경운기

경운기(Cultivator, 耕耘機)는 땅을 갈아엎는 데 쓰는 쟁기, 가래 따위의 농기구로, 동력을 이용하여 논밭을 갈아 일구어 흙덩이를 부수는 기계이다.

특징

경운기는 논밭을 갈거나, 흙덩이를 부수고, 땅을 고르거나, 씨뿌리기 및 운반 등과 같은 이동하면서 하는 작업과 탈곡 및 양수와 같이 정지상태에서 하는 작업의 원동력을 공급하는 기계이다. 대부분 동력 경운기를 말하는데, 규모가 작고 탑승하지 않고 작업한다는 것을 제외하면 트랙터와 크게 다를 바가 없다. 경운기에 설치된 엔진은 5∼10마력이 보통이고, 두 개의 바퀴를 장비하고 있으므로 운전자가 탑승하지 않고 보행하면서 작업한다. 따라서, 경운기를 보행형 트랙터, 또는 이륜 트랙터라고도 한다. 전통농업에서 소가 하던 갈기, 흙 부수기, 땅 고르기, 운반 등과 같은 작업이 경운기로 많이 대체되었다. 소가 근육력으로 이런 작업을 한다면 경운기는 엔진의 구동력을 사용한다. 작업기를 바꾸어서 여러 가지 농작업을 수행할 수 있다는 면에서 경운기는 농업 동력화의 핵심이 되는 기종이라 할 수 있다. 경운기는 구미에서 1920년대 정원용으로 이용되었고, 일본에서는 1950년대 농업용으로 많이 보급되었으나, 우리나라에는 1960년대 초반부터 보급되기 시작하였다. 보급 초기에는 농작업보다도 운반작업에 많이 이용되었으며, 따라서 운반작업에 알맞게 엔진 출력이 약 6마력에서 8∼10마력으로 커졌다. 경운기는 구조와 기능에 따라 여러 가지로 분류할 수 있으나, 우리나라에서는 주로 견인 구동형이 이용되고 있다. 쟁기와 트레일러를 경운기에 연결하여 견인작업을 할 수 있고, 로터리 경운기, 탈곡기, 양수기 등을 연결하여 회전동력을 줄 수 있게 된 것이다.

구조

경운기의 주요 구성 부분은 기관, 주 클러치, 변속장치, 주행장치, 조향장치, 제종장치, 힛치, 부속 작업기 등으로 되어있다.

엔진부

엔진부의 실린더는 엔진 중 가장 중요한 부분으로 그 속에서 피스톤이 운동하며 피스톤과 실린더 헤드가 함께 연소실을 형성하며 실린더의 내벽은 장시간 사용하며 마모되므로 이중으로 만들어 내벽을 교환하게 되어있다. 라이너에는 건식과 습식의 두 가지 모양이 있지만, 일반적으로 습식이 많이 사용되고 있다. 실린더 헤드는 주철 또는 알루미늄 합금으로 되어있고, 연소실의 일부를 형성하고 있다. 그 내부에는 냉각수를 통하게 하기 위한 물재킷이 마련되어 밸브 및 점화 플러그 또는 노즐 등이 설치되어 있다. 또한 헤드 윗면에는 밸브 기구를 보호하기 위한 헤드 커버가 설치되어 있다. 피스톤은 헤드부, 링부, 스커어트부로 구성되어 있으며 피스톤의 작용은 왕복운동으로 인한 실린더 벽과의 미끄럼 작용, 면접봉 경사시의 활면에 대한 측압작용 폭발압력과 관성력을 연접봉에 전하는 작용, 가스의 압력을 받아 작용 실린더와 윤활유에 전하는 작용을 하며 스커어트부의 보스는 비교적 두껍고, 이곳에 피스톤을 연접봉에 연결하는 피스톤핀이 꽂힌다. 피스톤링은 탄성링으로 피스톤과 실린더의 기밀을 유지하고 압축과 연소 가스가 새는 것을 방지하기 위해 압축링과 오일을 긁어내리는 작용을 하는 오일링이 있다. 압축링은 보통 불꽃 점화식에서는 2개, 압축 점화식에는 3개가 사용된다. 연접봉은 피스톤의 왕복운동을 회전운동을 바꿔주는 역할을 하며 한쪽 끝은 피스톤에 연결되고 다른 한쪽 끝은 크랭크 핀에 연결되어 있다. 피스톤 축을 소단부, 크랭크 핀 축을 대단부라고 한다. 크래크축은 연접봉의 작용을 받아서 회전력을 발생시키는 축을 말하며 연접봉과 연결되는 크랭크 핀 회전동력을 발생시키는 크랭크암 등으로 되어있다. 플라이휠은 크랭크축의 한쪽 또는 양쪽에 무거운 주조제 바퀴로서 폭발 행정 때 얻은 운동에너지를 축적하였다가 압축 배기 흡입 등의 행정시에 공급하여 회전을 원활하게 하고 진동을 감소시키는 역할을 한다. 가버너는 디젤기관 장치로 연료 분사 펌프로부터 연료 토출량의 가감을 조절한다. 일반적으로 농용엔진에서는 원심식 가버너 장치를 사용하고 있다. 가버너 웨이트의 원심력으로 연료 분사 펌프 조정 레버를 움직여 연료의 송출량을 가감한다. 즉, 엔진 회전수가 떨어지면 연료의 송출되는 연료량을 많게 하고 회전수가 높아지면 송출량을 적게 하여 일정한 회전수를 유지하게 한다. 공기청정기는 깨끗한 혼합가스를 만들어 실린더 내벽의 마모를 방지하기 위해 미리 흡입 공기 중의 불순물을 제거하는 장치이며 습식과 건식이 있다. 소음기는 연소 후 발생한 폭발가스가 공기 중으로 반출되면 이때 공기와 충돌하여 공기의 밀도를 급격히 변화시키므로 큰 폭발음을 발생시킨다. 이러한 소리를 작게 만드는 것이 소음기이다. 윤활장치는 엔진 내부의 각 윤활부 즉, 기계적 마찰부에 오일을 공급하여 윤활시키는 장치이다. 윤활의 기본 목적은 마찰을 적게 하여 마찰에 의한 마모와 동력 손실을 최대한으로 줄이는데 있으며, 이외의 중요한 기능으로 밀봉작용, 냉각작용, 녹박이작용, 응력 분산작용 및 세척작용이 있다. 엔진의 윤활부는 크랭크축 및 캠축의 저널부, 연접봉의 대단부, 소단부 실린더 라이너의 내벽, 크랭크 기어 및 타이밍 기어, 밸브 등이다.

동력전달장치

동력 경운기의 동력전달 계통은 기고나의 동력을 전달축까지 V벨트에 의해 전달된다. 전달 주축에는 주 클러치가 설치되어 있으며 변속기로 동력을 전달한다. 동력은 다시 여러 개의 중간축을 경유하며 차축과 경운축에 전달된다. 차축이나 조향축에 있는 조행 클러치에 의해 동력이 끊어지고 연결되는 구조로 되어 있다. 주 클러치는 탑재기관의 동력을 경운기 본체의 변속기로 전달하거나 끊는 작용을 한다. 동력 경운기에서 사용되는 클러치는 원판 마찰 클러치와 볼트 클러치 등이 주로 사용되며 국내에서 비교적 많이 사용되고 있는 클러치는 거식다판 원판 마찰 클러치이다. 변속장치는 엔진의 회전속도에 변화시키지 않고 주행속도와 경운기의 회전속도로 변속 안내판의 주변 속 레버와 부변속 레버를 조작하여 주행 및 경운축의 회전속도를 조정한다. 변속장치 종류에는 치차식 변속장치, 우체식 변속장치, 벨트 변속장치, 무단 폴리식 변속장치가 있으며 국내에 보급되는 동력 경운기 변속장치는 치차식 변속장치로 되어있다. 주행 장치는 차륜형과 장궤형이 있으며 일반적으로 차륜형의 주행 장치를 이용하고 있다. 차축의 동력 전동의 편축을 정지시켜 진행 방향을 바꾸는 장치는 사이드 클러치 방식이고 도그 클러치형으로 방향 전환 시 조향 클러치 조작에 의해 좌우 방향을 전환한다. 동력 경운기의 제동장치는 클러치를 끊어도 관성력 때문에 기체를 즉시 정지시키지 못한다. 따라서 주행을 정지시키기 위해 브레이크가 설치되어 있다. 제동장치는 밴드식과 내부학 장식이 있는데, 주로 동력 경운기에서는 습식 내부확장식 제동장치가 이용되고 있다. 힛치는 동력 경운기 후방에 쟁기, 레이크, 로타리 및 트레일러 등과 같은 견인형 작업기를 장착하는 기구이다. 특히, 견인 구동 겸용형 동력 경운기에서는 로타리 경운 장치를 장착할 때 힛치를 떼어내게 되어있다.

최근 현황

경운기 사고, 대부분 추락 및 전도

2021년 3월 18일, 행정안전부에 따르면 2015년부터 2019년 발생한 농기계 사고는 총 6,616건으로 집계됐다. 이로 인한 사망자는 488명, 부상자는 5,542명에 달했다. 농기계 사고는 한해 농사를 시작하는 3월부터 모내기 철인 5월까지 꾸준히 증가 추세를 보였으며, 행정안전부는 영농기를 맞아 경운기와 트랙터 등 농기계 안전사고에 주의해달라고 당부했다. 농기계 사고 원인별로는 조작 미숙 등 운전 부주의가 3,909건으로 전체의 59%를 차지했다. 정비 불량으로 인한 사고도 늘고 있어서 2015년 19건이었던 정비 불량으로 인한 사고는 2019년 53건으로 급증했다. 또한 농촌진흥청 자료에 따르면 농촌 고령화로 인해 농기계 사고 부상자의 67%가 60세 이상으로 나타났다. 농기계 종류별로는 경운기 사고가 50%를 차지해 가장 많았고 그 뒤로 트랙터는 14%, 예초기는 9%, 관리기는 8% 등 순이다. 경운기 사고를 유형별로 보면 전도와 추락이 74%를 차지했고 트랙터의 경우도 전도와 추락 사고가 43%를 차지했다. 행정안전부는 농기계로 좁은 농로나 경사진 길 등을 이동할 때는 진입하기 전에 미리 속도를 줄여야 한다고 당부했다. 특히 경운기로 내리막길을 내려 올 때 클러치를 잡으면 반대 방향으로 회전할 수 있다며 주의를 요청했다.

참고자료

• 〈경운기〉, 《한국민족문화대백과사전》
• 맹꽁이, 〈동력 경운기 구조와 기능〉, 《네이버 블로그》, 2012-09-14
• 김기훈 기자, 〈경운기 사고 10건 중 7건은 추락·전도…"노령층 운전 주의"〉, 《연합뉴스》, 2021-03-18

같이 보기

• 기계
• 동력
• 클러치
• 디젤
• 운동에너지

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