트랙터
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1. 개요
트랙터는 "끌다"라는 뜻의 라틴어에서 유래된 단어로, 쟁기나 농기구를 끄는 데 사용되는 동력 차량을 의미한다. 19세기 초 이동식 엔진에서 시작하여 증기 트랙터, 가솔린 트랙터를 거쳐 디젤 엔진, 전기 트랙터까지 발전해왔다. 농업용 트랙터는 농업 기계나 트레일러를 끌고, 쟁기질, 땅갈이, 파종 등의 작업에 사용되며, 다양한 특수 목적용 트랙터도 개발되었다. 트랙터는 이륜 트랙터와 사륜 트랙터로 분류되며, 롤오버 보호 구조물(ROPS)과 안전벨트는 트랙터 전복 사고 시 작업자의 사망을 방지하는 중요한 안전 장치이다. 트랙터는 농업뿐만 아니라 도로 트랙터, 푸시백 트랙터, 기관차, 포병 트랙터 등 다양한 용도로 사용된다.
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| 트랙터 | |
|---|---|
| 지도 | |
| 개요 | |
| 유형 | 공학 차량 |
| 목적 | 높은 견인력 제공 |
| 용도 | 농업 건설 |
| 어원 | |
| 라틴어 | trahere (끌다) |
| 기타 | |
| 문화어 | 뜨락또르 |
2. 역사
트랙터의 역사는 농업 기술의 발전과 함께 한다. 19세기 초, 최초의 동력 농기구는 이동식 엔진이었다. 바퀴가 달린 이 엔진은 유연한 벨트를 통해 농작업 기계를 작동시켰다. 리처드 트레비식은 1812년에 농업용 '반이동식' 고정식 증기 엔진을 설계하여 곡물 탈곡에 사용했다.[5]
1850년대에는 존 파울러가 클레이턴 앤 셔틀워스 이동식 엔진을 사용하여 케이블로 농지를 경작하는 방식을 선보였다. 이와 함께 많은 기술자들이 자체 추진식 트랙터를 개발하려 했으며, 이는 초기 트랙터 개발의 중요한 계기가 되었다.
"트랙터"라는 단어는 여러 국가에서 일반적으로 "농업용 트랙터"를 의미한다. 하지만 캐나다와 미국에서는 트랙터 트레일러 트럭의 로드 트랙터 부분을 가리키기도 한다.
2. 1. 농업용 트랙터의 등장과 발전
19세기 초, 최초의 동력 농기구는 이동식 엔진이었다. 리처드 트레비식은 1812년 농업용으로 최초의 '반이동식' 고정식 증기 엔진을 설계했다.[5] 1850년대에 존 파울러는 클레이턴 앤 셔틀워스 이동식 엔진을 사용하여 케이블 운반을 경작에 적용했다.초기 이동식 엔진 개발과 병행하여 많은 기술자들이 자체 추진식 트랙터를 만들려고 시도했다. 1859년 영국 기술자 토마스 에벌링이 클레이턴 앤 셔틀워스 이동식 엔진을 자체 추진식으로 개조하면서 오늘날 알 수 있는 형태의 최초의 트랙터가 개발되었다.[7]
1860년대는 많은 실험이 이루어진 시기였지만, 10년 말까지 트랙터의 표준 형태가 진화하여 다음 60년 동안 거의 변화가 없었다. 최초의 트랙터는 증기 동력 경운기였다. 영국에서는 만과 개럿이 직접 경운을 위한 증기 트랙터를 개발했지만, 영국의 무겁고 습한 토양으로 인해 이러한 설계는 말 여러 마리보다 경제적이지 않았다. 미국에서는 증기 트랙터가 쟁기를 직접 끌어당기는 데 사용되었다. 증기 동력 농업용 엔진은 신뢰할 수 있는 내연 기관이 개발될 때까지 20세기까지도 사용되었다.[8]
최초의 가솔린 트랙터는 1889년 일리노이주에서 존 차터가 제작했다.[9][10][11] 1892년에는 존 프로일리히가 미국 아이오와주 클레이턴 카운티에서 가솔린 트랙터를 제작했다.[12][13][14] 프로일리히는 워털루 가솔린 엔진 회사를 설립했지만, 사업은 실패하여 1895년에 모든 것을 잃고 사업을 접었다.[16][17][18]
리차드 혼즈비 앤 선즈는 허버트 아크로이드 스튜어트가 발명한 영국 최초의 기름 엔진 트랙터를 생산 및 판매했다. 혼즈비-아크로이드 특허 안전 오일 트랙션 엔진은 1896년에 20hp 엔진으로 제작되었다. 1897년, 이 트랙터는 영국 최초의 기록된 트랙터 판매로 록-킹 씨에게 팔렸고, 영국 왕립 농업협회로부터 은메달을 수상했다.
최초의 상업적으로 성공한 경량 가솔린 구동 다용도 트랙터는 1901년 영국 발명가 댄 알본에 의해 제작되었다.[19][20] 그는 1902년 2월 15일 트랙터 디자인에 대한 특허를 신청한 후 아이벨 농업 모터 유한회사를 설립했다. 아이벨 농업 모터는 가볍고 강력하며 소형이었다. 엔진은 열 사이펀 효과를 이용한 수냉식이었고, 전진 기어 하나와 후진 기어 하나를 가지고 있었다. 1903년 판매 가격은 300파운드였다. 약 500대가 제작되었고, 많은 수가 전 세계로 수출되었다.[21]
미국 최초의 성공적인 트랙터는 찰스 W. 하트와 찰스 H. 파르에 의해 제작되었다. 그들은 2기통 가솔린 엔진을 개발하고 아이오와주 찰스 시티에 사업체를 설립했다. 1903년, 이 회사는 15대의 트랙터를 제작했다. 그들의 3호는 미국에서 가장 오래된 내연 기관 트랙터로, 워싱턴 D.C.의 스미소니언 국립 미국 역사 박물관에 전시되어 있다. 2기통 엔진은 독특한 간헐 발화 사이클을 가지고 있으며, 벨트에서 30hp, 드로바에서 18hp를 생산했다.[22]
1908년, 베드퍼드의 산더슨 트랙터 및 기계 회사는 4륜 디자인을 선보였고, 당시 영국 최대의 트랙터 제조업체가 되었다. 초기의 무거운 트랙터는 처음에 매우 성공적이었지만, 헨리 포드는 가볍고 대량 생산된 디자인을 도입하여 무거운 디자인을 대체했다.[23]
헨리 포드는 1917년 대량 생산된 트랙터인 포드슨을 출시했다.[24] 미국, 아일랜드, 영국, 러시아에서 생산되었고, 1923년까지 포드슨은 미국 시장의 77%를 점유했다. 포드슨은 프레임을 없애고 엔진 블록의 강도를 이용하여 기계를 조립했다. 1920년대가 되자 가솔린 구동 내연 기관 트랙터가 표준이 되었다.
최초의 3점식 히치는 1917년에 실험되었다. 해리 퍼거슨이 1926년 자신의 3점식 히치에 대한 영국 특허를 신청한 후 인기를 얻었다. 퍼거슨-브라운 사는 퍼거슨이 설계한 유압 히치가 장착된 퍼거슨-브라운 A형 트랙터를 생산했다. 1938년 퍼거슨은 헨리 포드와 협력하여 포드-퍼거슨 9N 트랙터를 생산했다. 3점식 히치는 곧 전 세계 농부들 사이에서 가장 선호하는 히치 부착 시스템이 되었다. 이 트랙터 모델에는 사슬낫 예취기와 같은 3점식 히치 장착 작업 기구에 동력을 공급할 수 있는 후면 동력 취출 장치(PTO) 샤프트도 포함되어 있었다.
가축의 힘을 대체하는 농업용 기계 동력으로서 유럽과 미국에서는 19세기 초부터 고정식 증기기관이 일반적으로 판매되었다. 그러나 1850년경까지 보일러의 고압화가 진행되어 휴대용이어도 충분한 출력을 얻을 수 있는 것이 만들어지게 되었다.
1859년에는 영국의 토머스 아벨링이 증기식 트랙터를 개발했지만, 안전성에 큰 문제가 있어 보급되지는 못했다. 증기기관은 물을 끓여 증기를 발생시키는 데 시간이 걸리고, 연료인 석탄과 물의 공급이 어렵고, 출력 대비 무게가 크며, 또한 농촌에서는 불꽃이 건초나 짚에 옮겨붙을 위험이 있는 등의 이유로 미국에서는 1922년을 정점으로 농기구는 증기기관에서 내연기관식으로 옮겨가게 된다.
최초의 내연기관식 트랙터는 1892년 미국의 존 프로리히가 개발했다. 이 트랙터는 16마력의 가솔린 엔진을 갖추고 전진과 후진이 가능했다. 그러나 프로리히의 트랙터는 전혀 팔리지 않았고, 내연기관식 트랙터가 최초로 상업적인 성공을 거둔 것은 프로리히가 물러난 후인 1911년 워터루 가솔린 엔진사의 트랙터 출시를 기다려야 했다. 1918년 워터루 가솔린사는 존디어사에 인수되었고, 1902년에 설립된 인터내셔널 하베스터사와 함께 그 후의 트랙터 업계를 이끌게 된다.
영국에서는 1897년에 혼즈비 아크로이드가 오일 연소식 트랙터의 특허를 취득하여 판매했다. 영국에서 최초로 상업적으로 성공한 것은 1902년에 다니엘 알본이 개발한 3륜식 이벌 트랙터이다. 또한 1908년에는 선더슨즈가 4륜식 트랙터를 출시하여 미국 이외에서는 최대 제조업체가 되었다.
내연기관식 트랙터의 보급은 더뎠지만, 1910년대 후반이 되자 상황은 일변한다. 컨베이어 시스템에 의한 대량 생산을 활용하여 포드가 1917년에 출시한 포드슨 트랙터 F형(Fordson Tractor model F)이 그 가격과 사용 편의성으로 인해 폭발적인 인기를 얻었다. 이 포드슨 트랙터 F형은 종래의 트랙터와 달리 프레임을 없애고 엔진의 실린더 블록에 다른 기기를 부착하는, 현재의 트랙터 구성과 거의 일치하는 구조를 가지고 있다.
포드슨 트랙터는 미국, 영국, 아일랜드, 러시아에서 생산되었다. 1923년에는 미국 내 트랙터 시장에서 77%의 점유율을 차지하게 되었다. 또한 다른 국가의 제조업체에서도 유사한 트랙터가 다수 출시되어, 그 결과 1920년대에는 내연기관식 트랙터가 트랙터의 표준이 되었다.
1922년에는 인터내셔널 하베스터사가 PTO(Power Take Off)를 도입했고, 1930년대에는 공기타이어, 디젤 엔진, 3점 링크(3점 히치), 유압식 드래프트 컨트롤의 채용으로 거의 현재와 같은 형태가 되었다.
1951년, 페루치오 람보르기니는 군에서 방출된 모리스에서 싼 가격으로 가솔린 엔진을 장착한 트랙터를 판매했다. 당시 이탈리아에서는 가솔린 가격이 상승했기 때문에, 가솔린은 엔진 시동과 예열에만 사용하고, 운전 시에는 저렴한 경유로 작동할 수 있도록 배기열로 경유를 기화시키는 시스템을 개발하여 자사 제품에 장착했는데, 연료비를 절약할 수 있다는 평판으로 대히트를 쳤다. 이를 통해 재산을 모은 페루치오는 페라리를 구입하지만, 자사 트랙터에도 사용했던 보그&벡제 클러치판에 10배의 가격이 붙어 있다는 것을 알고, 슈퍼카를 비즈니스 기회로 삼아 1963년 람보르기니를 창업했다.
1990년대에 독일의 펜트사(2021년 현재는 미국의 AGCO사의 브랜드가 됨)가 무단변속기를 '926 Vario'라는 기종에 채용한 이후, 존디어 등 미국의 트랙터 제조업체에서도 CVT의 편리성이 인식되어 유럽과 미국산 트랙터에서는 빠르게 확산되었다.
2. 2. 한국 농업용 트랙터의 역사
일본에서 농업용 트랙터 도입은 1909년(메이지 42년) 이와테현 이와테군 시즈쿠이시정의 코이와이 농장이 도입한 증기식 트랙터와 1911년(메이지 44년) 홋카이도 샤리군 샤리정의 미쓰이 농장에 도입된 미국 홀트사의 내연기관식 트랙터가 각각 일본 최초로 여겨진다.[60] 그러나 일본 농업기계 역사는 오랫동안 보행형 경운기가 대부분을 차지했고, 승용형 트랙터는 1937년(쇼와 12년) 야마오카 발동기 공작소(현 얀마홀딩스)가 개발·제작한 국산 최초의 승용형 트랙터인 “얀마 승용형 트랙터[61]”를 제외하고는 제2차 세계 대전 이후까지 특수한 농장·목장에서 소량 사용되는 데 그쳤다.승용형 트랙터는 전후, 급속한 보행형 트랙터 보급 이후 보급되기 시작했다. 1950년(쇼와 25년) 농림성이 3대의 페어뱅크스-모어스사 승용형 트랙터를 수입하여 각지의 농업시험장에서 시험을 실시한 것을 시작으로, 1952년(쇼와 27년)에는 포드슨, 랜스 등의 승용형 트랙터와 농업용 트랙터로도 사용 가능한 농업용 지프[62]가 수입되기 시작했다.
도입 초기 수입 승용형 트랙터는 10~20마력급 소형이 많았지만, 1953년(쇼와 28년) 농업기계화 촉진법 시행에 맞춰 점차 대형화되었다. 또한 1958년(쇼와 33년)에는 코마쓰 WD50형, 이듬해인 1959년(쇼와 34년)에는 시바우라 S17형, 쿠보타 T-15형 등 국산 승용형 트랙터도 등장했다.
1960년대 이후 승용형 트랙터 보급이 진행되었고, 1970년대에는 초기 보행형 트랙터를 이용한 부분적 기계화 체계에서 승용형 트랙터를 중심으로 한 일관된 기계화 체계로의 발전이 보였다. 1974년(쇼와 49년) 337만 대라는 정점을 찍은 보행형 트랙터가 이후 감소하는 데 반해, 승용형 트랙터 총수는 1961년(쇼와 36년) 7000대에서 10년 후인 1971년(쇼와 46년) 26만 7200대, 1977년(쇼와 52년)에는 83만 2200대로 크게 증가했다.[63] 그리고 초기 공동 소유에서 점차 개별 소유로 소유 형태도 변화해 갔다.
승용형 트랙터는 1990년 214만 대의 정점에 달했고, 2000년에는 보행형 트랙터는 105만 대, 승용형 트랙터는 203만 대로 최근 관리기나 가정용을 제외한 트랙터로는 승용형이 주류를 이루고 있다. 이후 농업 경영체 감소에 따라 2015년에는 139만 대로 승용형 트랙터도 감소 추세에 있다.[64]
2. 3. 최근 동향
과거 트랙터는 건설 기계나 스포츠카처럼 기능을 중시하고 승차감은 거의 고려하지 않아 진동 등이 몸에 직접 전달되는 경우가 많았다. 하지만 승차감의 불편함은 피로로 직결되기 때문에 각사 모두 승차감 개선에 힘쓰고 있다.
1969년, 제너럴 일렉트릭(General Electric)은 최초의 상용 전기 트랙터(전기 동력 정원 트랙터)인 일렉트랙(Elec-Trak)을 출시했다.[26] 일렉트랙은 1975년까지 제너럴 일렉트릭에서 제조되었다.[25]
현재 펜트(Fendt), 솔렉트랙(Solectrac), 모나크 트랙터 등에서 전기 트랙터를 제조하고 있다.[27][28][29][30] 존 디어(John Deere)의 전기 트랙터 시제품은 전원 케이블로 전력을 공급받는 플러그인 방식이며,[31] 쿠보타(Kubota)는 자율주행 전기 트랙터의 시제품을 개발하고 있다.[32]
일본 국내에서는 농업 기반 정비 사업 등에 따른 경작지 대규모화에 맞춰 트랙터 대형화가 진행되었다. 100마력급 트랙터는 이제 드물지 않으며, 특히 홋카이도에서는 200마력급 트랙터가 일부 농가에 도입되는 등 대형화와 고출력화가 가속화되고 있다.
최근 우주 기술의 발전에 따라 GPS 장치가 농업 분야에서도 사용되기 시작하여 트랙터에 강력한 온보드 컴퓨터가 보조 장치로 내장되는 경우도 많아졌다. 이 기술을 발전시켜 기업 규모의 대규모 농장에서 무인 트랙터가 유인 트랙터와 협력하여 경작을 수행하는 자동화를 실현하기 위해 여러 기업 및 공공 연구 기관에서 연구가 진행되고 있다.
2018년 이후 일본 국토교통성은 트랙터의 공도 주행에 관한 규제 완화를 통해 농업용 트랙터에 농작업 기계를 장착·견인한 채 주행하는 데 필요한 조건을 재검토했다.[65][66]
3. 종류
트랙터는 용도에 따라 다양하게 분류된다. 크게 농업용과 토목 공사용으로 나눌 수 있으며, 농업용은 다시 일반적인 형태와 특수 목적용으로 세분화된다.
- 일반적인 농업용 트랙터:
- 차량 형태
- 축 아래 큰 구동 바퀴 두 개
- 조향 장치는 시트 아래 중앙 위치
- 엔진은 운전자 앞
- 엔진실 아래 조향 바퀴
- 현대 모델은 대부분 밀폐형 캐빈 장착
- 특수 목적용 농업용 트랙터:
- 줄작물용 트랙터: 줄 사이 경작 특화, 트레드 폭 조절.
- 고작물용 트랙터: 면화 등 키 큰 작물 재배, 높은 지상고.
- 밀밭용 트랙터: 넓게 파종하는 작물 쟁기질 등 무거운 작업, 고정 바퀴, 낮은 중심.
- 유틸리티 트랙터: 농장 주변 일반 작업용 소형, 낮은 중심, 짧은 회전 반경.
- 소형 유틸리티 트랙터 (CUT): 20hp 범위, 조경 및 부동산 관리, 다양한 부착 장치.
- 초소형 유틸리티 트랙터: 라이딩 잔디깎는 기계보다 약간 큼, 잔디 깎기 및 가벼운 조경.
- 가든 트랙터: 가정 정원, 잔디밭 등 소규모 경작, 다양한 부착 장치.
- 과수원용 트랙터: 나무 아래 통과, 낮은 높이, 가지 걸림 방지, 스파크 어레스터, 운전자 보호.
- 보행형 트랙터: 사람이 걸으면서 조작하는 소형.
- 자동차 개조 트랙터:
- 1910년대~1950년대 미국, 자동차를 농업용으로 개조.
- 포드 모델 T 개조 키트 판매.
- 제2차 세계 대전 중 스웨덴, 자동차 개조 "EPA" 트랙터 개발, 16세부터 운전.
- 스웨덴, "A 트랙터"로 대체, 최고 속도 제한.
이 외에도 인력이나 가축 대신 여러 작업기를 움직이거나 견인하는 농업용 트랙터에는 작업 중 탈 수 있는 대형과 작업인이 걸으면서 조작하는 소형의 보행형 트랙터가 있다. 보행형 트랙터는 여러 가지 작업기를 견인하기만 하는 견인형, 경운용 장치를 동력 회전시키는 구동형, 그 쌍방을 겸하고 있는 겸용형으로 나뉜다.
바퀴형 트랙터와 무한궤도가 달린 궤도형 트랙터로 구분하기도 한다. 궤도형은 주로 건설 현장에서 흙을 나를 때 쓰인다. 자동차 경주에서 쓰이는 경주용 트랙터도 있다.
트랙터는 축 또는 바퀴의 개수에 따라 분류되며, 주요 범주는 이륜 트랙터(단일축 트랙터)와 사륜 트랙터(이축 트랙터)이다. 사륜 트랙터 중 대부분은 후륜 구동 방식이지만, 전륜 보조 구동, 사륜 구동, 무한궤도식 크롤러 방식도 많다.
사륜 구동 트랙터는 1960년대에 등장했다. 일부는 소형 트랙터의 전형적인 "두 개의 큰 바퀴, 두 개의 작은 바퀴" 구성을 가지는 반면, 일부는 네 개의 큰 구동 바퀴를 가진다. 대형 트랙터는 일반적으로 관절식 중앙 경첩 설계로, 유압 실린더로 조향된다.
21세기 초, 관절식 또는 비관절식 조향 가능한 다중 궤도 트랙터가 농업용으로 캐터필러 유형을 대체했다. 현대식 대형 농업용 트랙터에는 중간에 경첩이 달린 하나 또는 두 개의 동력 장치가 있는 관절식 사륜 또는 8륜 구동 장치가 포함된다.
3. 1. 일반적인 농업용 트랙터
고전적인 농업용 트랙터는 단순한 개방형 차량으로, 축 아래에 매우 큰 구동 바퀴 두 개가 하나의 시트 아래에 있고(따라서 시트와 조향 장치는 중앙에 위치), 엔진은 운전자 앞, 엔진실 아래에는 조향 가능한 바퀴 두 개가 있는 형태이다. 윌리스(Wallis)에 의해 개척된 이 기본 설계는 수년 동안 변하지 않았지만, 운전자의 안전과 편의를 위해 거의 모든 현대 모델에는 밀폐형 캐빈이 장착되어 있다.[49]
"트랙터"라는 용어는 가장 일반적으로 농장에서 사용되는 차량을 가리킨다. 농업용 트랙터는 농업용 기계나 트레일러를 끌거나 밀고, 쟁기질, 땅갈이, 써레질, 파종 등의 작업에 사용된다.[49]
특정 용도를 위해 다양한 특수 농업용 트랙터가 개발되었다.
- "줄작물용" 트랙터: 식물을 짓누르지 않고 곡물, 옥수수, 토마토 또는 다른 작물의 줄 사이를 지나갈 수 있도록 트레드 폭을 조절할 수 있다.
- "밀밭용" 또는 "표준" 트랙터: 넓게 파종하는 작물의 쟁기질 및 기타 무거운 야외 작업을 위해 고정된 바퀴와 낮은 중심을 가진다.
- "고작물용" 트랙터: 면화와 기타 키가 큰 줄작물 재배에 자주 사용되는 조절 가능한 트레드와 높아진 지상고를 가진다.
- "유틸리티 트랙터": 일반적으로 낮은 중심과 짧은 회전 반경을 가진 소형 트랙터로 농장 주변의 일반적인 용도로 사용된다. 많은 유틸리티 트랙터는 농장이 아닌 지역의 등급 조정, 조경 관리 및 굴착 작업에 사용되며, 특히 로더, 백호, 팔레트 포크 및 유사한 장치와 함께 사용된다.
- 소형 정원용 또는 잔디 트랙터: 교외 및 반농촌 지역의 정원 관리 및 조경 관리를 위해 설계되었으며, 다양한 구성으로 생산되며 농장에서도 다양한 용도로 사용된다.[49]
일부 농업용 트랙터는 농장 외 다른 곳에서도 볼 수 있다. 대규모 대학의 원예학과, 공원 또는 도로 작업자들이 측면에 토치 실린더를 고정하고 공압 드릴 공기 압축기를 동력 취출부에 영구적으로 부착하여 사용하는 경우가 있다. 이러한 트랙터에는 농업용 타이어보다 부드러운 표면에 손상이 덜한 잔디(잔디밭) 타이어가 장착되는 경우가 많다.[49]
3. 2. 특수 목적용 트랙터
농업용 트랙터는 특정 용도에 맞게 다양하게 개발되었다. 주요 특수 목적용 트랙터는 다음과 같다:- 줄작물용 트랙터: 식물이 자라는 줄 사이를 지나갈 수 있도록 트레드 폭을 조절할 수 있다. 면화와 같이 키가 큰 작물 재배에 사용되는 "고작물용" 트랙터는 조절 가능한 트레드와 높은 지상고를 가진다.
- 밀밭용 트랙터: 넓게 파종하는 작물의 쟁기질 등 무거운 작업에 적합하며, 바퀴가 고정되어 있고 중심이 낮다.
- 유틸리티 트랙터: 농장 주변의 일반적인 용도로 사용되는 소형 트랙터로, 낮은 중심과 짧은 회전 반경을 가진다. 농장이 아닌 지역의 등급 조정, 조경 관리, 굴착 작업에도 사용된다.
- 소형 유틸리티 트랙터 (CUT): 20hp 범위의 소형 트랙터로, 조경 및 부동산 관리 작업에 주로 사용된다. 전면 로더, 3점식 히치 등 다양한 부착 장치를 장착할 수 있다.
- 초소형 유틸리티 트랙터: 라이딩 잔디깎는 기계보다 약간 큰 트랙터로, 3점식 히치, 파워 스티어링, 4륜 구동, 전면 로더 등의 기능을 갖추고 있다. 주로 잔디 깎기 및 가벼운 조경 작업에 사용된다.
- 가든 트랙터: 가정의 정원, 잔디밭 등에서 사용되는 소형 경량 트랙터이다. 잔디 트랙터보다 다양한 부착 장치를 장착할 수 있다.
- 과수원용 트랙터: 나무 가지 아래를 통과할 수 있도록 설계되었으며, 낮은 높이, 가지에 걸릴 위험 감소, 스파크 어레스터, 운전자 보호용 와이어 케이지 등의 특징을 가진다.
일부 농업용 트랙터는 농장 외 다른 곳에서도 사용된다. 대학의 원예학과, 공원, 도로 작업자들이 토치 실린더를 고정하고 공압 드릴 공기 압축기를 동력 취출부에 부착하여 사용하기도 한다.
자동차 개조 트랙터
1910년대부터 1950년대까지 미국에서는 자동차를 농업용 트랙터로 개조하는 경우가 많았다. 포드 모델 T를 트랙터로 개조하기 위한 애프터마켓 키트가 판매되기도 했다.[49] 제2차 세계 대전 중 스웨덴에서는 트랙터 부족으로 인해 자동차를 개조한 "EPA" 트랙터가 개발되었다. EPA 트랙터는 법적으로 트랙터로 간주되어 16세부터 운전할 수 있었다. 이후 스웨덴 정부는 최고 속도가 시속 30km로 제한된 "A 트랙터"로 이를 대체했다.
3. 3. 토목 공사용 트랙터
농업용 트랙터에 도저 블레이드(배토판), 삽/버킷, 백호, 리퍼 등의 어태치먼트를 장착하는 형태에서 일부 건설 기계가 발전했다.
불도저는 전면에 블레이드, 후면에 윈치, 리퍼 등이 장착된 궤도형 트랙터이다. 불도저는 시간이 지남에 따라 본래의 다짐 작업 외에 많은 작업을 수행할 수 있도록 개량되어 왔다. 일례로, 토사나 암석 등을 퍼서 트럭에 싣도록 도저 블레이드를 제거하고 대용량의 삽(버킷) 및 유압 암으로 교체한 로더 트랙터가 있다.
토목 공사용 트랙터 중에서, 주행 장치에 타이어를 사용하는 것을 휠 타입 트랙터라고 하며, 휠로더, 휠도저, 백호로더 등이 있다. 휠로더는 일반적으로 삽/버킷이라고 불리는 토사나 암석을 들어 올리기 위한 용기가 달린 유압 구동의 암을 가지고 있다. 그 외 어태치먼트로는 팔레트포크나 그랩이 있다. 휠로더의 대부분은 아티큘레이트 구조라고 불리는 중간 접이식 구조로 만들어져 있으며, 차체의 중간 부분을 유압으로 접어 조향한다.
더 좁고 제한된 범위에서 작업이 가능하게 하는 건설 기계에 대한 요구 사항이 있다. 공식적으로는 스키드 스티어 로더라고 불리며, 원래 제조사 이름을 따서 밥캣(Bobcat)이라고 불리는 작은 바퀴가 달린 로더가 있다. 이것은 트랙터 형태의 건설 기계 중 가장 작은 등급이며, 소규모 토목 공사나 축산 분야에서 사용되고 있다.
스키드 스티어 로더의 특징은 조향장치가 없다는 것이다. 궤도 차량과 마찬가지로 좌우 바퀴의 회전수와 회전 방향을 바꿈으로써 미끄러지면서 차체의 방향을 바꾼다(스키드에 의해 조향한다). 따라서 자전회전이나 초자전회전도 가능하다.
토목공사용 트랙터의 변형으로 백호 로더가 있다. 이름 그대로 차체 전면에는 로더가, 후면에는 호(괭이)가 부착되어 있다. 로더와 백호가 영구적으로 부착되는 경우에는 트랙터라고 거의 불리지 않으며, 일반적으로 견인이나 동력 공급을 하지 않는다. 백호가 부착되는 경우, 일반적으로 굴착 작업의 편의를 위해 운전석의 좌석을 회전시켜 뒤쪽을 향하도록 고정할 수 있게 되어 있지만, 분리 가능한 백호 어태치먼트를 장착하는 경우에는 어태치먼트 위에 본래의 운전석과는 별도로 백호 조작에만 사용되는 또 다른 좌석을 가지고 있는 경우가 많다.
백호 로더는 유럽과 미국에서는 매우 일반적이며, 건설, 소규모 철거, 건축 자재 운반, 건설 기계에 대한 동력 공급, 굴착, 아스팔트나 포장 도로의 해체 등 다양한 작업에 사용되고 있다. 백호 로더에 장착되는 삽/버킷 중에는 더 빠르고 효율적으로 적재물을 비울 수 있도록 바닥이 개폐식인 것이 있다. 바닥이 개폐식인 것은 토사를 고르거나 깎는 데에도 사용된다. 이 때문에 멀티퍼퍼스(다목적) 삽 등으로 불린다. 삽/버킷을 다른 어태치먼트와 교체할 수 있도록 되어 있는 경우도 많다. 다른 건설 기계와 비교하여 비교적 소형이고 회전 반경도 작기 때문에, 유럽과 미국의 도시 개발 현장에서는 매우 많이 볼 수 있다.
4. 구조
20세기 초부터 내연기관이 트랙터의 주요 동력원으로 사용되었다. 1900년부터 1960년까지는 가솔린이 주된 연료였으며, 등유도 흔히 사용되었다. 영국에서는 가솔린-등유 엔진을 가솔린-파라핀 엔진이라고 한다. 1960년대부터 디젤 엔진이 널리 사용되기 시작했으며, 현대 농업용 트랙터는 일반적으로 18~575마력(15~480kW)의 출력 범위를 가진 디젤 엔진을 사용한다. 액화석유가스(LPG) 또는 프로판도 트랙터 연료로 사용되었지만, 특수한 가압 연료 탱크와 주입 장비가 필요하고 출력이 낮아 대부분 실내 작업에 국한된다.
엔진에서 생성된 동력은 작업 기구 또는 장비에 전달되어야 한다. 작업 기구가 엔진의 견인력을 통해 견인되는 경우 견인봉 또는 히치 시스템을 통해, 고정되어 있는 경우 풀리 또는 동력 인출 시스템을 통해 동력을 전달한다. 현대식 트랙터는 동력취출장치(PTO) 축을 사용하여 고정되거나 견인될 수 있는 기계에 회전 동력을 공급한다. PTO 축은 일반적으로 트랙터 후면에 있으며, 드로바 또는 3점식 히치로 견인되는 작업 기구에 연결된다. 이는 별도의 작업 기구 장착 동력원이 필요 없게 한다. 사실상 모든 현대식 트랙터는 호스나 전선을 통해 견인하는 장비에 외부 유압유와 전기 동력을 공급할 수 있다.
4. 1. 일반적인 농업용 트랙터의 기본 구조
앞바퀴는 한 개이며 매우 가늘다.]]고전적인 농업용 트랙터는 차량 중앙의 운전석 바로 뒤쪽에 있는 축에 매우 큰 두 개의 구동륜을 갖추고 있으며, 운전석 앞에는 엔진이 배치되어 있고, 엔진룸(보닛) 아래에 두 개의 조타륜을 갖춘 간단한 지붕 없는 차량이다.
현재 사용되는 농업용 트랙터의 대부분은 공기가 든 타이어를 장착한 '''휠 트랙터'''이다. 휠 트랙터에는 후륜구동 방식과 사륜구동 방식이 있다.
또한, 지면 압력을 낮추어 중량물 견인 작업이나 불규칙 지면 주행 시 성능을 높이기 위해 무한궤도를 장착한 '''궤도형 트랙터(크롤러 트랙터)''', 휠 트랙터의 후륜만을 무한궤도로 교체한 '''반궤도형 트랙터(세미크롤러 트랙터)'''도 있다.
현재의 농업용 트랙터는 사용하는 작업과 경영 규모(경작 면적)에 따라 약 10~500마력의 것이 세계적으로 일반적으로 사용되고 있다. 최고 속도는 일본에서는 35km/h 정도가 일반적이지만, 국내 제조업체에서는 50km/h까지 나오는 것도 있으며, 해외 제조업체에서는 JCB Fastrac과 같이 80km/h 이상으로 주행할 수 있는 것도 있다.
트랙터로 하는 대부분의 작업에는 사람의 걸음 정도의 저속이 요구된다. 하지만, 공도를 이동할 때는 어느 정도의 속도가 필요하기 때문에 부변속기를 장착한 것이 많다.
4. 2. ROPS (전복 보호 구조)
미국의 농업은 광업, 건설업에 이어 가장 위험한 산업 중 하나이다.[40] 트랙터는 다른 농업 기계보다 농업 생산의 위험과 더 밀접하게 관련되어 있다. 트랙터 관련 사고는 농업 사망 사고의 약 32%, 비치명적 부상의 6%를 차지하며, 이 중 50% 이상이 트랙터 전복 사고이다.[41]
롤오버 보호 구조물(ROPS)과 안전벨트[42] 착용은 트랙터 전복 사고 시 작업자의 사망을 방지하는 가장 중요한 안전 장치이다.[43][44]
최신 트랙터에는 전복 시 작업자가 깔리는 것을 방지하기 위해 ROPS가 장착되어 있다.[45] 노천 트랙터의 경우 ROPS는 작업자 좌석 위로 연장되는 강철빔 형태이며, 운전석이 있는 트랙터는 ROPS가 운전석의 프레임 일부를 구성한다. 밀폐형 운전석이 있는 ROPS는 운전자가 운전석 측면과 창문에 의해 보호되므로 심각한 부상 가능성이 더욱 줄어든다.
ROPS는 1959년 스웨덴에서 처음으로 법제화되었으며, 이전에는 트랙터 전복으로 인한 농부 사망 사고가 빈번했다. ROPS가 없던 시절의 로우 크롭 트랙터는 두 앞바퀴가 가깝게 붙어 있고 지면을 향해 안쪽으로 기울어진 '삼륜차' 디자인 때문에 특히 위험했다. 일부 농부들은 경사가 심한 경사면에서 트랙터를 운전하다 전복되어 사망했으며, 축 높이보다 높은 곳에서 과도한 하중을 견인하거나 끌거나, 추운 날씨로 인해 타이어가 지면에 얼어붙어 트랙터가 뒷바퀴를 중심으로 회전하면서 사망 사고가 발생하기도 했다.[40] 미국에서는 1986년에 ROPS가 처음 의무화되었지만, 소급 적용은 되지 않아 농부들의 ROPS 채택률이 완전하지 않다. 이 문제를 해결하기 위해 기존 트랙터에 ROPS를 장착하도록 장려하는 CROPS(비용 효과적인 롤오버 보호 구조물)가 개발되었다.[44]
ROPS가 설계대로 작동하려면 작업자는 보호 프레임 내에 머물러 있어야 하고 안전벨트를 착용해야 한다.
4. 3. 페달 구성
현대 농업용 트랙터는 일반적으로 바닥에 네 개의 페달을 갖추고 있다. 가장 왼쪽에 있는 페달은 클러치이다. 운전자는 기어를 변경하거나 트랙터를 정지시킬 때 클러치 페달을 밟아 트랜스미션을 중립 상태로 만든다.[27]오른쪽에 있는 두 개의 페달은 브레이크이다. 왼쪽 브레이크 페달은 왼쪽 뒷바퀴를, 오른쪽 브레이크 페달은 오른쪽 뒷바퀴를 멈춘다. 이러한 독립적인 좌우 브레이크는 조향 시 회전 반경을 줄이는 데 도움을 준다. 하지만 일반 도로 주행과 같이 속도가 높을 때는 한쪽 브레이크만 작동하면 급격하게 방향이 바뀌어 위험하므로, 좌우 페달을 연결하여 사용해야 한다. 분리된 브레이크 페달은 진흙이나 부드러운 흙길에서 트랙션(견인력) 손실로 인해 공전하는 타이어를 제어하는 데에도 사용되며, 디퍼렌셜 록이나 트랙션 컨트롤의 대용으로도 활용된다. 트랙터를 정지시키려면 양쪽 브레이크 페달을 모두 밟아야 한다.[27]
차동 장치(디퍼렌셜)의 작동 원리에 따라 일반적으로 한쪽 바퀴에만 구동력이 전달된다. 하지만 깊은 진창에서 탈출하거나 가파른 언덕을 이동할 때 미끄러지면 위험하고, 쟁기질 작업 등에서 직진성을 유지하기 어려울 수 있다. 이때는 양쪽 차축을 기계적으로 직결하는 "디퍼렌셜 록 장치"를 페달이나 레버로 작동시켜 안정적인 주행을 돕는다. 그러나 일반 주행 시 디퍼렌셜 록을 작동하면 핸들을 조작해도 방향이 바뀌지 않아 위험하므로, 오조작을 방지하기 위해 일반적인 운전 자세에서는 조작하기 어려운 위치에 배치하는 경우가 많다.[27]
가장 오른쪽에 있는 것은 가속 페달(스로틀)이다. 가속 페달을 이용한 트랙터의 속도 조절은 자동차와 유사하다. 영국에서는 도로 주행 시 속도 제어를 위해 가속 페달을 사용하는 것이 의무화되어 있다. 오래된 기종에는 가속 페달이 없는 경우도 있지만, 나중에 개조를 통해 장착하기도 한다. 농지에서 작업할 때는 핸들 근처에 있는 핸드 스로틀 레버로 스로틀을 조작하는 것이 일반적이며, 가속 페달 조작은 보조적으로 사용한다. 흔들리는 차체에서 가속 페달 조작만으로는 장시간 엔진 회전 속도를 일정하게 유지하기 어렵기 때문이다. 핸드 스로틀 레버는 강한 마찰력으로 움직임이 다소 무겁게 설정되어 있어, 흔들림 속에서도 엔진 회전 속도를 일정하게 유지할 수 있다. 이는 작업 기계를 적절한 속도로 사용하기 위해 중요한 장치이며, 운전석을 떠나 트랙터를 정지시킨 상태에서 작업을 할 때도 필요하다.[27]
4. 4. PTO (동력 인출 장치)
'''PTO'''(Power Take-Off)는 트랙터가 베일러(baler) 또는 모어(mower)와 같은 작업기(어태치먼트)에 엔진 동력을 전달하는 기구이다. 한국에서는 벼농사가 농업의 중심이기 때문에, 로터리에 경운용 쟁기를 여러 개 장착한 것이 주류이다. 로터리는 경운 후 토양 상태가 평평해져 논갈이 등의 작업이 용이하다는 장점이 있다. 한국에서는 밭농사에서도 로터리가 널리 사용되는, 세계적으로 드문 상황이다.
PTO에는 샤프트나 벨트로 전달하는 기계식과, 유압 펌프와 내압 호스를 이용하는 유압식이 있다. 초기 트랙터는 풀리와 벨트를 사용하여 고정 장비에 동력을 공급했지만, 곧 주행 중에도 자차 및 트레일러나 작업기에 동력을 공급할 수 있도록 개량되었다.
현대식 트랙터는 동력취출장치(PTO) 축을 사용하여 고정되거나 견인될 수 있는 기계에 회전 동력을 공급한다. PTO 축은 일반적으로 트랙터 후면에 있으며, 드로바 또는 3점식 히치로 견인되는 작업 기구에 연결될 수 있다. 이는 별도의 작업 기구 장착 동력원이 필요 없게 하는데, 현대 농업 장비에서는 거의 볼 수 없다. 새로운 트랙터를 구입할 때 앞쪽 PTO를 선택할 수도 있다.
대형 트랙터에는 PTO발전기를 통해 전력을 공급할 수 있는 것도 있다.
4. 5. 견인 장치
엔진에서 생성된 동력은 실제 작업을 수행하기 위해 작업 기구 또는 장비에 전달되어야 한다. 작업 기구가 엔진의 견인력을 통해 견인되거나 당겨지는 경우 견인봉 또는 히치 시스템을 통해, 작업 기구가 고정되어 있는 경우 풀리 또는 동력 인출 시스템을 통해, 또는 두 가지를 결합하여 이를 수행할 수 있다.; 끌림대 (Drawbar)
끌림대는 트랙터에 쟁기나 기타 토양 경작 장비를 연결하는 데 사용되는 단순한 강철 막대이다. 끌림대는 트랙터에 부착되며, 작업 기구의 히치는 핀이나 고리와 클레비스를 사용하여 끌림대에 부착된다. 이를 통해 작업 기구를 쉽게 부착하고 제거할 수 있어 트랙터를 다른 용도로 사용할 수 있다. 트랙터에 스윙 끌림대가 장착된 경우, 중앙이나 중앙에서 오프셋으로 설정하여 트랙터가 작업 기구의 경로 밖을 주행하도록 할 수 있다.
끌림대 시스템은 작업 기구가 자체 주행 장치 (일반적으로 바퀴)를 갖추어야 하며, 쟁기, 끌괭이 또는 써레의 경우 회전 시 또는 운반 시 지면에서 들어 올리는 일종의 리프트 메커니즘이 필요했다. 끌림대는 구동 토크가 적용되는 방식에 따라 전복 위험을 야기했다.[38] 포드슨(Fordson) 트랙터는 휠베이스가 너무 짧아 뒤로 넘어지는 경향이 있었다. 작업 기구와 트랙터 사이의 연결에는 일반적으로 약간의 여유 공간이 있어서 출발이 덜컹거리고 트랙터와 장비의 마모가 심해질 수 있었다.
끌림대는 개념이 매우 간단하고 트랙터가 말을 대체함에 따라 기존의 말이 끄는 작업 기구가 이미 주행 장치를 갖추고 있었기 때문에 기계화 초기에 적합했다. 하지만 트랙터의 용도에 따라 끌림대는 여전히 작업 기구를 트랙터에 부착하는 일반적인 수단 중 하나이다.
; 고정식 장착 (Fixed Mounts)
일부 트랙터 제조업체는 트랙터에 직접 장착할 수 있는 작업 기구를 생산했다. 예를 들어 프런트 엔드 로더, 벨리 모어, 능선 작물 재배기, 옥수수 수확기 및 옥수수 파종기 등이 있다. 이러한 고정식 장착 장치는 대부분 독점적이며 각 트랙터 제조업체에 따라 고유했기 때문에, 한 제조업체의 작업 기구를 다른 제조업체의 트랙터에 부착할 수 없었다. 또한 장착에 시간과 노력이 필요하여 작업 기구가 반영구적으로 부착되었다는 단점이 있었다. 따라서 작업 기구를 제거하고 매일 재설치하는 것은 비실용적이었고, 트랙터는 상당 기간 동안 단일 용도로 전용되었다. 작업 기구는 일반적으로 사용 시즌 초에 장착되고 시즌이 끝나면 제거되었다.
; 삼점식 히치 (Three-point hitch)
해리 퍼거슨(Harry Ferguson)이 삼점식 히치를 개발하기 전까지는 견인봉 시스템이 트랙터에 장비 부착하는 거의 유일한 방법이었다.[39] 삼점식 히치에 부착된 장비는 제어 레버를 사용하여 유압식으로 들어 올리거나 내릴 수 있다. 삼점식 히치에 부착된 장비는 일반적으로 트랙터에 의해 완전히 지지된다. 장비를 부착하는 또 다른 방법은 삼점식 히치에 부착되는 퀵 히치를 사용하는 것이다. 이를 통해 한 사람이 장비를 더 빠르게 부착하고 장비를 부착할 때 위험을 줄일 수 있다.
삼점식 히치는 농업용 트랙터와 그 부착 장비에 혁명을 일으켰다. 퍼거슨 시스템이 특허권 보호를 받고 있던 동안, 다른 제조업체들은 퍼거슨의 경쟁 우위를 막기 위해 새로운 히치 시스템을 개발했다. 예를 들어, 인터내셔널 하베스터(International Harvester)의 Farmall 트랙터는 2점식 "패스트 히치(Fast Hitch)"를 채택했고, 존 디어(John Deere)는 퍼거슨의 발명품과 다소 유사한 파워 리프트를 가지고 있었다. 삼점식 히치에 대한 특허 보호가 만료되자 그것은 업계 표준이 되었다.
오늘날 거의 모든 트랙터는 퍼거슨의 삼점식 링크 또는 그 파생물을 특징으로 한다. 이 히치는 장비를 쉽게 부착하고 분리할 수 있게 해주는 동시에 장비가 고정식 마운트로 부착된 것처럼 트랙터의 일부로 작동할 수 있게 해준다. 이전에는 장비가 장애물에 부딪히면 견인 링크가 부러지거나 트랙터가 뒤집히는 경우가 있었다. 퍼거슨의 아이디어는 두 개의 하부 리프트 암과 하나의 상부 리프트 암을 통해 연결하고 이를 유압 리프팅 램에 연결하는 것이었다. 램은 세 개의 링크 중 위쪽에 연결되어 있었기 때문에 (쟁기가 바위에 부딪히는 것과 같이) 항력이 증가하면 유압 장치가 장애물을 통과할 때까지 장비를 들어 올렸다.
최근 밥캣의 프런트 로더 연결 장치에 대한 특허가 만료되었고, 소형 트랙터에는 이제 프런트 엔드 로더에 대한 퀵 커넥트 부착물이 장착되고 있다.
; 자동화
드로바(drawbar)나 삼점 링크(three-point hitch)를 통해 작업기를 트랙터 후부에 장착할 수 있다. 삼점 링크에 장착된 기계는 일반적으로 트랙터에 의해 완전히 지지되는 형태가 되며, 운전석의 조작 레버로 유압을 이용해 상하 조절이 가능하다.
일본에서는 컴퓨터(computer)와 센서(sensor)를 이용하여, 본체의 자세와는 무관하게 작업기를 수평으로 유지하는 기능(자동 수평)이나, 로터리(rotary)에 의한 경운 깊이를 일정하게 하는 기능(자동 심경)을 갖춘 트랙터가 일반적이다.
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https://www.maff.go.[...]
농림수산성
[67]
웹사이트
作業機付きトラクターの公道走行について
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농림수산성
[68]
뉴스
トラクター公道走行／作業機 灯火器増設も／日農工作成ガイドブック／車幅や免許 条件解説
일본농업신문
2019-10-30
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웹사이트
国際トラクターBAMBA実行委員会
https://www.hkd.mlit[...]
홋카이도 개발국
[70]
뉴스
トラクターBAMBA実行委が解散【更別】
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돗카치마이니 신문
2019-02-07
[71]
서적
The American Heritage Dictionary of the English Language (4th ed.)
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[72]
웹사이트
http://unabridged.me[...]
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웹인용
보관된 사본
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2010-08-27
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