서론

K2전차에 탑재 가능한 1，500마력 소형 고효율 엔 진과 변속기를 개발하는 것을 목표로 산 • 학 • 연 주관 핵심기술연구개발(정부 승인)의 형태로 ’05.4월부터 엔진•변속기의 개발이 착수되었다.
개발사업의 형태는 엔진과 변속기 모두 전문 생산업체가 연구개발 주관기관이 되어 개발을 실시 하였으며, 국방과학연구소(이하 국과연)가 연구개발 관리기관의 역할을 수행하였다
국산 1500마력 엔진 • 변속기의 개발은 ’10.12월 개발완료를 목표로 시작되어，개발이 완료되면 K2전차 초도양산부터 적용하려 하였다 그러나，개발과정 중 여러 어려움이 발생하여 개발이 지연됨에 따라 제63회 방위사업추진위원회(이하 방추위)(’12.12.17.)에서 K2전차초도양산에 외산동력장치(외산 엔진 + 외산 변속기)를 적용하는 것으로 결정되었고，개발기간을 4회 연장하여 개발시험평가(결과: 기준 충족) 및 운용시험평가(결과 : 군사용 적합)를 통과하고，규격화를 완료하여 마침내 ’14.12월 1500마력 국산 엔진 • 변속기의 개발이 완료되었으며，제84회 방추위(’14.11.19.)에서 K2전차 2 차 양산에 국산동력장치를 적용하는 것으로 결정되었다
1500마력 엔진• 변속기의 개발이 완료된 이후 ’15년부터 국방기술품질원(이하 기품원) 주관으로 엔진과 변속기에 대 한 최초생산품 시험을 수행하여 엔진은 ’16.3월에 최초생산품 시험이 완료되었다

변속기의 경우는 부품 단품의 규격일치성 여부 확인 및 기동특성에 대한 성능시험을 ’15.12월까지 완료 하였고，’16.1 월부터는 변속기 단품에 대한 내구도시험을 실시하여 ’17.2월까지 총 6회의 내구도시험을 실시하였으나，국방규격의 요구조건을 충족하지는 못하였다

변속기 생산업체가 이견을 제기하고 7차 내구도 재시험을 미수용함에 따라，국산 동력장치를 적용하려던 K2전차
2차 양산은 국산 엔진과 외산 변속기를 조합한 이른바 혼합 동력 장치의 기술입증시험을 추진하는 것으로 제213회 방위사업 청(이하 방사청) 사업관리분과위원회(’17.9.6.)에서 결정되었고，’18.1
월까지 기술입증시험을 완료하였다.

이후，제109회 방추위C18.2.7.)에서 K2전차 2차 양산에 혼합 동력장치 적용을 결정하였고，
기품원 주관으로 혼합 동력장치에 대해 저 온시동을 포함한 기동특성 최초생산품 시험과 3,200km 주 행시험을 ’19.2월까지 수행하여 규격에 충족함을 확인하였으며，’19.5월에 혼합 동력장치를 탑재한 K2전차 2차 양산의 최초 2대에 대한 출고식을 개최하
고 ’19.6월에 전력화하게 되었다
’16.1 월부터 ’17.2월까지 총 6회의 변속기 단품에 대한 최초생산품 내구도시험이 수행되었다. 결함의 원인은 상이하였으나，1~5차 결함은 수정 •보완 후에 재시험을 착수하게 되었는데 6차 내구도시험을 중단시킨 결함에 대해서는 관련기관과 변속기 생산업체의 이견이 좁혀지지 않아 7차내구도시험의 착수가 제한되었다.

해당 결함은 변속기 내부의 클러치 오일 압력저하로써 관련기관과 업체가 합동으로 단계별 원인분석을 실시하던 중 변속장치 외에 다른 부분에서 원인을 발견하지 못하자 해외 원제작사로 후송을 통한 추가적인 원인분석을 위해 변속장치를 합동으로 봉인하였다.
이후 변속기 생산업체가 관련기관과 사전 협의 없이 변속장치를 무단으로 봉인을 해제하고 정비를 수행한 사실이 확인 되었다

본론 1 K2 변속기 구성
군용차량이나 건설장비 등 궤도형 차량(Tracked Vehicle)에 사용되는 변속기는 일반적인 장륜형 차량(Wheeled Vehicle) 변속기와는 다르게 교차구동식 (Cross-drive Type)으로 일반적인 변속기능뿐만
아니라 조향 및 제동 기능 까지 수행하기 때문에 일반차량의 변속기보다 그 구조와 기 능이 복잡하고 다양하다. K2전차용 변속기는 1,500마력급 자동변속기로 개발되었으며，주요 제원 및 성능은 아래와 같다.

완전 전자제어식 자동변속기로 변속기능(전진 6단 / 후진 3단) 과 정유압•동유압조향장치를 이용한 무한가변조향 시스템 및 유체감속기와 기계식 브레이크를 활용한 제동 시스템을 가지고 있는 것이 특징이라고 할 수 있다.
K2전차 국산변속기의 국방규격서에 명시된 주요 구성품은 10종이며 이를 도식화하여 나타내면 아래와 같다

주요 구성품 중 변속장치(Range Pack), 유압제어장치 (Hydraulic Control Unit) 및 우력변환기(Torque Converter)는 자동변속기의 핵심구성품으로 일반 자동차의 자동변속기와 그 기능이 유사하다.

변속장치는 다수의 유성 기어 및 클러치로 이루어져 있으며 유압에 의한 클러치 조작을 통해 각 유성기어의 회전 자유도를 변경하여 기어비 및 전 • 후진 방향을 변경할 수 있게 한다. 이러한 변속장치는 변속기의 가장 핵심적인 구성품으로써
내부에 수많은기어，베어링，기계구조물 및 체결류 등으로 이루어져 있기 때문에 여러 부품 중 하나의 내부 부품만 손상되더라도 정상적인 기능을 수행하는 데 제한이 발생할 수 있다
우력변환기는 펌프，고정자，터빈 및 록업 클러치로 구성되어 있으며 엔진에서 전달된 동력을 변환하여 변속단 조립체에 전달하는 유체 구동식의 동력전달장치이다.

유압제어장치는 변속장치 제어에 필요한 오일을 변속기제어기(Transmission Control Unit)로부터 전기적 신호를 받아서 변속장치의 각 단과 우력 변환기 록업 장치에 오일을 공급함으로써 고품질의 변속을 구현할 수 있게 한다

정유압조향장치 및 동유압조향장치는 궤도장비용 변속기가 조향을 할 수 있도록 하는 주요 구성품이다. 정유압조향장치(Hydrostatic Steering Unit)는 사판식 피스톤형 유압펌프와 유압모터가 1쌍으로 이루어진 부품으로，사판 각도에 따른 펌프의 유량 변화를 통해 유압모터 의 회전속도를 제어하는 방식으로 무한가변조향이 가능하게 한다.

동유압조향장치(Hydrodynamic Steering Unit)는
중간기어상자 조립체로부터 전달되는 엔진 동력을 우력변환기 및 정유압 조향장치에 전달하며，
조향동력 부하 시 조향 동력 지원 및 냉각팬 구동동력을 지원한다. 제동장치는 고중량의 에너지를 흡수할 수 있도록 유체감속기(Retarder)와 좌 • 우측 기계식 브레이크(Mechanical Brake)의 조합으로 이루어져 있다. 일정 속도 이상에서는 유체감속기가 작동하고 속도가 감소됨에 따라 기계식 브레이크가 작동하도록 하여，제동 마찰재에 부담이 적게 갈 수 있도록 설계되어 있다.

그 외 주요 구성품으로는 변속기 내부의 유압시스템 작동 및 윤활유 공급을 위한 메인펌프(Main Pump)
가 있으며，내부 오일 청정도 확보를 위한 오일여과기(Oil Filter)가 있다. K2전차 국산 변속기의 국산화율은 금액대비 약 70% 수준이나 내부의 주요 구성품은 위에 나타낸 바와 같이 일부가 수입품이다.

국방규격서에 명시된 주요구성품 10 종 중 5종이 수입품이며，1종은 일부 부품이 수입되고 있다. 수입되는 부품은 변속장치，정유압조향장치，유체감속기，기 계
식 브레이크 및 유압제어장치(일부 부품 수입)로써 사실상 궤도장비 변속기의 핵심기능인 변속，조향，제동에 관계되는 핵심구성품은 여전히 해외 기술에 의존하고 있는 실정이다
K2전차용 1500마력 국산 엔진•변속기 최초생산품 검사에서는 먼저 하위 세부 부품의 규격일치성 검사를 실시하고 조립체 상태에서의 기동특성 확인을 위한 성능시험을 실시한다. 엔진과 변속기는 개발이 완료되면서 각각 국방규격 이 제정되었으므로 규격서(Specification)에 따라 단품 시험을 실시하며 충족 시 아래와 같이 엔진 • 변속기 • 냉각 장치를 결합하여 동력장치(Power Pack)를구성하고 동력 장치 상태의 요구조건을 품질보증요구서(QAR，Quality Assurance Requirement)에 따라 충족 여부를 확인한다.

이후 K2전차에 동력장치를 탑재하여 체계상태의 성능시험을 K2전차 국방규격서에 따라 실시하고 충족 시 3,200km 주행시험을 실시한다

뒷이야기는 여기서 봐

[시리즈] k2 흑표 변속기 내구도 시험 결함
· k2 흑표 변속기 내구도 시험 결함 발견 사례 (요약)

오늘 약속 갔다가 마지막 편씀

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