다가 특대의 구동음은 속도, 즉 모터의 회전수에 따라 구동음이 결정되는 3VF방식의 전동차나 구동음과 모터음의 구분이 그다지 뚜렷하지 않은 저항제어 및 쵸퍼제어와는 달리, 놋치를 1단씩 올릴 때마다 소리도 같이 커진다. 멀리서도 들리는 웅장한 특대 사운드는 풀놋치 주행시 들리는 구동음이고, 여기에 섞여 슈슈슈슉 하고 들리는 휘슬 소리는 같이 달려 있는 터보챠져의 소리이다. 또한 밤이 되면 중저음 영역의 특성상 소리가 더 또렷하게 들리고 멀리까지 퍼지기 때문에 야간열차 특유의 구슬프고 애절한 느낌도 받을 수 있다는 건 덤.

EMD의 역작으로 평가받는 EMD 645 시리즈 중 16-645E3 터보차져 엔진을 사용한다, 좌, 우 각각에 실린더 8개씩이 대칭 배치된 16기통 직접분사 2행정 방식의 모델. 645 시리즈는 단류소기 방식 덕분에 완전한 소기 작용이 가능하고 유닛 인젝터 방식의 무기 분사 방식이 적용되어 있어 일반 디젤기관에 비해 압축비가 1:14.5로 높게 설정되어 있다. 또한 터보차져의 장착으로 연료 소모량이 크게 절감되는 효과를 보고 있다. 엔진 최대 출력은 3,300마력이며 실제 구동출력에 3000마력 정도 기관을 돌려 얻는 회전력을 부수 교류발전기에 공급하여 전기 에너지로 변환시킨다. 교류발전기에서는 약 200마력 정도를 소모해 차량의 타 전장품을 가동하고 나머지는 동력변환 과정에서 자동 소진된다.

이 기관차는 가속할 경우, 7100~7400호대는 약 55~60km/h, 7500호대의 경우 약 45~50km/h 속도에서 내부 전동기의 회로가 바뀐다.

EMD 발전기/전동기 세트 특성이자 모든 직류직권전동기로 추진하는 기계의 특징인데, 전동기의 코일은 일단 브러쉬로 인해 전기가 단속되며, 이 과정에서 유도기전력이 발생하는데 이 때의 저항을 최대한 줄여보면 $X_L=2\pi fl$이어서 전동기의 속도가 빨라질수록 브러쉬에 의해 단속되는 시간이 짧아짐에 따라 기계적인 스위칭 주파수가 상승, 코일의 등가저항이 상승해 출력을 높이지 못하게 된다. 이를 방지하기 위해서 코일을 짧게 할 경우 $Bdl=\mu ni$ 에 따라 자기장이 약해저 출력은 낮아지고 전기만 깎아먹는다. 이를 해결하기 위해 직권전동기에 복권회로를 추가한 형태의 외분권 복권전동기를 사용하는데, 초기 운전시에는 직권전동기로 작동해 높은 토크로 출발이 가능하게 하고 직권설정에서의 출력에 한계가 올 경우 복권회로로 전환해 회전자 유도전압을 낮추어 추가적으로 추진력을 얻을 수 있도록 한다.

EMD GT26CW의 경우 직류직권전동기를 사용하므로 이러한 등가전압 분배를직 전동기의 직권-복권 전환이 아닌 전동기의 직병렬제어를 사용해 제어하게 된다. 출발 시에는 2직3렬로 구동하다가 6병렬의 과정이 진행될 때 전동기의 회로가 전부 분리되었다가 다시 재연결되는데, 이 때 전동기가 무전원 상태에서 굴러가게 됨에 따라 백토크가 순간적으로 발생한다. 접속회로 전환시에는 발전기 부하가 다시 상승하는데다 병렬로 바꾼 전동기회로 특성상 고전류 저전압 부하[7]이기 때문에 이에 맞게 작동하기 위해 엔진 속도가 조금 늦어진다. 이 상태에서 놋치를 올릴 수도 있으나 병렬로 전환되어 회전자 유도전압이 낮은 상태인 전동기는 주면 주는대로 전기를 사용하기 때문에 엔진과 발전기를 손상시킬 위험이 크다.

요약해서 말하자면, 전이가 되는 동안에는 견인전동기 회로가 차단되어 차축이 잠시 아무런 동력을 받지 않는다. 이 때 살짝 충격이 발생하게 된다. 기관차마다 차이가 조금씩 있으나 평균적으로 1초가 소요된다. 여객열차의 경우 발차 이후에 잘 나가다가 갑자기 뭔가 쿵 하고 앞으로 쏠리는 느낌을 느끼는 경우가 있는데, 이것이 바로 기관차의 전이충격이 객차로 전해지는 것이다.

최근에는 발차 이후 잘 나가다가 60km/h 부근에서 놋치를 빼고 타행운전을 하는데, 잠시 후에 다시 풀놋치로 올리는 것으로 보아 전이가 발생하는 60km/h 직전에 놋치를 내렸다가, 전이된 후 다시 올리는 방식으로 대처하고 있다. 의외로 효과가 있지만, 이는 기관사가 해당 차량에 대해 얼마나 잘 알고 있는지, 숙련도에 따라서 달라진다.[8]

아래 서술한 방법들은 현직에서 실제로 사용하고 있는 운전법이다. 다만 이 운전법이 전이충격을 100% 없애는 것은 아니며, 운전법들의 목적은 어디까지나 최소화하는 것임을 명심할 것.
1. 발전차를 가능한 기관차의 바로 뒤에 조성
이 차량을 사용하는 여객열차의 경우 대부분 발전차가 바로 뒤에 연결되어 있다. 연결기의 인장성이 좋고 무게가 객차보다 상당히 무거운 발전차를 사용해 충격을 완화하려는 목적으로 조성하는 것이다. 이를 통해 다소 과격한 주행에서도 전이충격의 발생 시 그 충격이 객차에 덜 가게 된다.[9]
2. 전이 전까지 6단 이상으로 주행하지 않음
최근에는 열차다이아 상 잘 사용하지는 않으나, 과거에는 자주 사용하였으며, 요즘에도 종종 사용하는 것을 목격할 수 있는 방법.
실수로 타이밍을 놓쳐 전이시 놋치를 낮추지 못하더라도, 충격을 조금이나마 줄여줄 수 있는 방법이다. 8단 상태에서 발전전압은 대충 1,200V 부근인데, 전이 이후 전동기가 재 연결되는 순간 이전처럼 1000V~ 대의 등가전압이 아닌 ~600V 대의 전동기 등가전압을 가지므로 남은 전압차 만큼 전동기에 고전류가[10] 흘러 운좋으면 그냥 뒤로 넘어지고 운이 좋지 않다면 모듈이 폭사(...)하거나 전동기가 폭사하거나 엔진이 순간 부하급등에 부조를 일으킬 수 있다. 6노치 운전중에는 엔진의 속도가 다소 낮아지므로 발전 전압이 낮아져 이런 일은 드물게 된다.
3. 전이가 되는 특유의 계전기 소리가 들리는 순간 놋치를 1~2노치로 내린다.
그 다음으로 타이밍 잘잡고 쓰면 정말 부드러운 전이를 보여줄 수 있는 방법으로, 기본적인 원리는 2직3병렬에서 6병렬로 전환시 전동기의 등가전압에 최대한 가깝게 주 동력 발전기의 전압을 내리는 것이다. EMD 엔진은 2행정이나 엔진의 구조로 인해 기름을 안주면 꽤나 빨리 느려지므로 놋치를 시기적절하게 내려주는 것으로 발전기 전압을 내릴 수 있다. 그러나 차량마다 전이 속도가 다르고 언제 전이가 일어나는 지 감을 잡아야 신호음을 들을 수 있으므로 많은 시행착오를 거쳐야 한다.

1967년 10월부터 생산되었다. 세계구급으로 워낙 많이 수출되고 라이센스 생산이 여러군데에서 이루어지다 보니, 정확한 생산 종료 날짜가 확인되지 않고 있다. 다만 2015년부터 2017년 말까지 이스라엘이 최신개량형으로 크로아티아 철도차량 제작업체 TZV Gredelj에서 라이센스 생산 및 신규 도입하는 것이 확인되었다.

총 1,387대가 생산되었으며 알제리, 호주, 브라질, 이란, 이스라엘, 모로코, 나이지리아, 파키스탄, 페루, 남아공, 터키, 유고슬라비아, 짐바브웨, 크로아티아 그리고 대한민국에서 도입하였으며, 공식적으로 확인된 GT26계열의 최다 발주국은 대한민국, 두번째로는 남아프리카 공화국이다.

타 국가의 경우 EMD 해외공장 생산 등으로 도입하여 관련 정보가 많은 데 비해 대한민국 철도청 도입분은 대다수를 현대로템에서 라이선스 생산하는 바람에 해외에서 알 수 있는 정보가 상대적으로 부족해서 해외쪽에서는 뜨거운 관심을 받고 있다.


터키 TCDD에서 운용중인 GT26CW

모로코 ONCF에서 운용중인 GT26CW

크로아티아에서 운용중인 GT26CW

이스라엘 국영철도에서 운용중인 GT26CW-2J
크로아티아 철도차량 제작사 TZV Gredelj 에서 라이센스 생산하는 GT26CW 시리즈의 최신개량형 사양으로 3상 AC 견인전동기, 및 IGBT 인버터 소자, 풀 디지털 계기판, 견인력 제어 프로세서 등의 전자장비, GPS를 탑재하여 왠만한 최신 디젤기관차 못지 않은 편의사양과 스펙을 자랑한다.
2015년부터 2017년 말까지 TZV의 크로아티아 공장에서 생산되었다.






유고 내전 당시 크라이나-세르비아 공화국 측에서 군용 장갑열차로 운용된 전례가 있다.

터보차저가 없는 버전의 G26CW 기관차를 가져다가 열차 전체를 방탄처리하고 장갑을 두른 채 크라이나 익스프레스라는 장갑열차의 견인기로 사용되어, 크로아티아 독립전쟁은 물론 보스니아 내전에서도 활약했었으나, 1995년, 크라이나 공화국의 패배가 임박해지자, 크라이나 익스프레스는 크로아티아 군에 노획되는 것을 막기 위해 승무원들의 자폭[11]으로 최후를 맞았다. 여담으로 크로아티아군은 이 열차에 88mm 대공포를 다는 계획도 세웠다고 한다. 물론 불발되었지만... 김칫국의 좋은 예시