현재 자동차 산업은 기계공업의 꽃이라 불리며 그중에 엔진은 자동차의 심장이라 할 수 있다. 본 강연에서는 이 중요한 엔진이 제대로 작동하기 위해 Tribology에 근거한 설계 및 개발이 어떤 부분에 얼마 만큼 필요한가에 대해 간단히 기술해 보았다. 여기에 기술한 내용은 지면 관계상 개괄적인 낸용에 그칠수 밖에 없었지만, 간단히 말해서 '엔진은 Tribology의 덩어리'라고 표현할 수 있을 것이다. 현대 자동차에서는 그 중요성을 인식하여 이 부문의 연구에 최선을 다하고자 노력하고 있다. 그러나 Tribology 라는 학문이 망라하는 분야가 깊고 넓을 뿐만 아니라 여러 학문과 연관되어 있어 자동차 생산 업체의 노력 만으로는 한계가 있다. 그러므로, 이제는 Tribology 학문과 이에 근거한 기술의 발전을 위해 자동차 생산 업체는 물론 학계, 정유 업체 및 각 부품 업체의 긴밀한 협조와 공동 연구가 절실히 요구되는 시점이라 생각한다.

본 연구에서는 대형 틸팅패드 저어널베어링의 성능에 관한 보다 정확한 설계 자료를 제시하기 위해서 선단압력을 고려한 이론해석을 수행하여 선단압력이동 베어링의 THD 성능에 미치는 영향을 제시하고자 한다. 그리고, 이론해석 결과와 실험 결과를 비교하여 이론해석 결과의 타당성을 제시하고자 한다.

자동차의 설계 및 재질의 변경을 통한 연비향상이 지속적으로 진행되고 있는 가운데 최근 엔진유의 지점도화를 통한 연비향상이 주목되고 있다. 엔진유를 통한 연비향상에는 저점도화를 통한 유체윤활영역에서의 마찰손실 감소와 저마찰첨가제의 사용을 통한 방법이 있는데, 최근 저마찰형으로 설계된 엔진에서는 후자보다는 전자의 효과가 큰 것으로 알려져 있다. 그러나, 저점도화에 따른 문제점도 수반되는 바, 엔진유의 설계시 윤활기유의 선택 및 첨가제의 처방의 주의하여야만 한다. 현재 국내에서는 10W/30 및 10W/40이 주종이지만 향후 연비향상에의 요구에 부응하고 가혹해질 ILSAC 규격을 만족하는 제품개발을 위해서는 고성능기유를 조속히 확보할 필요가 있다. 본고에서는 최근 개발되고 있는 VHVI기유의 사용을 통하여 가솔린엔진유를 고성능화하고자 수행한 연구개발과정에서 얻어진 결과를 보고하고자 한다.

자동차엔진의 고성능화 및 경량화는 지속적으로 추구되어 왔으며, 향후에도 배기가스 저감 및 연비향상등의 문제 해결을 위한 기술개발이 지속될 것으로 예상된다. 이와 같은 엔진의 지속적인 성능향상에 따라 엔진유의 요구성능도 증가일로에 있는데, 특히 엔진유에 가해지는 열부하의 증대로 고온산화에 의한 열화가 촉진되기 때문에 이와 관련된 엔진유의 고성능화가 절실히 요구되고 있다. 국내에서도 가솔린엔진유의 신규격인 API SH 및 ILSAC GF-1 규격을 만족하는 신제품들이 개발되어 상업화되어 있다. 그러나, 이러한 고성능제품들의 성능이 구규격 제품인 API SG, SF, SE, SD 등의 제품과 어떻게 차이가 있는지에 대한 체계적인 연구가 되어있지 못한 실정이다. 본보에서는 성능등급이 서로 다른 가솔린엔진유에 대한 성능차이를 조사하기 위하여 수행항 실험결과를 보고하고자 한다.

본 연구에서는 윤활유에 해수가 혼입된 유화유중에서 음극방식에 의한 선박용 베어링 합금재의 침식-부식억제에 관한 연구를 위하여, 초음파 진동장치의 캐비네이션 발생장치에 의해 선박용 베어링 합금재의 캐비네이션 침식-부식방지를 위해 음극방식(Cathodic protection)실험을 실시하였다. 이실험을 토대로 하여 해수의 혼입에 따른 유화유중에서 음극방식에 의한 베어링 합금재의 침식-부식억제효과를 구명하고자 한다.

고압하에서 고속으로 작동하는 유압 피스톤 펌프(hydraulic piston pump) 또는 모터(motor) 등의 유압기계(hydrostatic machine)에서 피스톤과 실린더 사이의 간극(clearance)을 흐르는 유압유(hydraulic oil)의 유동에 관한 연구는 이러한 유압기계의 피스톤부 설계에서 특히 중요하다. 본 연구에서는 원통형 피스톤이 원통부와 테이퍼가 진 부분으로 나누어져 있는 복합(composite)형상의 피스톤에 대한 이론해석을 수행하여 피스톤의 형상이 유압 피스톤 펌프의 윤활성능에 미치는 영향을 조사하고자 한다.

종래의 가정용냉장고 및 카에어콘 등의 냉매로 널리 사용되던 R-12($CCl_{2}F_{2}$)와 같은 CFC계물질들은 분자내에 포함되어 있는 염소(Cl) 원자로 인해 성층권내의 오존(O$_{3}$)층을 파괴하는 등의 심각한 환경물제를 유발시키는 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 가정용냉장고 및 에어콘에 사용 가능한 점도범위의 Polyolester들을 합성하여 이들 각각의 구조와 R-134a와의 상용성 및 마찰, 마모 성능관계를 고찰하였다.

탄성유체윤활 (elastohydrodynamic lubrication : EHL)이론은 구름 베어링, 기어 및 캠기구 등과 같이 집중 하중을 받는 기계 요소에서의 윤활 현상을 설명하는 이론으로서, 윤활부분에서 금속 접촉이 발생하지 않도록 기계요소를 설계하기 위하여 필요한 최소유막두께를 결정하는 데 사용된다. 그리이스는 대표적인 윤활제로서 구름 베어링의 윤활에 있어서 중요한 위치를 점하고 있다. 현재 집중 하중을 받는 기계 요소의 윤활에는 윤활 구조의 간편화, 보수의 용이성, 먼지나 이물의 침입 방지 등에 유리한 그리이스 윤활의 사용이 확대되고 있다. 현재 전동기, 가정용 전기기기, 측정기 등에 쓰이는 구름 베어링의 경우는 거의 전량 그리이스 윤활이 사용되고 있다. 지금까지의 연구는 유동특성상의 복잡성 때문에 무한장 선접촉 등온 EHL 문제에 대한 해석이었고, 아직까지는 그리이스 윤활 TEHL 해석에 관한 연구는 발표된 바 없다. 본 연구에는 Herschel-Bulkley 모델 그리이스 EHL문제를 열탄성유체윤활해석하여 보다 정확한 접촉부의 압력분포와 유막형상을 예측하고자 한다.

유압 실린더용 유패킹의 접촉력, 접촉폭, 돌출발생 임계압력을 밀봉간극에 대하여 유한요소법을 이용하여 수치적으로 해석하였다. 초기 간섭량이 증가함에 따라 접촉력 및 접촉폭은 급격하게 증가하였다. 그러나 유압이 작용하는 상태에서 밀봉간극이 감소하면 시일의 돌출현상이 발생하는 임계압력은 보다 가파르게 증가함을 확인하였다. 초기 간섭량에 의한 접촉력으로 부터 유압 실린더의 누설에 관련된 사용 최저 유압을 연계하여 갑섭량이 설계되어야하고, 돌출발생 임계압력으로 부터는 사용 최고유압과 관련하여 간극이 설계되어야 하므로 이에 대한 수치해석적 설계자료를 제시하였다. 특히 시일립부의 접촉면을 나타내는 축방향에 따라서 접촉력 분포는 시일립 선단부와 돌출현상에 따른 상호 복잡한 결과의 중요성을 제시하였다. 이 결과는 윤활해석을 위한 탄성유체윤활 해석시 입력자료로 사용될 수 있어 실제 유막두께 해석 및 유동해석을 통하여 누설량 예측 등에 이용될 수 있는 설게자료이다.