친환경 선박 엔진 개발을 위한 피스톤 링/라이너 시스템 윤활 특성 연구

Abstract

친환경 선박 엔진 개발을 위한 피스톤 링/라이너 시스템 윤활 특성 연구 울산대학교 대학원 기계공학과 오 세 진 최근 전세계적으로 환경 보호에 대한 관심이 증가하고 선박 엔진 배출가스에 대한 환 경 규제가 강화됨에 따라 친환경 선박 엔진 기술에 대한 수요가 증가하고 있다. 엔진 내 핵심 부품들 사이의 마찰 성능 저하는 엔진 효율성 저하, 연료 소비 증가, 부품 마모 파 손으로 인한 유지보수 비용 증가 등의 결과를 초래할 수 있으며, 이는 궁극적으로 환경 오염 물질 증가로 이어질 수 있다. 따라서 친환경 선박 엔진 개발을 위해서는 엔진 핵심 부품들에 대한 마찰 저감 기술 연구가 필수적으로 수반되어야 한다. 특히 피스톤 링/라이너 시스템은 하중, 속도 및 온도의 급격한 주기적 변동에 노출 되 기 때문에 피스톤 링과 라이너 사이의 내마모 및 내마찰 성능을 보장하기 위해서 해당 시스템에 대한 최적 윤활 설계 기술이 적용되어야 한다. 이를 위해서는 실제 피스톤 링 과 라이너 사이의 운동 조건을 고려한 실험적 연구를 통해 마찰 및 마모 거동을 체계적 으로 이해하여 설계 기반 데이터를 확보해야 한다. 또한, 실험적 연구에서는 엔진 피스톤 링과 라이너 사이의 복잡한 거동 및 가혹한 환경 조건을 반영하지 못하는 한계를 극복하 기 위해 실험적 연구 데이터를 기반으로 엔진 내 가혹한 환경 조건을 고려한 해석 모델 개발 및 해석적 연구가 병행되어야 한다. 본 연구는 피스톤 링/라이너 시스템의 최적 윤활 설계를 위한 기반 데이터 확보 및 접 근 방법 도출을 목표로 실험적 연구와 해석적 연구가 수행되었다. 실험적 연구를 통해 피스톤 링과 라이너 사이의 기초적인 윤활 특성을 평가하였으며. 해당 실험 데이터를 기 반으로 피스톤 링과 라이너 사이의 마찰 손실을 예측할 수 있는 윤활 해석 모델을 개발 하였다. 또한 해당 모델을 통해 주요 설계인자 중 하나인 피스톤 링과 라이너 표면 조도 의 마찰 손실에 대한 영향을 평가되었다.