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자동차 백과사전

제목 오래된 차에서 발생하는 오일누유 방지방법
작성자 관리자 조회수 37,020

노화속에서 생기는 오일 누유 방지 대책
엔진 개발시 많은 중요한 부품을 설계하면서 소홀히 할 수 있는 부분이 바로 유체가 새는 것을 방지해주는 부분이기도 하다. 최근 고 출력화, 소형화를 추구하면서 누수, 누유 방지를 하는데 있어서도 많은 연구와 개발로 가스켓, 씰 그리고 실리콘 등의 우수한 제품들이 생산, 적용되고 있다고는 하지만 미세한 틈이 조금이라도 있으면 여지없이 새어나와 차량에 치명적인 손상을 주기 때문에 그 중요성은 미루어 짐작할만 하다.

자동차 엔진에는 엔진 성능과 수명을 위해 필요한 유체가 있다. 엔진 연료가 있고 엔진 과열 방지를 위해 냉각수가 있다. 그리고 각 부위의 윤활작용과 냉각 및 방청 효과를 위한 오일이 있다. 그러나 엔진 노화 또는 충격에 의해 유체가 새는 경우를 볼 수가 있다. 이때 발생되는 문제는 누구나 아는 내용이기 때문에 여기에서는 거론할 필요가 없을 듯 싶다.
유체는 미세한 틈이 있으면 지체 없이 새어나오고 또한 한번 새기 시작하면 계속 이어진다. 그리고 유체가 새는 것을 막아주기 위해 적용되고 있는 가스켓, 씰 등은 시간이 지남에 따라 열화 되면서 자기 성질을 잃어 버리기 때문에 일정 기간이 지나면 교환 또는 보정을 해주어야한다. 이런 제품들은 아래와 같이 엔진 각 부위의 조건에 따라 선택되고 적용된다.
1) 유체의 종류
2) 사용온도, 내압
3) 접합부 조건(형상, 면압, 조도)

● 오일 소모 원인
1. 블로우 바이 가스 누출시
실린더 보아 및 피스톤링 사이의 틈이 커진 경우 미연소 가스가 많이 새어 나갈 때 미연소 가스는 PVC호스를 통해 재연소가 된다. 이때 오일이 미연소 가스와 혼합되어 같이 움직인다.
2. 실린더 보아의 과다 마모, 피스톤 및 피스톤링의 편마모 등에 의해 피스톤이 움직일 때마다 연소실로 올라가 연료와 함께 연소되어 버런다. 이는 엔진 오일 정도가 매우 낮아져 실린더 보아와 피스톤 링 사이의 밀봉작용이 약해질 때에도 발생한다.
3. 가스켓 노화로 인한 누유
가스켓의 기능은 가스켓 특성에 의해 작용해야할 압축성과 복원성이 상실되면, 엔진 내부의 오일 압력과 열적 기화에 의해 발생하는 압력으로 엔진 밖으로 누유 현상이 나타난다.

● 누유 방지용 가스켓
1. 종류
1) 성형 가스켓(헤드 가스켓, 오일펌프 가스켓 등)
2) 고무 제품(캠 커버 가스켓, 오일팬 가스켓, 샤프트 부이 씰 등)
3) 액상 실리콘(캠 커버, 오일팬 등)
2. 뉴유 방지용 가스켓 특성
가스켓으로 사용되는 재질은 금속과 비금소계통 두 가지로 나뉜다. 금속계통은 철, 구리 혹음 금속 합성품들이고 석면 코르크, 셀룰로오스, 고무계열, 액상가스켓 등이 비금속 가스켓이다. 액상제품은 종종 가스켓 대체제로 불려져 왔고 고무계통의 가스켓을 적용한 부위에 Seal성 보완, 원가 절감 차원에서 현재 그 역할을 충분히 하고 있다. 그리고 볼트 체결시 하중을 보유하고 있지 않는다는 점에서 가존의 고체와 큰 차이점이 있다.
좀더 상세사항은 다음과 같이 볼 수 있다.
첫째, 가스켓은 금속면의 요철부를 막아 금속면 사이에 밀봉 역할을 해야 한다. 금속면이 부드럽고 스무드한 경우는 상대적으로 견고한 재질이 사용될 수 있지만 금속면이 거칠고 훰이 심한 경우는 두껍고 부드러운 가스켓 또는 액상 가스켓(실린콘) 그리고 높은 체결압(볼트 체결력)이 사용돼야 한다.
둘째, 가스켓은 그 조립부의 수명 동안 밀봉이 지속되어야 한다. 그 연결 부위는 때때로 진동, 기계적인 응력, 온도, 압력, 속도의 변화 등과 같은 움직임에 노출되는데 이러한 움직임에도 불구하고 가스켓과 플랜지면은 친밀한 접촉을 유지해야 한다.
셋째, 가스켓은 내부나 외부의 유체 흐름에 영향을 받지 않아야하는데 고무를 함유한 코르크나 고무 재질 등은 적은 플랜지 하중으로도 밀봉된다. 그러나 화이버 코르크 등은 플랜지의 굴곡을 차단할 수 있을 정도의 높은 압력이 있어야 밀봉이 가능하다.
넷째, 환경과의 호환성이다. 가스켓은 성능의 저하 없이 폭넓은 온도변화에 적응할 수 있어야 한다. 가스켓은 내부의 유체 영향을 비교적 받지 않아야 한다. 가스켓의 약간의 부피증가는 큰 문제가 되지 않는 반면 유체나 가스켓의 기능저하는 꼭 신중히 검토되어야 한다.

● 누유 방지용 가스켓의 물성
여러 가지의 물리적 특성들이 가스켓의 기능을 평가하고 앞에서 언급된 네 가지 사항을 만족시키는지를 알아보기 위해 정의되고 있는 중요한 사항들을 보면 다음과 같다.

1. 압축성 : 이 성질은 그 소재가 특정 하중이 작용했을 때 일정 두께가 압축되거나 변형되어지는 정도이며 초기 두께의 백분율로 표기된다. 압축성은 플랜지의 비평형면이나 표면굴곡을 보완하기 위해 충분히 압축될 수 있는지를 결정하는데 사용된다.
2. 압축강도 : 이 성질은 가스켓이 파열되거나 과도하게 밀려나오지 않고 견딜 수 있는 최대 압축응력을 말한다. 기능적인 측면에서 이 물성은 매우 중요한데 왜냐하면 플랜지의 하중을 견디면서 가스켓의 기능을 수행할 수 있어야 하기 때문이다.
3. 크립(creep) : 응력이 일정한 가운데서 변형이 증가하는 응력 변형조건이다.
4. 크립 이완 : 응력이 감소하면서 동시에 변형이 증가하는 응력 변형조건이다.
5. 유체호환성 : 주어진 유체에 침지하여 그 영향을 측정하는 방법이 있다. 준비된 시편을 주어진 온도와 시간동안 침지한 후 그 무게, 강도, 두께, 부피변화 등을 측정한다.
6. 열노화성 : 이 성질은 일정시간 동안 오븐에서 특정온도에 노출할 때 얻어진다. 시험편을 꺼낸 추 유연성, 경도, 신율 등을 측정하여 이 수치 등을 가스켓의 초기치와 비교 한다.
상기 언급된 많은 사항들이 고체 가스켓(성형 가스켓, 고무류 가스켓)과 관련된 것이지만 액상 가스켓도 이러한 요구사항을 만족해야 한다.

● 누유에 대한 방지 및 대책
오일 소모 원인 중 피스톤과 블록 벽면에 의한 연소의 경우 엔진 자체의 정비를 통한 개선이 필요한다. 그러나 피스톤링 회전이 원활하지 못할 때 방생되는 오일(Engine oil step leak)로 개선을 할 수 있다.
1. 누유 부위 가스켓 교체
가스켓 제품의 특성 및 성질에 있어서 다수 문제 발생이 되면 교환 또는 볼트를 좀더 조여 주는 방식의 대안이 있다. 가스켓을 통한 누유는 에진 열적노화와 엔진 진동에 의해 볼트 체결력이 저하 되었다든지 가스켓이 본연의 기능을 잃어 버렸기 때문에 교체를 해야 한다.
2. 오일 첨가제(Engine oil stop leak)적용
고무계 누유방지 부품은 가스켓과 O링으로 나뉜다.
1) 실리콘 고무는 특성상 내열성과 내한성 및 압축성, 복원성 등을 만족하는 우수한 제품이지만 고온의 오일에서 열적 변형과 오일 함유로 인한 팽윤과 팽창이 시시각각 반복되는 현상으로 자기 기능을 잃어 버린다. 더군다나 캠커버나 오일팬의 경우 볼트에 의한 체결력으로 금속면에 면압을 발생시켜 누유를 방지하고 있는 것이다.
2) 고무제품(실리콘) : O링은 이미 성형되고 가공된 상태의
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