디젤 기관차

3. 역사

1897년 독일에서 디젤 엔진이 발명되었다. 디젤 엔진을 제외한 다른 내연 기관은 전기 기관차보다 더 빠른 19세기 중반 무렵에 개발되었다. 그러나 내연 기관은 증기 기관이나 전기 모터와 달리 회전수에 관계없이 발생 토크가 거의 일정하여, 출발 및 가속 시 큰 힘을 필요로 하는 철도 차량에 사용하기 위해서는 별도의 토크 증대 장치가 필요했다. 이 때문에 철도 차량 도입에는 긴 세월이 걸렸다.

이후 기계식·전기식·액체식 동력 전달 기구의 개발이 진행되어, 1930년대부터 전기식 디젤 기관차가 미국 등에서 본격적으로 실용화되었다.^[59] 1950년대부터 독일이 대형 유체 변속기를 개발하고 1960년대 이후에는 2,000 마력(PS)급 엔진을 탑재한 기관차가 다수 제작되어, 간선에서 열차 견인에 많이 사용되게 되었다.^[59]

현재(2013년 3월)는 선진국·개발도상국을 막론하고 세계 각국의 비전화 노선에서 사용되는 내연 기관차의 대부분은 디젤 기관차이다. 국가에 따라서는 5,000 PS를 넘는 출력을 가진 기관차도 있으며, 운전과 보수가 용이하고 전달 효율이 좋은 전기식이 주류이다.^[60] 형태로는 운전대를 한 곳에 모은 것이 많다.

최근(2013년 3월)에는 환경 문제(기관차 배기가스에 의한 대기 오염·산성비·지구 온난화 등)가 심각해지면서, 철도 차량에도 에너지 효율 향상이 요구되고 있다. 이에 따라 발전기, 전기 모터의 교류화, 컴퓨터 제어의 대폭적인 채용 등 기술 혁신을 통해 디젤 기관차의 개량이 진행되고 있다.^[61]

일본에서는 디젤 기관차가 사용되기 이전부터 가솔린, 등유 등을 연료로 하는 소형 내연 기관차가 일부 사용된 실적이 있었다.^[62] 메이지 37년(1904년)에 오사카부의 후쿠오카 철공소가 석탄가스 엔진을 사용한 국산 최초의 후쿠오카식 석유 발동 기관차(내연 기관차)를 제조, 실용화한 것이 시작이다. 또한, 철도성에서도 이후 본격적인 국산화^[63]를 목표로 독일에서 국철 DC11형(DC11形)과 국철 DC10형(DC10形)을 샘플로 수입했다.^[64] 그러나 이 시대의 것은 초기의 제품이기 때문에 출력과 신뢰성이 크게 부족하여 본격적으로 증기 기관차를 대체할 수는 없었다.

일본에서 디젤 기관차의 본격적인 도입은 전후가 되어서인데, 국철에서는 국철 DD50형(DD50形)(1953년)이 그 계기가 된다. 그 후 다양한 기관차가 차량 제작사와 국철에서 개발, 시제작된 가운데, 대량 증비에 이른 것으로는 입환용의 국철 DD13형(DD13形)(1958년 - 1967년, 398량)과 국철 DE10형(DE10形)(1966년 - 1978년, 708량), 본선용의 국철 DD51형(DD51形)(1962년 - 1978년, 649량)이 있다.

그러나 1980년대 이후, 철도의 전철화 진전과 기관차에 의한 여객 열차·화물 열차의 감소, 초기 제작된 차량의 노후화로 일본에서의 디젤 기관차 가동 수는 감소 추세에 있다.

일본 디젤 기관차의 형태는 여러 나라와 달리, 화차의 입환 등 운전 방향의 전환에 편리한 凸型(볼록형)이 주류이지만, 일부에는 상자형도 있다. 특수 용도의 것을 제외하고, 양쪽에 (양방향에 대응한) 운전실이 있다.

참고로, 현재도 디젤 기관차는 비전철화 구간의 여객, 화물, 차량 수송(甲種輸送) 등에서 폭넓게 활약하고 있으며, 일본화물철도(JR화물)에서는 화물역 주변의 환경에 배려하여 동사 최초의 입환용 하이브리드식 디젤 기관차인 JR화물 HD300형(HD300形)이 도입되는 등, 단거리 견인이면서도 중요한 역할을 가진 것도 있다.

3. 1. 세계의 디젤 기관차 역사

3. 2. 한국의 디젤 기관차 역사

4. 한국의 주요 디젤 기관차 형식

2025년 현재 한국철도공사 소속 디젤 기관차는 총 206대가 운행되고 있으며, 전기 기관차나 7600호대로 점차 대체되고 있다.^[66][67]

5. 다른 나라의 디젤 기관차

다른 나라에서도 디젤 기관차가 널리 사용되었다.

미국은 1930년대부터 대부분의 철도에서 디젤 기관차를 채택했다. 넓은 영토를 가진 미국은 동부와 서부를 횡단하는 대형 열차 운영과 화물 수송을 위해 초대형 디젤 기관차가 발달했으며, 이는 대한민국에도 영향을 주었다.

일본에서는 1950년대부터 디젤 기관차가 본격적으로 도입되었다. 초기에는 여러 형식이 도입되어 운행 시험을 거쳤으며, 이후 DD51형 디젤 기관차가 표준화되어 널리 사용되었다.^[16] 1980년대 이후로는 철도의 전철화와 여객/화물 열차 감소로 디젤 기관차의 가동 수가 감소 추세에 있지만, 비전철화 구간의 여객, 화물, 차량 수송 등에서 여전히 중요한 역할을 담당하고 있다.

5. 1. 미국

5. 2. 일본

6. 환경 문제 및 대응

디젤 기관차는 질소산화물(NOx)과 미세먼지 등 대기오염 물질을 배출하여 환경에 영향을 미친다. 최근에는 환경 규제가 강화되면서, 배기가스 배출량을 줄이기 위한 다양한 기술이 개발되고 있다. 저공해 엔진, 배기가스 후처리 장치, 하이브리드 시스템 등이 적용된 친환경 디젤 기관차가 등장하고 있다.

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