연결기

무궁화호 연결기

연결기(coupler)는 철도차량을 서로 연결하는 기계장치를 말한다.

1 개요[편집]

연결기는 철도차량과 철도차량을 서로 연결하여, 동력차로부터 발생하는 견인력이나, 추진력을 서로 전달하는 역할을 한다.

이 과정에서 연결기는 가해지는 힘을 견디면서, 차량의 유동이나 진동을 감내하고, 규정된 입력이나 동작 없이는 연결상태가 해체되지 않는 성능이 요구된다. 어느 정도로 강해야 하냐면, 연결기 연결 직후엔 일부러 역전간을 반전시켜 육중한 힘으로 당겨서 풀리지 않는지 반드시 확인할 정도.

전동차의 각 차량 사이에도 연결기가 사용되는 데, 편성 분리가 미미한 전동차의 특성상 반영구 연결기를 사용해 분리되지 않도록 하고 있다. 연접대차는 연결기와 인접 대차를 대체하여 차량 무게를 덜어보고자 시도된 것.

연결기가 다른 차량끼리 연결해야 하는 경우 컨버터를 사용한다. 주로 일반 연결기를 쓰는 기관차와 복합 연결기를 사용하는 전동차를 연결할 때 요구된다.

두 차량을 연결하는 것 뿐만 아니라 사람이 두 차량 사이를 넘나들 수 있게 할려면 연결기 뿐만 아니라 통로연결장치까지 필요하다.

2 종류[편집]


HST 비상 연결 (수동 연결기)


KTX-산천 복합 연결기

  • 결합 방법에 따라
    • 수동 연결기 : 작업원이 직접 연결기를 쇄정한다. 갈고리에 고리를 거는 식의 단순한 연결기가 주류. 주로 유럽철도차량에서 많이 볼 수 있는 버퍼체인 연결기가 그것이다.
    • 자동 연결기 : 연결기를 맞대면 자동으로 쇄정된다. 안전을 위해 분리할 때는 기관사나 작업원의 조작이 필요하다. 조준이 잘못되면 쇄정이 안되기도 한다.
  • 결합 요소에 따라
    • 일반 연결기 : 차량 연결만 한다. 기관차-객차 및 객차-객차 연결에서 흔히 보이며, 제동관이나 전원 공급은 별도 케이블 연결이 필요하다.
    • 밀착 연결기 : 일반 연결기에 더해서 연결기 면의 유동을 최소화하는 규격을 가진 연결기를 말한다. 진행방향으로의 충격이 적어지기 때문에 출발시 후미 객차 충격이 적어진다.
    • 복합 연결기 : 제동관 관통[1] 및 제어 계통 연동까지 한번에 진행한다. 전동차-전동차 중련 편성에서 흔히 보인다.

3 주요 표준제품[편집]

3.1 체인 및 너클식[편집]

  • 체인&버퍼
    Eisenbahn Schraubenkupplung 1.jpeg
    유럽에서 사용하는 표준 연결기로, 양쪽의 갈고리에 '체인'이라고 부르는 조임쇠를 걸고, 버퍼(완충기)가 맞닿을 때까지 조이는 방식이다. 강한 충격이 오는 게 아니면 버퍼의 반발력으로 인해 일정 간격이 유지되니 고리에서 조임쇠가 이탈하지 않는다.
    사실상 유일한 수동 연결기라서 연결 작업이 상당히 번거롭고, 인원이 차량 사이로 비집고 들어가야 하는 특성상 연결작업의 위험성이 큰 편이기에 대개 너클식의 자동연결기 또는 밀착연결기로 많이 전환되는 편이다. 그러나 유럽에서는 여러 나라 및 철도가 관여하는 관계로 이런 전환작업이 이루어지기 어려웠기에 현재까지도 사실상의 표준으로 유지되고 있다.
  • 재니 또는 AAR 연결기
    CouplerSRM.jpg
    자동연결기의 일종으로 미국에서 Janney라는 사람이 처음 고안했다. 명칭은 다양하게 쓰이지만, 가장 널리 보급된 미국철도협회(AAR)의 표준이 이 타입인 만큼 AAR 연결기라고도 부른다. 연결기를 개방한 상태에서 둘을 맞대면 가동부(너클)가 상대의 가동부를 물게 되며, 이때 잠금장치가 걸리면서 견고하게 연결되는 방식이다. 통상적으로 기관차가 견인하는 객차화차에 주로 사용되며, 연결기 사이에 약간의 유격이 발생하는 것이 특징이다.
    한국 및 북한의 객화차는 이 방식을 표준으로 사용한다. 일제강점기 당시 미국으로부터 도입하여 사용하던 샤론식, 얼라이언스식이나, 일본 내에서 개발한 시바타식 자동연결기로터 유래된 것으로, 실상 이들은 조립구조나 형상등의 차이는 있으나 기본적으로 재니 커플러와 대동소이하며, 이는 AAR과도 큰 차이가 없다.
    AAR연결기는 연결 기능만을 가지는 화차용의 E 타입, 로터리 덤퍼용 무개차에 적용되는 추가적인 쇄정장치가 붙은 F 타입, 그리고 객차에 쓰이는 밀착연결기 기능을 갖춘 H 타입 등으로 세분한다.
  • CA3(SA3) 연결기
    Diesel locomotive and power generator TGe-016 (3).jpg
    러시아 및 동구권에서 사용하는 자동연결기다. 연결기가 맞닿을 때 1차로 돌기가 눌리면서 걸쇠의 잠금이 풀리고, 그 다음 서로의 홈에 들어가면서 맞물리면 걸쇠가 다시 튀어 나오면서 견고하게 밀착시킨다.

3.2 밀착식[편집]

  • 샤펜베르크식 연결기
    2014.06.04 - NÖVOG - Bahnhof Laubenbachmühle - 04.jpg
    독일에서 개발된 방식으로 유럽의 밀착연결기 표준으로 자리잡았다. 한국에서는 KTX-산천과 용인경전철에 적용되어 있으며 복합연결기 기능이 있다. KTX-산천 구원연결을 위해 코레일은 AAR 변환 연결기를 보유하고 있다.
  • 시바타식 연결기
    JNR 117 series EMU 004 C.JPG
    일본에서 개발된 방식으로 일본의 철도 차량 표준이다[2] 대체로 사각형 모양이나 일부 차종은 원통형인 것도 있다. 한국에서는 일본에서 수입된 도시철도 시스템에 같이 딸려와 현재까지도 도시철도 차량들(용인경전철 및 부산 1000호대 제외)은 시바타식 연결기를 사용한다. 단, 이쪽은 복합연결기 기능이 없다.

4 각주

  1. 전기지령식 제동을 사용하는 경우 제동관 관통은 생략되기도 한다.
  2. 일본 철도성에서 시바타 마모루(柴田衛, 1900~1977) 주도로 1932년에 개발되어 시바타식 밀착연결기라는 이름으로 국철 및 사철 전동차 전반에 보급되었다. 참고로, 시바타식 자동연결기는 이 사람이 아닌 그 형인 시바타 효에이가 1929년에 개발한 것으로 객화차에 표준으로 적용되었다.(鉄道総合技術研究所(2020). "Railway Research Review", Vol.77 N0. 3. pp 38-39.)