지난 20년간 전 세계 철도 산업은 조용하지만 심오한 변화를 겪어왔습니다. 오랫동안 열차 제동, 출입문 작동, 팬터그래프 제어, 현가장치 수평 조절 등 열차 시스템의 보이지 않는 핵심 역할을 해왔던 압축 공기가 기존의 윤활 방식에서 무윤활 기술로 완전히 전환되었습니다. 이러한 변화는 유행에 따른 것이 아닙니다. 물리적 원리, 책임 문제, 그리고 고속 주행 시 제동 시스템 오염으로 인한 돌이킬 수 없는 결과 때문에 불가피하게 발생한 변화입니다. 철도 차량용 무윤활 스크류 공기 압축기는 열차 내 공압 시스템에서 가장 큰 오염 위험을 제거함으로써 영국과 유럽 전역의 철도 운영사들에게 근본적으로 신뢰성을 향상시켜 줍니다.
현대의 고속 전동차, 지역 디젤 동력 열차, 그리고 대형 지하철 차량은 모두 한 가지 공통된 구조적 특징을 가지고 있습니다. 바로 공압 회로가 오일 에어로졸을 견딜 수 없다는 것입니다. 오일 오염으로 인해 마모된 브레이크 패드는 마찰 계수가 떨어지고, 윤활유 잔류물로 막힌 솔레노이드 밸브는 중요한 순간에 오작동을 일으킵니다. 팬터그래프 씰은 수천 번의 작동 주기 동안 광물유에 노출되면 팽창하고 균열이 생깁니다. 철도 차량 압축기를 규정하는 유럽 기술 규격인 EN 15611 표준은 바로 이러한 고장 모드를 염두에 두고 제정되었습니다. 영국 국철망, 런던 지하철, 그리고 HS1 고속철도와 같은 해협 횡단 인프라에서 차량을 운행하는 모든 운영자는 이 규격을 준수해야 합니다.
에버 파워(Ever Power)는 18년 이상 철도용 오일 프리 스크류 압축기를 설계 및 제조해 왔습니다. 이 글에서 소개하는 제품들은 일반 산업용 장비를 개조한 것이 아니라, 철도 운행 환경의 실제적인 진동 특성, 고도 범위, 극한 온도, 유지보수 주기 등을 고려하여 로터 형상부터 설계까지 모든 단계에서 특수 제작된 제품입니다.
맞춤형 OEM 및 개조 솔루션 제공 · 영국 및 해외 공급 · 24시간 이내 답변
철도 차량용 무유압축 기술의 핵심 원리
오일 프리 스크류 압축기의 작동 원리는 매우 간단합니다. 정밀 가공된 두 개의 나선형 로터(수형 로터와 암형 로터)가 동기화되어 맞물리면서 대기 공기를 흡입하여 포집된 공간을 점진적으로 줄여 필요한 토출 압력에 도달합니다. 기존의 윤활식 스크류 압축기에서는 로터 간극을 밀봉하고 압축 가스를 냉각하며 베어링 표면을 윤활하기 위해 압축 공간에 오일을 주입합니다. 오일 프리 버전은 이러한 오일 주입 과정을 완전히 제거합니다. 로터 간극은 미크론 단위의 공차(일반적으로 전체 작동 온도 범위에서 50µm 미만)로 유지되므로 로터는 물리적 접촉이나 윤활유 없이 서로 밀봉될 수 있습니다. 이는 제어된 조건에서 적용된 고품질 엔지니어링 열가소성 또는 PTFE 로터 코팅과 모든 회전 속도에서 로터 프로파일의 정확한 위상을 유지하는 정밀 연삭된 동기화 기어를 통해서만 가능합니다.
열 관리 시스템은 오일의 냉각 기능을 대체합니다. Ever Power의 철도 압축기는 8bar 이상의 압력을 제공하기 위해 이중 단계 인터쿨러 압축 구조를 채택하고 있으며, 동일한 하우징 내에 공랭식 인터쿨러가 장착되어 있습니다. 이 인터쿨러는 2단계로 유입되는 가스의 온도를 낮춰 체적 효율을 향상시키고 로터 코팅의 열 변형을 방지합니다. 지하철 차량이 역 사이를 정차하는 터널 내 장시간 저속 운행과 같은 조건에서는 통합 가변속 드라이브(VSD)를 통해 압축기 출력을 정밀하게 조절하여 압력 조절 기능을 유지하면서도 과열을 방지합니다. 그 결과, ISO 8573-1 Class 0 인증을 받은 진정한 무오일 공기를 차량의 공압 시스템에 정확히 맞춰 공급하는 압축기가 탄생했습니다.
드라이 스크류 로터 쌍
수컷 및 암컷 로터는 ±2µm의 정밀도로 가공되었습니다. PTFE 기반의 마찰 방지 코팅은 압축 챔버에 오일을 주입하지 않고도 금속 간 접촉을 제거합니다.
인터쿨러 이중 단계 압축
일체형 공랭식 인터쿨러가 장착된 2단 압축 방식은 토출 온도를 주변 온도보다 50°C 미만으로 유지하여 하류의 솔레노이드, 액추에이터 및 브레이크 밸브 시트를 보호합니다.
가변속 드라이브 제어
차량에 탑재된 VSD(가변 속도 드라이브)는 순간적인 차량 수요에 맞춰 압축기 출력을 조절하여 부분 부하 시 에너지 소모를 줄입니다. 이는 보조 동력 소비량 1kW당 주행 거리에 영향을 미치는 EMU(전기 동력 열차)에 매우 중요합니다.
기술적 성능 매개변수
아래 표는 Ever Power의 표준 레일 시리즈 오일 프리 스크류 압축기 제품군을 나타냅니다. 모든 매개변수는 OEM 맞춤 제작 프로그램을 통해 특정 차량 사양, 전원 공급 전압, 압력 요구 사항 및 유지 보수 주기 목표에 맞게 조정할 수 있습니다. 안전이 중요한 용도를 위한 이중 헤드 장치를 포함한 맞춤형 구성은 주문 제작 방식으로 제공됩니다.
| 매개변수 | EP-RF35 | EP-RF55 | EP-RF90 | EP-RF132 |
|---|---|---|---|---|
| 정격 출력(kW) | 35 | 55 | 90 | 132 |
| 자유 공기 공급량(m³/min) | 4.5 – 5.8 | 7.2 – 9.5 | 11.8 – 15.2 | 17.5 – 22.0 |
| 최대 작동 압력(bar g) | 10 | 10 | 13 | 13 |
| 공기 청정도 등급 | ISO 8573-1 클래스 0 | ISO 8573-1 클래스 0 | ISO 8573-1 클래스 0 | ISO 8573-1 클래스 0 |
| 소음 수준 (dB(A) @ 1m) | ≤ 68 | ≤ 70 | ≤ 72 | ≤ 74 |
| 작동 온도 범위 (°C) | -25에서 +50까지 | -25에서 +50까지 | -40에서 +55까지 | -40에서 +55까지 |
| 진동 저항(EN 61373) | 카테고리 1, 클래스 B | 카테고리 1, 클래스 B | 카테고리 1, A등급 | 카테고리 1, A등급 |
| 공급 전압 옵션 | 400V / 480V / 750V DC | 400V / 480V / 750V DC | 400V / 1500V DC | 400V / 1500V DC |
| 서비스 간격(시간) | 8,000 | 8,000 | 12,000 | 12,000 |
| 표준 준수 | EN 15611 / EN 61373 | EN 15611 / EN 61373 | EN 15611 / EN 61373 | EN 15611 / EN 61373 |
오일이 없는 공기가 차이를 만드는 곳
현대식 고속 열차 한 대에는 사람들이 생각하는 것보다 훨씬 더 많은 공압 부품이 탑재되어 있습니다. 각 부품은 오염에 대한 민감도, 적정 압력 범위, 그리고 고장 시 발생하는 결과가 모두 다릅니다. 이러한 시스템들을 개별적으로 이해하면 오일 프리 스크류 공기 압축기가 왜 프리미엄 사양이 아니라 공학적으로 타당한 유일한 사양인지 명확해집니다.
철도 엔지니어가 Ever Power를 명시하는 이유는 무엇일까요?
철도 차량 조달 단계에서의 사양 결정은 30년에 걸친 차량 수명 전반에 걸쳐 영향을 미칩니다. 압축기 기술 선택은 유지보수 예산, 가동률 목표, 안전 기록 및 규정 준수 결과에 수년에 걸쳐 영향을 미칩니다. 에버 파워(Ever Power)의 오일 프리 스크류 압축기 플랫폼의 장점은 단순한 마케팅 문구가 아니라, 기존 윤활 방식에서 전환할 때 철도 조달 엔지니어, 유지보수 담당자 및 차량 관리자가 일관되게 보고하는 엔지니어링 결과입니다.
검증된 서비스 — 고객 성공 사례
영국 북부 EMU 열차 운영사 - 43량으로 구성된 지역 급행 열차 보유
영국 북부의 한 지역 여객 열차 운영 회사는 3xx급 전동차(EMU) 차량에서 허용할 수 없는 수준의 제동 시스템 수리 빈도를 경험하고 있었습니다. 정비 분석 결과, 근본 원인은 차량 제작 당시 장착된 윤활 피스톤 압축기에서 발생하는 오일 에어로졸 오염으로 밝혀졌습니다. 제동 분배 밸브는 제조사에서 권장하는 교체 주기의 두 배에 달하는 빈도로 교체되고 있었으며, 18개월 동안 제동 거리 연장 사례가 두 건이나 운영사 안전 관리팀에 보고되었습니다. 이에 해당 차량의 엔지니어링 팀은 차량의 공압 시스템을 변경하지 않고 계획된 중정비 방문 시 설치할 수 있는 개조 솔루션을 위해 Ever Power에 문의했습니다.
Ever Power는 기존 하부 프레임 볼트 패턴에 맞춰 설계된 맞춤형 장착 프레임을 갖춘 EP-RF55 오일 프리 스크류 압축기 43대를 공급했습니다. 전체 설비 개조 작업은 14개월에 걸쳐 완료되었습니다. 개조 완료 후 24개월 동안 브레이크 밸브 교체율은 67% 감소했으며, 브레이크 관련 안전 사고는 단 한 건도 발생하지 않았습니다. 연간 유지보수 비용은 대당 약 4,200파운드 절감되어 개조 투자에 대한 예상 회수 기간은 4.5년 미만이었습니다. 해당 운영사는 이후 차기 설비 구매 계약에서 Ever Power 오일 프리 장치를 필수 표준 사양으로 지정했습니다.
“저희는 3년 넘게 시외 열차에 EP-RF90 장치를 운행해 왔습니다. 분기별로 실시하는 모든 공기질 검사에서 ISO Class 0 등급을 꾸준히 유지하고 있습니다. 더욱 중요한 것은 팬터그래프 액추에이터 정비 주기가 18개월에서 36개월로 연장되었다는 점입니다. 이는 회로 내 오일 오염을 제거한 덕분입니다. 에버 파워 엔지니어링 팀은 시운전 기간 내내 지원을 아끼지 않았으며, 모든 기술적인 문의에 며칠이 아닌 몇 시간 내에 답변을 주었습니다.”
차량 관리 엔지니어링 매니저 · InterCity TOC, 스코틀랜드, 영국
“저희는 가격 경쟁력과 EN 15611 인증을 기준으로 새로운 지하철 차량 구매 시 Ever Power 제품을 선정했습니다. 하지만 예상하지 못했던 것은 기술 문서 패키지의 품질이었습니다. 모든 시험 보고서, FMEA(고장 모드 및 영향 분석), 유지보수 매뉴얼이 최초 제품 검사 전에 제공되었는데, 이러한 철저한 준비 덕분에 인증 프로그램에서 몇 주를 절약할 수 있었습니다. 현재 런던 전역의 세 곳의 차량기지에서도 Ever Power의 무유압식 유지보수 장비를 사용하고 있으며, 모두 만족스러운 반응을 보이고 있습니다.”
런던 도시철도청 차량공학부 책임자, 영국
"철도 차량 OEM으로서, 우리는 압축기 공급업체를 평가할 때 공기 순도, 진동 인증, 그리고 차량 규격에 맞춘 맞춤 제작 능력이라는 세 가지 필수 기준을 고려합니다. Ever Power는 웨스트 미들랜즈 지역 프랜차이즈 프로젝트에서 이 세 가지 기준을 모두 충족했습니다. 각 압축기가 독립적으로 전체 브레이크 시스템 수요를 충족할 수 있도록 설계된 맞춤형 이중 헤드 구성은 예정된 일정과 예산 내에서 완료되었습니다. 영국 또는 유럽 TSI 규격을 준수하는 모든 자동차 제조업체에 Ever Power의 엔지니어링 팀을 주저 없이 추천합니다."
선임 시스템 엔지니어 · 철도 차량 제조업체, 웨스트 미들랜즈, 영국
영국 철도 산업에 신뢰를 제공합니다
영국의 철도망은 유럽에서 철도 차량 부품에 가장 까다로운 운영 환경 중 하나입니다. 빅토리아 시대에 건설된 터널 구조, 혼합 교통 노선, 철도 및 도로청(ORR)에서 관리하는 엄격한 안전 체계, 그리고 HS2 1단계 사업과 관련된 야심찬 수송 용량 확장 목표가 복합적으로 작용하여 복잡한 사양 환경을 조성하고 있습니다. 이러한 환경에서는 단순히 제품 카탈로그만 제공하는 것이 아니라 진정한 기술력을 갖춘 공급업체가 필요합니다. 에버 파워(Ever Power)는 잉글랜드, 스코틀랜드, 웨일즈 전역의 철도 운영사, OEM 업체, 그리고 정비소 엔지니어들에게 오일 프리 스크류 압축기를 공급해 왔으며, 영국 내 물류 파트너사를 통해 수요가 높은 서비스 부품 재고를 유지하여 긴급 정비 시 당일 배송을 보장합니다.
규정 준수 문서는 영국 특유의 요구 사항에 맞춰 작성됩니다. 2021년 입법 전환 이후 EU의 TSI 프레임워크가 영국 국내 표준과 차이가 발생하는 경우, Ever Power의 엔지니어링 팀은 해당 영국 국가기술규정(NTR)에 부합하는 변형 선언서를 제공할 수 있습니다. HS1 운영 면허에 따른 채널 터널을 통한 서비스를 포함한 국경 간 운행의 경우, CE 마크가 부착된 EU TSI 선언서도 동시에 제공됩니다. 영국 철도 조달 프로젝트는 공급업체가 브렉시트 이후 인증 환경에 대한 이해 부족으로 인해 복잡해져서는 안 되며, Ever Power는 그러한 문제를 방지합니다.
주력 EMU 및 DMU 적용. RSSB 문서 완벽 지원. 영국 내 부품 당일 배송.
지하 및 심층 터널 환경에 적합한 설계. 터널 환경에 적합한 방진 밀폐형 인클로저.
소형 EP-RF35 유닛은 트램 및 경전철 도어/브레이크 시스템에 사용됩니다. 맨체스터 메트로링크와 호환되는 외형을 갖추고 있습니다.
화물 기관차 제동 시스템 및 전통 견인 시스템 개조 솔루션. 맞춤형 인터페이스 엔지니어링 제공.
모든 단계에서 맞춤형 엔지니어링 제공
에버 파워의 제조 시설은 일반 산업 제품과는 완전히 분리된 전용 철도 제품 생산 라인을 운영하고 있습니다. 압축기 생산과 생산의 분리는 중요합니다. 철도용 제품은 산업 제품과 비교했을 때 근본적으로 다른 승인 기준, 문서 요구 사항 및 장기 공급 약정을 가지고 있으며, 두 가지 품질 시스템을 혼합하면 필연적으로 양쪽 모두에게 불리하게 작용합니다. 해당 철도 노선은 ISO 9001:2015 품질 관리 시스템에 따라 운영되며, 철도 부문에서 가장 엄격한 공급업체 인증 프로그램인 IRIS(국제 철도 산업 표준)에 부합하는 철도 관련 추가 규정을 준수합니다.
Ever Power의 제품 맞춤 제작 역량은 사소한 외형 변경(예: 공기 배출구 포트를 90° 재배치, 두 번째 온도 센서 추가, 커넥터 표준 변경)부터 고객이 제공한 포장 외형 도면을 기반으로 압축기 장치를 처음부터 설계하는 것에 이르기까지 폭넓게 지원합니다. 신규 프로젝트를 진행하는 철도 차량 제조업체는 맞춤 제작 비용이 가장 저렴하고 통합 옵션이 가장 다양한 개념 설계 단계에서 Ever Power와 협력하는 것이 좋습니다. 당사의 응용 엔지니어링 팀은 CATIA 및 SolidWorks 디지털 모델 작업 경험을 보유하고 있으며, 모든 주요 CAD 형식으로 차량 통합 검토를 위한 인증된 3D 외형 모델을 제공할 수 있습니다.
봉투 및 마운팅
맞춤형 프레임 치수, 하부 프레임 또는 장비 베이 장착 패턴, 차축 하중 사양에 따른 방진 마운트 선택.
전기 인터페이스
공급 전압은 48V DC에서 1,500V DC까지입니다. MVB, CANopen 또는 자체 개발 버스 프로토콜을 지원합니다. 차량 배선 사양에 맞춰 맞춤형 커넥터 유형과 케이블 길이를 제공합니다.
문서 패키지
완전한 RAMS 분석, FMEA, 정비 매뉴얼, ILS 데이터 패키지, 예비 부품 목록 및 형식 시험 인증서를 귀사의 인증 기관 제출 형식에 맞춰 제공합니다.
장기 공급 약정
차량 도입 계약 시 30년간 예비 부품 공급을 서면으로 보장합니다. 모든 부품 단종에 대해 24개월 전에 사전 고지하는 노후화 관리 프로그램을 운영합니다.
자주 묻는 질문
철도 차량의 기름 오염을 제거할 준비가 되셨습니까?
차량 종류, 차량 규모, 압력 요구 사항 및 일정을 알려주시면, 당사 철도 애플리케이션 팀에서 영업일 기준 하루 이내에 예비 기술 제안서와 예상 가격을 보내드리겠습니다.
에버 파워(Ever Power) · 철도 및 운송용 오일 프리 스크류 압축기 · EN 15611 · ISO 8573-1 클래스 0 · 영국 및 유럽 공급
gzl님이 편집함