[미리보는 트랙터 트렌드] AGRITECHNICA, “최신의 기술 트렌드를 한 자리에”
[미리보는 트랙터 트렌드] AGRITECHNICA, “최신의 기술 트렌드를 한 자리에”
  • 관리자
  • 승인 2019.11.05 15:52
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배기가스 사후처리시스템, 엔진외부에 설치 추세
대형 표준 트랙터엔 점차 半주행 모터 장착 경향

◆배기가스 배출 규정, 여전히 강력한 기술개발 요인   

2019년 1월부터 130kW이상 신형 트랙터의 디젤 엔진은 ‘Stage V’ 배기가스 배출 기준을  준수해야 하며, 2020년 1월부터는 56~130kW의 출력 등급도 ‘Stage V’ 기준이 적용된다.  미립자 배출량에서 수량(총 입자/kWh)에 대한 추가 한계와 함께 더욱 엄격한 중량 제한 값(g/kWh)이 강화돼 폐쇄 루프 미립자 필터 시스템의 적용이 불가피하게 됐다. 일부 트랙터 제조업체는 2019년 기존 모델 시리즈의 배기가스 배출량을 큰 문제없이 ‘Stage V’ 기준에 맞춰 전환했으나, 타 업체들은 이를 신모델 개발 및 발표에 반영하고 있다.    
커먼레일 연료 분사, 포 밸브 기술, 터보과급기, 차지에어쿨링, 비스코스 팬 및 전자식 엔진 관리는 동력 출력, 소비 및 배기가스 배출량을 위한 필수 요소들을 조정하는 주요 엔진 기술로 손꼽힌다. 비슷한 관련 기술 또한 배기가스 배출 분야에 적용되고 있다. 디젤 산화촉매기(DOC), 디젤 미립자 필터(DPF) 및 선택적 환원촉매(SCR) 배기가스 사후처리 시스템은 농업트랙터의 ‘Stage V’ 엔진에 상시 부착돼 있으며, 배기가스 재순환 장치(EGR)와 관련한 차이점은 산화질소 생성을 피하기 위한 내부 엔진 기술의 형태로만 찾아볼 수 있다. 전반적으로 재순환율을 낮추거나 혹은 재순환 과정을 완전히 생략하기 위한 트렌드가 떠오르고 있다. 그 예로 CNH와 더불어 SCR를 오랫동안 지지해온 Fendt사는 현재 새로운 Vario 900 대형 트랙터 모델 시리즈에서 EGR을 사용하지 않고 있다. 
DOC, DPF, SCR 배기가스 사후처리 시스템은 점차 소형 단일 모듈에 포함돼 엔진 외부에 설치되는 추세다. 대표적인 예로는 Massey Gerguson의 6700S 및 7700S 모델 시리즈를 위한 일체형 솔루션이 있다. CNH는 DPF을 SCR로 코팅해 질소산화물을 부분적으로 감소하는 새로운 SCRoF 시스템을 사용하고 있다. DOC, 코팅된 DPF 및 소형 SCR로 이루어진 완전 배기가스 사후처리 시스템은 DOC/SCR이 적용된 이전 ‘Stage IV’ 배기가스 배출 시스템과 비교해 설치 공간을 많이 차지하지 않는다. CHN그룹 3개 계열사의 4기통과 6기통 엔진이 장착된 모든 중형 클래스 모델 시리즈 또한 SCRoF 기술로 재설계된 Case IH사의 Magnum AFS Connect 대형 트랙터 모델 시리즈(6기통, 8.7 리터 엔진)에 합류했다.
또 파워 부스트를 주제로 패러다임 전환이 일어나고 있다. 이전에 비 부스트 캠프에 자리한 Fendt는 이제 새로운 Vario 314 내에 센서 제어 솔루션인 ‘Fendt Dynamic Performance’을 구현하고 있으며, 이를 통해 실제 작업에 항상 같은 기본 출력을 사용할 수 있다. 이러한 부스트 전력은 팬, 교류 발전기, 에어컨 시스템 및 공기 압축기와 같은 보조 장치가 소비자가 요구하는 전력에 따라 다양하게 활성화된다. 풍부한 파워 부스트를 지지하는 Case IH사는 정격 및 최대 전력(397hp 및 435hp)을 새로운 Magnum 400 모델의 모든 작동 조건에서 사용할 수 있도록 보장하며 반대 방향으로 이동하고 있다. 
한편 가스 엔진이 부착된 다양한 트랙터의 원형이 과거에 소개되었으나 아직 상용화되지 않았다. New Holland사는 현재 해당 브랜드의 T6 시리즈 중 시리즈 생산에 적합한 가스 연료 구동장치를 갖춘 트랙터를 최초로 선보이게 된다. 작동 시간을 늘리기 위해 추가 CNG 탱크 설치가 계획되어 있으며, 이러한 탱크는 전면 유압 장치의 특수 프레임으로 운반돼 퀵 커플링을 통해 트랙터의 메인 탱크에 연결할 수 있다. 주행에 있어, 제조업체들은 6개의 실린더와 6.0리터의 변위를 가진 ‘자연 동력’ 장치를 형제 기업인 FPT로부터 받아 구현하고 있다. 이는 불꽃 점화 원칙에 따라 작동하며, 이에 따라 가스로만 동력을 얻을 수 있다.

 

◆ 전기 기계식 동력 분할이 장착된 첫 기어박스

파워시프트 기어박스는 전체 부하 효율과 수명이 길어서 많은 양의 풀링 작업을 하는 농장에서 꾸준히 사용되고 있다. 새로운 혹은 개선된 부분 및 전체 파워시프트 기어박스가 최근 계속해 발표되고 있다. Case IH사는 이제 앞서 언급한 Magnum 400의 익숙한 18/4 및 19/4 버전을 확장해 감속된 엔진 속도인 40km/h 및 50km/h의 속도에서 차량을 주행할 수 있는 21/5 풀 파워시프트 변속 장치를 제공한다. 한편 Agco Group사는 ‘Valtra Powershift Revolution’를 통해 Versu 부분 파워시프트 기어박스를 위한 무단 다이렉트 기어박스(stepless Direct gearbox)에 조이스틱 작동 원리를 제공하고 있다. 
유압 및 기계 동력 분할이 탑재된 무단 기어박스가 농업계에서 사용된 지 20년 이상이 되었다. 지금까지는 트랙터, 트레일러 및 기구를 위해 더 높은 전력 요건을 갖춘 전기 추진기에 추가로 발전기가 필요했다. John Deere사는 이제 유압 장치(펌프/모터)를 완전히 포기하고 2개의 전기 모터를 구현함으로써 8R 대형 트랙터용 eAutoPower 신(新) 변속 장치를 통한 새로운 접근법을 취하고 있다. 해당 모터는 파워스플릿 기어박스 구조에서 가변 액추에이터의 기능을 대신할 뿐만 아니라 외부 소비를 위해 최대 100kW의 전력을 추가로 제공할 수 있으며, 예를 들어 대형 트레일러 또는 반장착 쟁기의 전기 구동 차축을 구동해 트랙션을 높이고 슬립을 줄이는 데 사용된다. 트랙터 및 기구의 전기화를 통해 슬러리 분사 장비가 장착된 대형 액비 탱크를 소형 트랙터로 운용할 수 있으며, 도로의 총중량 제한 시 유상하중을 높일 수 있다. 해당 전기기계식 파워스필릿을 트랙터에 적용하기 위해서는 기어박스 효율을 향상하고 주행 비용을 낮추어야 한다. 기어박스 외부의 전기 구동장치용 전력을 차단하면 전력 분할 구조물의 특정 작동 지점에서 발생하는 반응 전력 흐름을 추가로 ‘연결’할 수 있어 전체 효율을 더욱 높일 수 있는 것이다.  
소형트랙터 제작에 있어 배터리를 사용한 완전 전기 트랙터 컨셉이 여전히 고려되고 있다. 아그리테크니카에서 스위스 기업 Rigitrac은 2018년 말에 처음으로 선보인 50kW의 SKE 50 Electric 프로토타입을 추가 개발해 전시할 예정이다. 리튬 이온 전지의 용량은 80kWh이며 조종석 아래의 차축 사이에 장착된다. 400V 전기 시스템은 최대 5개의 전기 모터를 공급할 수 있으며, 각각 전방 및 후방 차축과 후방 및 전방 동력 인출 장치, 유압 펌프를 구동하기 위해 사용된다.

 

◆대형트랙터 적용 주행 모터, 점점 중요해지다

높은 견인력과 낮은 토양 압력을 위해 대형 표준 트랙터에는 점차 반(半) 주행 모터가 장착되고 있다. 전문 제조업체는 앞, 뒤 차축에 대한 개조 솔루션을 제공해오고 있다. CNH와 Claas는 최근 대형 트랙터의 뒤차축을 위한 공장 장착형 반(半) 주행 모터를 선보였다. 바퀴 트랙터의 앞차축은 일반적으로 구동장치용으로 설계되지 않기 때문에 개조 시 문제가 따를 수 있다. Case IH사는 Magnum 모델 시리즈의 semi-caterpillar 및 휠 모델에 대해 뒷바퀴의 자동 브레이크 펄스를 통해 새로운 스티어링 보조 기능을 제공하고 있다. 

 

◆대형 베일러 작업의 개선된 안정감

John Deere사와 New Holland사 두 기업 외에도 많은 기업이 트랙터 조종석 내 대형 베일러에서 발생하는 충격을 감소하는 시스템을 선보이고 있다. 이러한 충격은 탑승자를 불쾌하게 하며 건강 문제로도 이어질 수 있다. John Deere사는 7R 모델 시리즈 트랙터와 결합한 자체 대형 베일링 기계를 위해 무단 기어박스의 속도를 짧게 변경해 피스톤 충격을 감소하는 지능형 진동 감쇠 기능을 제공한다. 다양한 감지기 신호가 이를 위해 사용되며, 다른 기계 장치가 필요하지 않다. New Holland사는 다른 접근법을 취해 T7 트랙터 모델 시리즈에 타 제조업체의 대형 베일링 기계와도 작동하는 베일링 모드를 장착하고 있다. 이 과정에서 수정된 앞차축 서스펜션 체계와 가파른 엔진 차단 곡선 설정으로 인해 피스톤 충격이 차단된다.

 

◆실생활에 반영된 디지털화

트랙터 분야에서도 역시 디지털화의 시대가 도래했다. 여러 제조업체가 초점은 다르지만 원격 측정 시스템을 선보이고 있다. Valtra Connect를 사용하면 효율적인 차량 관리가 가능하다. 더불어 Kubota사의 Tim 원격 진단은 트랙터 및 기구의 단순하고 브랜드 독립적인 결함 분석에 초점을 맞추고 있으며, Lindner사의 TracLink Smart는 SmartTags 및 웹 기반 설정 권장사항을 이용한 자동 구현 인식에 초점을 맞추고 있다.
Fendt사는 FendtONE을 통해 트랙터 내의 세계와 사무실 내의 세계 간의 경계를 없애려는 새로운 경영 철학을 선보이고 있다. 새롭게 디자인된 조종석은 700시리즈와 300시리즈 상위 모델인 314에 적용될 예정이며, 디스플레이 내 내용을 자유롭게 선택할 수 있는 총 4개의 모니터가 장착된다. 그 예로 위성 지도 디스플레이가 전자 대시보드와 천장 모니터에 같게 표시되며, 천장 모니터는 부분적으로 또는 완전히 천장 안으로 밀어 넣을 수 있다. 더불어 트랙터의 거의 모든 개별 기능이 팔걸이에 새로이 부착된 컨트롤러에 부착될 예정이며, 다양한 색상 옵션도 함께 제공된다.

자료제공: AGRITECHNICA(www.agritechnica.com)
번역: 한독상공회의소(www.kgcci.com) 
 


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