기고

선박디젤기관 고장진단과 상식(1)

하동신문 0 1,317

선박디젤기관 고장진단과 상식(1)

 

 

하동군수산업협동조합 비상임이사 이영권

 

선박을 추진하는 데는 여러 가지 도구와 방법이 사용됩니다.

사람의 힘으로 움직이는 경우와 기계를 이용하는 방법, 바람을 활용하는 방법 등 종류가 다양합니다.

그러나 소형선에는 주로 내연기관이라고 하는 디젤엔진을 사용하고 있습니다.

내연기관은 기관내부에서 연료를 연소 폭발시켜 선박을 움직일 수 있도록 하는 동력을 만드는 기계입니다.

연료에 불을 붙여 순식간에 연소 폭발되면 엄청난 가스 팽창력과 열이 발생하게 됩니다. 내연기관은 이때 발생한 가스의 팽창력을 이용해 관련 기계장치를 움직이게 하고 이 힘이 마지막으로 스크류에 전달되어 스크류가 회전하게 되면 물을 밀어 선박이 앞으로나 뒤로 가게 하는 동력 발생장치인 것입니다. 

내연기관에는 가솔린을 연료로 사용하는 가솔린기관과 등유나 경유를 쓰는 석유기관, 디젤기관과 같이 경유나 중유를 사용하는 기관이 있습니다.

앞에서 말한바와 같이 연료가 기관내부에서 연소 폭발할 때는 폭발가스의 팽창압력과 함께 엄청난 열이 발생합니다. 이때 발생한 열을 물이나 공기로 냉각해주지 않으면 쇠로 만들어져 있는 기관은 금방 눌어붙어 타버리게 됩니다. 그래서 열을 식혀주는 방법에 따라 공기로 기관을 식혀 주는 공랭식 기관과 물로 기관을 식혀주는 수냉식기관으로 구분하기도 합니다.

수냉식기관에는 직접 바닷물이 기관속으로 들어가는 직접냉각방식과 기관에는 청수를 넣고 이 청수가 기관을 돌아 열을 흡수해오면 바닷물로 청수를 식혀주는 간접냉각방식으로 구분합니다.

내연기관에서 기관을 가동시켜 배를 전진후진하게 하는 원리를 설명하면 첫째 경유나 휘발류 또는 가스등 연료가 기관내부에 있는 실린더에 들어가 연소됩니다. 그러나 연료는 스스로 불이 붙지 않기 때문에 별도의 기게장치를 이용해 불이 붙도록 해 줘야 합니다. 

전기스파크를 일으켜 연료에 불을 붙이는 전기 점화식방법을 쓰는 가솔린 기관과 실린더내에 공기를 채운 후 피스톤으로 압축시켜 공기의 온도를 높게 만든 후 순간적으로 연료를 분사해서 불을 붙이는 고열점화방식이 있는데 이것이 디젤기관이 있습니다. 

그렇다면 내연기관에서 연료가 연소되어 배기까지 시키는 과정을 보면 공기를 빨아들이는 흡입행정, 흡입되어 실린더에 가득찬 공기에 피스톤을 상승시켜 압축시키는 압축행정, 압축되어 고열상태인 공기에 연료를 분사시켜 폭발 연소하도록 하는 폭발행정, 타고난 연료가 연기가 되어 기관 밖으로 빠져나오는 배기행정 이 4가지 순서로 연료가 연소되는데 이런 과정을 거치는 기관을4행정기관이라고 말합니다.      

연료가 연소 폭발되면 순간적으로 강한 연소가스압력이 발생합니다.  연소가스의 팽창력은 실린더 내부 모든 곳에서 터져 나가려고 퍼지게 됩니다. 그러나 사방이 모두 꽉 막혀 있습니다. 다만 피스톤이 상하로 왕복하는 부분만 움직이는 곳이기 때문에 가스의 팽창력은 자연히 이곳으로 힘이 몰리고 따라서 피스톤이 아래로 밀리게 됩니다.

피손톤에는 콘넥팅 록드 우리말로 연접봉이 매달려 있는데 피스톤이 내려올때 이 콘넥팅 롯드도 함께 밀려 내려옵니다. 콘넥팅 롯드의 아래쪽 끝단은 크랭크 축에 연결되어 있습니다.

콘넥팅롯드는 피스톤과 함께 상하로만 움직이는데 반해 크랭크축은 360° 회전을 하는 곳입니다. 콘넥팅 롯드가 내려와 크랭크축을 밀면 크랭크 축의 한쪽에 연결된 스크류 축이 돌게 되고 이 축에 붙어 있는 스크류 (프로펠라라고도 함)가 축과 함께 돌게 됩니다.

스크류의 날개는 일정한 각도로 휘어져 있어 스크류가 회전할 때 선박주위의 물을 배 뒤로 밀어 내는 것입니다.       

선박이 움직이는 것은 스크류가 돌때 앞쪽의 물을 끌어당기기 때문입니다.

우리가 주로 내연기관인 디젤기관을 사용하는 것은 시동이 쉽고 연료소비가 외연기관에 비해 적으며 운전하기 쉽기 때문이며 저속에서 운전이 쉽고 질이 나쁜 연료도 사용 할 수 있고 기관이 대량생산되어 값이 싸며 부품구입이 쉽기 때문입니다.  


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