대형 상용차업계의 화두가 과거 출력 경쟁에서 연비 경쟁으로 전선이 바뀐 가운데 무동력 피견인 차량인 트레일러에도 이 같은 경쟁이 심화되고 있다. 트레일러의 경우 자체의 엔진이 없는 만큼 소재 경량화, 에어로 다이나믹 등이 주된 연구를 이루고 있다.

최근 몇 년 동안 트레일러의 외관은 공기역학 장치가 추가된 것 이외에는 크게 변하지 않았지만, 대형차량을 통해 얻는 이윤이나 화물운송의 효율성에 대한 요구를 충족시키기 위한 자재와 옵션은 꾸준히 발전하고 있다. 특히, 차체의 경량화, 강도 및 내구성 향상, 승차감, 공기역학 장치 등 트레일러 제조 기술은 더 가볍고 더 많은 화물을 실을 수 있도록 변화하고 있다.

이에 <한국교통연구원>의 조사보고 자료를 인용, 최근 주목받고 있는 트레일러 모델과 앞으로의 발전 방향을 살펴봤다.

1. 진화하고 있는 트레일러 경량화
트레일러를 구성하고 있는 모든 부품에 대한 경량화가 중요시 되고 있고 가운데 트레일러 자체의 중량을 경량화하면 일반적으로 차체가 1,000파운드(453.6kg) 가벼워질 때마다 연료가 8% 절약된다고 알려져 있다.

또 트레일러 경량화를 통해 수용할 수 있는 화물 적재량을 늘리거나 공기역학 장치 중량 부담을 상쇄할 수 있는 다양한 이점도 가지고 있어, 트레일러 제조사 간 경쟁이 치열한 분야다.

이에 따라 미국 트레일러 제조업체들은 강하면서도 가벼운 합성물이나 알루미늄으로 트레일러를 제조하는 경향이 커지고 있다. 또 비교적 주요도가 떨어지는 트레일러의 부품을 작게 만들고 재질을 경량화해 자체 중량을 줄이고 있는 추세다.

미국의 주요 트레일러 제작사들의 제품을 살펴보면, 워배시 내셔널(Wabash National)社는 중량을 줄이기 위한 노력의 일환으로 초고장력강판(AHSS)과 합성재질을 사용하고 있다. 이 회사는 각 구성 요소에 AHSS를 적용하면 최소 비용으로 중량을 줄일 수 있다고 설명했다.

스토우톤 트레일러(Stoughton Trailers)社의 경우는 합성재질로 만들어진 바닥이 트레일러의 전반적인 중량을 줄이면서도 강도를 높여준다고 밝혔다. 이에 따라 이 회사는 화물특성에 맞게 다양한 종류의 바닥재를 제공하고 있다.

록랜드 플로어링(Rockland Flooring)社는 얇은 합성 바닥재를 선택해 중량을 낮추면서도 화물 수용력을 높이는데 주력하고 있다. 특히, ‘파운드 세이버(Pound Saver)’나 ‘디펜더(Defender)’와 같은 제품을 통해 크로스 멤버를 추가하지 않더라도 정격 하중이 2만 4,000파운드(10,886.2kg)인 트레일러를 제작·생산하고 있다.

아울러 트레일러의 내구성에 대한 보강도 함께 움직이고 있다. 일반적으로 동일한 소재로 경량화를 이룬다면 안전 및 내구성에 취약해 질 수밖에 없다. 이에 따라 트레일러를 경량화하면서도 무거운 화물을 운반하고 싶을 경우에 내구성이 좋은 신소재나 고강도 부품들이 최근 등장하고 있다.

한편, 업계에서는 트레일러 경량화에 앞서 가장 중요한 요소로 운반해야 할 화물의 특성에 대한 이해를 기본 바탕으로, 화물 적재량이 초과하거나 미달하지 않도록 정확하게 설계하는 것이 가장 중요하다고 말하고 있다.

2. 내구성과 안전의 키맨, 트레일러용 서스펜션
트레일러의 차체와 구성요소들을 오래 유지하기 위해서는 차량을 받쳐주고 운행할 때 노면의 충격을 흡수해주는 서스펜션의 역할은 트레일러의 내구성과 차량의 안전에도 밀접한 관련이 있다.

이에 따라 최근 맥트럭社, 헨드릭슨社 등 세계 굴지의 상용차 업체에서는 트럭과 트레일러 서스펜션의 경량화 기술과 내구성 향상 기술 개발이 한창이다. 특히, 공기압력을 이용하는 ‘에어라이드 서스펜션(air ride suspension)’이 상용차 업계에서 각광받고 있다.

과거 에어라이드 서스펜션은 수십 톤의 화물을 적재하는 상용차에 부적합하다고 여겨졌으나 서스펜션 설계의 발전으로 트럭의 기능, 구조, 화물 수용력을 그대로 유지하는 수준까지 발전했다.

구체적으로 기존 기계 서스펜션보다 경량화 구조로 연비 측면에서도 유리할 뿐만 아니라 화물차주들의 피로도와 직결되는 높은 승차감은 물론 거친 도로에서도 화물에 주는 충격을 상당부분 흡수한다는 점이 에어라이드 서스펜션의 장점이다.

특히, 에어라이드 서스펜션은 공차 상태일 때도 최저 지상고를 높게 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 여타 서스펜션 중 가장 편리한 승차감을 제공하는 만큼 덤프트럭이나 대형 트랙터와 같은 상용차 부문으로 적용 범위를 늘려가고 있는 추세다.

대중적으로 활용되는 일반적으로 기계식 서스펜션이 에어라이드 서스펜션에 비해 아티큘레이션(바퀴가 상하로 움직이는 폭) 능력이 뛰어나다는 평가를 받고 있다.

즉, 기계식 서스펜션은 뛰어난 아티큘레이션 능력으로 오프로드 주행이 보다 안정적이며, 서스펜션의 강도 측면에서도 에어라이드 서스펜션보다 뛰어나 화물의 적재 능력이 유리하다.

현재의 기술력으로 안정성과 아티큘레이션 능력, 두 가지 면에서 모두 우수한 성능을 가진 에어라이드 서스펜션은 아직 없다는 게 업계의 정설이다.

3. 공기역학 개선은 연비 향상 등에 기여
북미화물효율성연합(NACFE)은 올 초 트레일러 공기역학 장치에 따른 연료 효율성 개선에 관한 보고서를 발표했다.

이 보고서에 따르면 트레일러의 공기역학이 개선되면, 연비 향상, 화물운송 안정성, 조향성 등 이 향상된다고 기술되어 있다.

NACFE의 보고서에 따르면, 트레일러 공기역학 장치를 통한 차량 당 연료 절약 혜택은 1~10% 수준으로 어떤 장치를 선택하느냐에 따라 큰 차이를 보인다.

구체적으로 트레일러의 공기역학 장치가 설치되는 곳은 트랙터와 트레일러 사이 공간, 트레일러 하부, 트레일러 후면 등 3군대로 구분된다.

먼저, 트랙터와 트레일러 사이 공간(gap)에 공기역학 장치를 장착하면 기동성 향상 효과를 가지고 온다. 최근에 개발된 트랙터들의 경우 트랙터와 트레일러 사이 공간을 채워서 출시되는 추세지만 뒷 공간이 짧은 데이 캡(day cab)이나 구형 모델의 경우 별도로 장착해야한다.

두 번째로 트레일러 하부 덮개다. 이 파츠(parts)는 가장 인기 있는 공기역학 장치로 트레일러의 옆면을 지면과 가깝게 하여 트레일러 아래로 바람이 들어가는 것을 막아주는데, 최근에는 약 30%의 차량이 하부 덮개를 장착하면 1~5% 정도 연료 절약의 혜택이 있는 것으로 조사됐다.

마지막 후면에 장착하는 공기역학 장치는 ‘보트 테일(boat tail)’이나 ‘웨이크 디바이스(wake

device)’라고 불리며, 이는 공기의 흐름을 트레일러의 옆면 끝과 윗면 끝으로 모아줌으로써 원활한 공기이동을 돕는다.

하지만, 완성차와 달리 트레일러 공기역학 장치에 대한 부정적인 시각도 크다. 장기적으로 공기역학 장치에 따른 연료 절약 혜택이 매우 클 것으로 예상되지만 차량에 따라 장치를 적용하기 어려울 수 있으며 차체의 중량이 증가한다는 단점도 있다.

또 에어로 파츠를 구매한 만큼 혜택을 정확하게 산정하기에 모호하다. 가령 한 운송회사에서 트랙터 1대당 트레일러 3대를 보유하고 있을 경우 트레일러는 트랙터의 운행거리의 1/3 정도만 운행하기 때문에 공기역학을 통한 잠재적인 연료 절약 혜택을 정확하게 측정이 어렵다.

이밖에도 공기역학 장치의 성능을 정확하게 측정하는 것도 현재로써는 어렵다. 기본적으로 풍동 테스트하는 방식이 복잡하고, 동 장치를 실질적으로 적용했을 때 도로환경, 바람세기 등 다양한 변수가 존재해 테스트 결과와 차이가 크게 발생하고 있는 실정이다.

그럼에도 불구하고 트레일러에 대한 공기역학 장치에 대한 연구는 경량화와 함께 가장 큰 과제로 남아있다.

4. 현재의 트레일러, 구입시 판단 기준은?
일반적으로 소비자가 트레일러를 구입하기 전에는 수송해야 할 화물의 종류, 지리적 상황과 목적, 트레일러 제작에 들어가는 원자재, 최대 속도, 작업 시 활용하게 될 차축의 배열방식 등을 고려하여 자신에게 적합한 트레일러를 선택해야 한다.

하지만 현재로써는 트레일러 능력을 평가하는 방식에 대한 통합적인 기준이 마련되어 있지 않기 때문에 트레일러 능력 수치가 구체적으로 무엇을 의미하는지 제조업체별로 분석하는 작업이 필요한 실정이다.

이에 미국의 트레일러 제조업체 탈버트 매뉴팩쳐링(Talbert Manufactu ring) 사는 트레일러를 구입하기에 앞서 사용자가 고려해야 할 사항을 정리한 보고서를 발표했다.

이 보고서에 따르면, 트레일러를 구입하기 전 운용 시 들어가는 최소한의 보수유지비용, 최대 수명주기, 투자에 따른 최대 수익 수준 등을 고려해야 하며, 그중에서도 트레일러의 하중을 가장 중요하게 고려해야 할 사안으로 꼽았다.

이와 함께, 트레일러의 능력을 판단하기 위한 가장 중요한 5가지 지표로 ▲적재 집중 정도 ▲차축 배열 ▲최고 속도 ▲부품을 구성하는 원자재 ▲안전등급을 선정했다.

구체적으로 살펴보면 이렇다. 중량 하중의 저상 트레일러 제조업체는 국내만 해도 십여 곳 된다. 하지만 트레일러 능력에 대한 산업적 기준이나 정부 규정이 미비한데다 제조업체마다 각기 다른 방식으로 이를 측정하고 있다.

따라서 트레일러를 구입하기 전에 먼저 트레일러 데크(deck) 길이에 따른 적재중량, 즉 적재 집중(Load Concen tration)정도를 꼭 확인해야 한다.

참고로, 26FT(약 8m), 50톤의 저상 트레일러는 일반적으로 50톤의 화물을 운반할 수 있도록 제작되었지만, 총 데크에서 50톤이 차지하는 정도는 트레일러마다 확연히 다르게 나타날 수 있다.

다시 말해, 똑같이 50톤을 적재할 수 있다고 소개한 트레일러일지라도 한 트레일러는 전체 데크에 적재할 수 있는 화물량이 50톤이라고 한다면, 다른 트레일러는 절반의 데크 길이로도 50톤을 적재할 수도 있다는 의미다.

가령 데크 전체에 무게를 고르게 분산해야 하는 26FT, 50톤 저상 트레일러의 경우 데크 전체 길이를 고르게 사용할 수 있는 50톤 이하의 강철기둥, 나무기둥, 원형 배수로 등의 적재물은 운반할 수 있지만, 무게가 한 곳에 집중되는 45톤 굴착기 등은 적재가 불가능하다.

이처럼 데크와 차축에 화물을 고르게 분산해 적재할 것인가는 운반 시 중요한 문제지만, 아직 국내에서는 차축 무게에 대한 통합규제가 마련되어 있지 않다. 따라서 소비자들은 트레일러를 선택할 때 적재물의 종류와 적재량을 최대화할 수 있는 차축의 배열방식을 고려하여 결정해야 한다.

차축 위로 하중을 고르게 분산시키는 데에는 다양한 방법이 존재하지만 네 번째 차축을 추가하는 것이 가장 간편한 방법이며, 경우 따라서는 두세 개의 차축을 추가하기도 한다.

더불어 일부 제조업체들은 트레일러의 최대속력을 시속 88km나 시속 104km 등으로 표기하고 있지만, 구입 시에는 트레일러가 트럭이나 트랙터에 연결되어 실질적으로 운행되는 속도를 평가해야 한다.

또한, 트레일러를 구성하는 부품의 원자재도 트레일러의 능력을 판단하는 중요한 지표로 활용된다. 예를 들어 데크는 언제나 노출되는 부분이기 때문에 내구력이 강한 소재로 제작된 것을 선택하는 것이 바람직하다.

한편, 트레일러의 안전등급(Safety Rationg)은 도로 상황이 좋지 않아 트레일러가 스트레스를 받아도 안전하게 운행될 수 있음을 알려주는 지표로 활용된다. 일반적으로 받아들여지는 안전등급은 1.8배인데, 가령 50톤 트레일러의 경우 90톤까지 스트레스를 견딜 수 있어야 한다.

이는 90톤까지 화물을 적재할 수 있다는 의미가 아니기 때문에 만일의 경우라도 과적을 일삼는 일은 지양해야 한다.