기고

이영권/하동군수산업협동조합 비상임이사

하동신문 0 1,615

이영권/하동군수산업협동조합 비상임이사

 

□ 실린더 라이너에는 어떤 힘이 작용할까

폭발압력은 360도 전방향에 고르게 작용한다. 실린더 내부에서 폭발이 일어나면 실린더 라이너 안쪽면은 폭발가스압력으로 인해 인장응력(늘어나려는 힘)을 받는다. 또 안쪽의 높은 온도와 바깥쪽 냉각수 통로를 흐르는 찬 냉각수 때문에 라이너의 안쪽과 바깥쪽의 온도차가 커 열응력도 심하게 받는다.

□ 라이너에 아연밴드는 왜 붙일까

라이너 바깥쪽 냉각수 통로에는 기관의 높은 열을 식히기 위해 냉각수가 흐르고 있다. 냉각수의 통로는 라이너와 엔진 블록 사이에 있는데 냉각수가 흐를 때 침식(일종의 부식)이 생긴다. 또 냉각수 중의 공기방울이 라이너 표면에 붙었다 떨어져 나갈때 라이너의 표면이 미세하게 뜯겨져 나간다. 이것을 공식(孔蝕)이라 하며 영어로는 캐비테이션이라 한다. 분해해서 확인하면 라이너의 표면에 작은 구멍이 무수히 많은 것을 볼수 있다. 

해수 냉각인 경우, 해수는 전기를 잘 통하게 하는 물질 즉 전해질이다. 

기관에서 바닷물로 직접냉각하는 경우 해수가 흐르는 부분에 전기적 성질이 다른 금속 즉 전위차가 다른 금속이 가까이 있다면 부식이 생기는데 이를 전기적인 부식 즉 에로존현상이라고 한다. 

이 현상은 일종의 전기도금상태로 보면 된다. 전기도금은 한쪽의 금속분자가 다른 쪽 금속으로 이동하는 것으로 전위차가 낮은 철이 높은 쪽으로 이동을 하는 것이다.

 또 수심이 얕은 바다에서 장시간 항해할때나 기관운전 중에 냉각수에 섞여 들어온 뻘이나 모래 등이 냉각수 흡입측 부근에 부딛쳐 마모시키기도 한다. 일종의 샌드 브라스팅 즉 모래를 분사시켜 선체 외판의 녹을 제거하는 현상과 비슷하다.

아연판을 붙이는 이유는 부품교체비용과 기관수리비용을 최소화 하기위한 것이다. 다시말하면 이왕 부식되는 것이라면 값이 싼 재료로 만든 금속을 먼저 부식시켜(희생시켜) 비싸고 중요한 부품을 보호하자는 것이다. 이것을 희생양극법이라 한다. 아연판은 전위차가 라이너를 만드는 값비싼 철보다 낮고 전기를 잘 통하면서 값이 싸 경제적이기 때문에 사용한다.

아연판은 값비싼 라이너를 보호하기 위한 것이므로 일정기간이 지나면 아연판이 녹아 없어져있는 것을 볼수 있는데 자주 점검해 교환해주어야 한다.

□ 라이너 의 후렌지(턱)에는 어떤 힘이 미칠까 

라이너가 받는 힘은 실린더 헷드의 고정볼트를 조일 때 결정된다. 대개 실린더내 폭발 최고압력의 1.6배 정도다. 턱 부분은 보통 제작할 때부터 직각으로 만들어져 있어 굽힘모멘트도 걸린다. 굽힘 모멘트는 구부러지려는 힘이나 구부러져있는 것이 펴질때 생기는 힘을 말하는데 ‘ㄱ’자로 생긴 턱부분을 ‘-’자로 펴려고 할때 구부러진 모서리에 생기는 힘이다. 예를 든다면 우리가 철봉에서 손으로 봉을 잡지 않고 턱만으로 지탱한다고 가정하자 그렇다면 모든 무게가 턱과 목에 걸리게 될 것이다. 이와 같이 라이너는 실린더 블록에 후렌지로 걸려 있게 된다. 연료가 연소 폭발하면 엄청난 폭발가스의 팽창력이 생긴다. 이 힘때문에 피스톤을 밀려 내려가는데 이때 라이너도 함께 밀리게된다. 라이나 후렌지부분에 걸리는 힘의 정도는 상상할수 있을 것이다. 

□실린더가 과열되는 원인

실린더 내부는 보통 500°C 이상의 고온과  30 -38 ㎏f/㎠dml 고압이 작용하고 있고 구조가 복잡하기 때문에 냉각 불충분으로 과열되기 쉽다. 과열은 주로 냉각수나 윤활유가 부족할때 또는 순환이 잘 안되는 경우에 발생한다. 또 윤활유가 부족하거나 질이 나쁠때도 생기고 냉각수 온도가 높아 냉각수 통로에 스케일(물때)이 생긴 경우에도 쉽게 과열된다.

 

 

 

 

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