Power Hydraulic Winch

파워 유압 윈치. 기존 유압 윈치의 부족한 성능에 만족치 못하고 오프로더가 직접 유압 윈치를 제작하였다. 설계부터 가공, 제작까지 모두 실력있는 엔지니어에 의해 이루어진 파워 유압 윈치는 기존의 차량용 유압윈치와는 전혀 다른 메카니즘으로 놀라운 성능을 보여준다.

A : 유압 펌프/ B : 컨트롤러/ C : 유압탱크

파워 유압 윈치의 특징과 제작 배경

오프로딩시, 윈치 장착 모빌들은 험로에서 긴급한 조난 상황을 만났을 때 윈치의 결정적 도움을 필요로 하는 경우가 적지 않다. 이럴 때 제 역할이 기대되는 윈치가 오프로더의 뜻을 충족하지 못한다면 매우 난감한 일.

기존의 유압윈치가 그런 문제들을 안고 있던 것이 사실이다. 자동차의 파워 스티어링 시스템에서 얻는 동력 용량은 매우 제한되어 있어 윈칭의 효율성(윈칭 속도)도 기대치 이하인데다 윈칭시에는 윈칭으로 인한 동력손실로 조향력을 상실하여 문제가 되었던 것이 사실.

수공 제작된 파워 유압 윈치는 유압펌프와 유압 컨트롤러, 그리고 유압탱크까지 직접 자체 제작을 하여 장착, 기존의 유압 윈치보다 두 배 이상의 파워를 자랑하는 성능과 오너의 요구에 맞추어 외관 및 시스템의 구조도 마음껏 변경하여 제작할 수 있다는 장점과 함께, PTO(power take off)방식의 컨트롤이 가능하여 윈칭의 속도를 가 감속, 제어할 수 있다는 것이 큰 장점이다. 산업용 차량 유압 윈치의 원리와 구조를 베이스로 한 점이 특색이다. 컨트롤 방식은 차체 내에서 레버 하나로 간단히 조작이 되며 물론 리모컨 방식으로 개조도 가능하다고 한다.

파워 유압 윈치를 직접 구상한 이우중씨(KTMAC 회원)는 유압 윈치를 장착하고 싶었으나 국내에 수입되는 미국 산 유압 윈치가 파워 스티어링 유압시스템에서 미약한 동력 소스를 얻어 윈치로서의 제 역할을 하지 못하는 것에 실망, 평소에 잘 알고 지내던 기계 관련계통에 실력이 있는 엔지니어에게 의뢰, 100% 자체 제작하는 데 성공을 하였다.

투박한 외관이 인상적인 파워 유압 윈치는 처음 본 윈치를 구상, 제작 의뢰를 하였던 이우중씨의 취향에 맞추어 윈치의 구조가 드러나는 누드 형태로 제품이 제작되어 전체적으로 점검 관리가 용이할 듯, 그러나 실전에서 사용시 모래나 흙, 물등에 노출되어 이를 보완할 필요성이 느껴진다. 사람의 취향에 따라서는 다소 외관을 다듬을 필요도 있어 보인다.

파워 유압 윈치의 구조

코란도 RV 오픈 카 에 탑재된 파워 유압 윈치의 모습. 기계구조가 모두 드러나 있는 형태가 인상적이다.

360rpm(엔진 1000rpm에서) , 1.5ton( 최대토크 )의 성능을 가진 유압 모터. 본 모터방식의 장점은 전동윈치와는 달리, 견인뿐 아니라, 풀어주는 데에도 같은 성능의 힘과 능력을 발휘할 수 있다는 점.

최종 감속 비(Gear Ratio) 9.5 :1을 자랑한다. 산술적인 수치로 계산하면 1.5t X 9.5 :1로 윈치의 견인 능력(Rated Line Full)은 무려 15t 이라는 계산이 나온다. 2-Stage Planetary 방식.

본 윈치를 구상한 이우중씨의 주문으로 클러치는 수동으로 제작. 매우 간단한 원리로 동력을 잇고 차단할 수 있는 클러치는 기어가 서로 맞물리는 부분을 강화 우레탄을 사용하여 마찰에 대한 대비를 하였다.

클러치 레버를 고정하는 고정 핀. 윈치 프레임 홈에 꽂는 방식으로 이 역시 이우중씨의 요구로 설계된 부분. 이를 제작한 엔지니어의 말로는 전자 클러치로 변환이 가능하다고.

클러치 레버를 유압 모터 쪽으로 당겼을 때 동력전달 기어가 서로 떨어지며 동력 차단. 이때 손으로 와이어를 풀어낼 수 있다.

클러치 레버를 드럼 쪽으로 당겼을 때 동력전달 기어가 서로 맞물려 동력이 전달. 이때 윈칭 및 반대로 하강이 가능하다.

자체 제작된 드럼(Drum)과 페어리드(Fairlead). 6mm(직경) X 50m의 스테인레스 와이어를 사용하였다. 조금 더 개선을 하여 구조를 변경, 수정하여야 할 듯. 엔지니어 역시 이 부분에 대해서 수정 계획 중이라고 한다.

페어리드(Fairlead) 부분이 이색적이다. 하단 롤러(Roller)부분에 롤러 베어링을 장착하여 와이어의 움직임을 원활하게 작동할 수 있도록 한 것이 특징.

역시 자체 제작된 유압 펌프. 1rpm/70cc의 오일 전송용량 능력을 가진 펌프는 유속 양에 따라 속도를 증가, 가 감속할 수 있다.(파워는 속도에 상관없이 같다.)

산업용 유압펌프와 자동차용 에어컨 벨트 풀리를 접합하여 제작한 아이디어가 뛰어나다. 브라켓은 엔진 헤드에 고정을 하여 엔진 진동에 맞추었다. 어느 차종 상관없이 엔진 풀리와 맞추어 개조, 제작을 할 수 있다는 것이 제작자의 설명.

유압 컨트롤러(유압 클러치). 펌프에서 발생되는 유압을 제어하여 모터로 전달한다. 윈치의 회전방향 역시 제어.

유압 탱크의 모습. 엔진 블록에 고정 장착되어 있다.

실내에서 레버를 상하로 작동을 하면 케이블로 연결된 컨트롤 레버가 전후로 작동을 하여 유압의 흐름을 제어, 윈치 회전의 방향을 설정한다.

차 운전 석에서 레버와 유압 컨트롤러 사이를 연결해주는 케이블. 차체 하부 프레임 밑으로 연결, 고정되어 있다.

에어컨 원리, 방식으로 작동되는 유압 펌프는 실내에서 스위치로 작동을 시킨다. 일단 윈치를 작동하기 위해서는 스위치를 작동하여 유압펌프를 우선 작동시킨 후 윈치 동력을 연결한다.

유압펌프를 작동시킨 후, 사진에서의 레버를 상하로 조정하여 윈치의 회전 방향을 설정, 작동시킬 수 있다. 리모컨 방식과는 달리 PTO방식으로 작동시키는 것이 특징.

내구성 및 안정성

본 윈치를 구상한 이우중씨가 직접 실전에서 윈치를 사용을 해 본 결과 제품의 성능과 작동운용에 대해서는 매우 만족한 결과를 얻었다고 한다. 특히 윈칭 속도를 제어할 수 있는 점이 매우 유용하였고, 견인력 또한 기존 윈치와는 달리 강한 힘을 발휘하여 수월한 작업 진행능력을 보여주었다고. 그러나 와이어를 되 감을 때의 속도가 더딘 점이 개선하여야 할 부분. 그리고 아직은 실전 사용을 계속하며 전체적인 시스템 내구성에 대한 보완을 계속하고 있다.

메이커의 양산 윈치와는 달리, 몇 가지 구성품이 조합된 수공 윈치이지만, 나름대로 뛰어난 내구성에 신뢰 감이 생긴다는 이우중씨. 그러나 이후로 계속 사용하며 제품에 대해 보완하고 검증하는데 심혈을 기울일 예정이라고 한다.

이우중씨의 주문으로 윈치를 직접 설계 제작한 엔지니어는 자신이 직접 수 제작한 윈치에 대한 메커니즘에 대하여 안정성에 자신을 한다. 안정성이란 제품의 트러블에 대한 신뢰도로서 실전에서 기계의 원활한 작동유지능력을 말한다. 계속적으로 사용되며 그 부분에 대해서도 검증이 필요한 부분. 제작비는 제작, 장착까지 대략 220만원선이 소요될 것이라 예상하고 있다.

이후 업 그레이드

이후로 제작되는 윈치의 구조와 스타일은 이미 구상과 설계가 끝난 상태이다. 기존 윈치와 거의 유사한 기계구조를 갖추고 보다 미려한 외관으로 보완될 예정이다. 거기에 기계적인 미를 강조하여 터프한 멋을 살리는 것이 목적이다.

양산 유압 윈치에 한정된 능력과는 달리, 파워 유압 윈치의 장점은 파워 유니트와 트레인등, 부분적인 변경과 업 그레이드가 가능하다는 점이다. 각 부분이 필요에 의해 용량 및 성능보강을 할 수가 있는 것이 큰 특징이다.

현재 제작되는 윈치는 보다 강화되고 보완된 형태로 탄생할 예정이다. 이우중씨의 이번 윈치 자체 개발 제작은 오프로더가 자신의 열정과 욕구에 맞추어 직접 윈치를 개발했다는 것에 의의를 둘 수 있다.

우선은 충분한 시간을 두어 모든 면에 대한 충분한 검증을 필요로 하는 것은 당연하다. 이후로 계속되는 윈치개발에 본 사이트도 관심을 두고 기대를 해보기로 한다.

파워 유압 윈치 제원

윈치의 크기

250mm(H) X 250mm(W) X 600mm(L)

드럼의 크기

50mm(내경) X 180mm(외경) X 260mm(길이)

총 중량

40kg ( 윈치 브라켓 제외 )

견인 줄

6mm(직경) X 50m

감속 비

9.5 : 1

유압 펌프

70cc/cycle

유압 모터

360rpm(엔진 1000rpm에서) , 1.5ton( 최대토크 )

윈칭 속도

0.08m/sec - 0.24m/sec

견인 능력

1.5ton X 9.5 X 70% = 9.975ton --> 약 10ton