기고

선박디젤기관 고장진단과 상식 ( 7 )

하동신문 0 402

□ 회전수가 갑자기 높아지는 원인은

 

기관의 회전이 갑자기 빨라지면 운동부의 타력이 커져서 연접봉이 구부러진다. 때로는 크랭크 핀 볼트가 부러져 커넥팅 로드(연접봉)가 크랭크 참바나 엔진 블록을 쳐서 파괴하는 경우도 있고 심하면 피스톤, 실린더 및 엔진 베드까지 파손되는 대형사고가 발생되기도 한다. 또 밸브, 스프링이 부러지거나 기어, 체인의 손상원인이 되기도 한다. 고속회전 중이면 즉시 속도를 저속으로 낮추고 원인을 조사한다. 경우에 따라 완전히 정지시키고 정밀 조사를 해야만 한다. 특히 커넥팅 로드(연접봉)의 구부러짐과 크랭크 핀 볼트가 늘어난 정도, 스프링이 부러졌는가 충분히 조사해야 한다.

 

□ 피스톤 상부의 냉각은 어떻게 할까

피스톤 윗부분은 연료의 연소와 폭발에 직접 노출돼 있으므로 열팽창이 심하다. 최고온도는 주철의 경우 4백℃ .경합금제는 3백30 - 3백50 ℃이하로 내려야만 경제적인 사용이 가능하기 때문에 냉각시킬 필요가 있다.

고속과급기관은 윤활계통의 기름을 연접봉을 통해 피스톤상부에 내뿜는 제트 냉각방법과 세이커 방식을 이용하고 있으며 경합금제 피스톤은 피스톤 헤드에 설치한 분사관을 통해 윤활유를 순환시킨다.

 

□ 피스톤 상부를 오목하게 만든 이유

피스톤 상부를 평평하게 하는 것보다 오목하게 만들면 표면적이 늘어난다. 표면적이 늘어나면 연소실 용적이 늘어나고 폭발가스압력이 작용하는 면적이 증가하게 된다. 또 흡입공기를 압축할 때 와류(소용돌이)를 일으키게 해서 공기와 연료의 혼합이 좋아진다.

□ 피스톤의 측압이란 무엇인가

기관이 운전 중일 때는 상사점(피스톤이 맨 위쪽에 위치)과 하사점(피스톤이 제일 아래쪽에 위치)사이에서 피스톤은 커넥팅 로드(연접봉)의 경사에 따라 피스톤 스커트(피스톤의 아래 부분)가 라이너의 안쪽 면에 닿게 되는데 이때 피스톤에 미치는 압력이 피스톤의 측압(측면에 받는 압력)이다.

 

□ 피스톤 스커트 주위에 밴드코킹을 하는 이유

피스톤 스커트 주위에 마찰밴드를 감는 목적은 피스톤 활동부가 과열로 소착(눌어붙음)하는 것을 막고 라이너를 쉽게 길들이기 위한 것으로 동연(구리와 납)합금을 사용하는 것이 보통이나 경합금 피스톤에는 작은 홈을 많이 설치하기도 한다. 이는 냉각면적을 늘려 냉각을 쉽게 하기 위함이다.

 

□ 피스톤 링의 프로터 현상이란 무엇인가

피스톤 링은 연소가스와 압축공기압에 의해 링 홈의 하면으로 밀려 라이너와 링 사이에 기밀을 유지하고 있다. 그러나 기관의 회전속도가 증가하면 관성력에 의해 진동을 일으켜 실린더 벽 또는 링 홈의 상, 하면으로 링이 유동하는 현상이 생긴다. 다시말하면 링이 링 홈의 중간에 떠 있는 현상이다. 프로터 링 현상이 생기면 연소가스가 많이 새고 피스톤 본체를 소손(타서 파손)이나 침식시킨다. 또 연소상태가 불량해지며 윤활유가 고온의 연소가스 열애 의해 타서 윤활유 소비량이 증가한다. 결국 링 홈 아래쪽의 마모를 촉진시켜 링이 부러지게 된다.

 

□ 피스톤의 긁힘은 왜 일어나는가

피스톤을 빼보면 바깥쪽에 세로로 긁힌 자국이 있는데 이것은 윤활상태가 불량하거나 피스톤이 과열 또는 과부하상태로 자주 운전하는 경우에 발생한다. 또 냉각수 량이 많아 기관이 너무 냉각되었을 때도 생긴다.

 

2.17 피스톤 로드의 손상원인

단동식 기관에서는 피스톤 로드의 손상이 비교적 적지만 피스톤의 접합부와 피스톤 로드의 연결이 잘못됐거나 접합부의 기계적 마무리가 불완전하면 접합부분에 부식이 생기거나 설치볼트가 부러지게 된다.

 

 

 

 

 

 

 

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