지게차운전기능사 유압 실린더 및 모터 구조와 기능 — 압력과 유량의 원리

압력의 정의를 안다. 유압의 압력은 단위 면적당 작용하는 힘의 크기이므로 힘을 단면적으로 나눈 값(P=F/A)이다. 같은 힘을 좁은 면적에 가하면 압력이 커지고, 힘과 면적을 곱하거나 빼는 식은 성립하지 않는다. 압력의 단위가 힘을 면적으로 나눈 꼴인 것도 같은 이유다.

압력에 영향을 주는 요소를 가른다. 유압 라인에서 압력에 영향을 주는 것은 유량, 점도, 관로 직경이다. 유체의 흐름 저항이나 압력 형성에 직접 관계한다. 반면 관로가 왼쪽으로 향하든 오른쪽으로 향하든 좌우 방향 자체는 압력 형성에 영향을 주지 않는다. 높낮이에 따른 수두 차이는 별개의 문제다.

펌프의 특성과 유온을 안다. 기어펌프는 한 번 회전할 때 퍼내는 양이 정해진 정용량형 펌프다. 따라서 회전수가 변하면 토출 유량이 비례하여 변한다. 오일의 압력은 펌프가 아니라 시스템의 부하 저항에 의해 결정되고, 흐름 방향은 회전 방향을 따른다. 경사판은 가변펌프에 있는 부품이라 기어펌프와 무관하다. 유압유의 온도가 과도하게 오르면 점도가 낮아져 내부 누유가 늘고, 산화작용이 촉진되어 오일 수명이 줄며, 윤활 성능이 떨어져 기계적 마모가 가속된다. 유압기계의 작동이 원활해진다는 설명은 온도 상승의 영향과 정반대다.

누유와 압력을 구분한다. 굴삭기 붐의 자연 하강량이 많을 때는 유압실린더 내부에서 오일이 새거나, 밸브 스풀에서 새거나, 배관이 파손되어 오일이 빠져나가는 경우가 원인이다. 유압 작동 압력이 과도하게 높은 것은 힘이 더 들어간 상태라 오히려 붐을 버티게 하므로 자연 하강의 원인이 아니다. 자연 하강의 핵심은 누유다. 엔진오일 경고등은 오일 압력 이상을 알리는 신호로, 드레인 플러그가 열려 오일이 새거나 윤활계통이나 오일필터가 막혀 순환이 안 될 때 점등된다. 오일의 밀도는 압력 형성과 직접 관계가 없어 원인이 아니다. 밀도와 점도는 다른 물성이다.

마모와 연소의 흔적을 읽는다. 피스톤 고착은 냉각수 부족, 오일 부족, 기관 과열로 온도가 올라 열팽창이 일어나 피스톤과 실린더 사이 간극이 사라질 때 생긴다. 압축 압력이 높은 것은 실린더 내부 밀폐가 잘 된다는 뜻이라 고착의 원인이 아니다. 윤활유 소비량이 과다해지는 가장 큰 원인은 피스톤 링의 마멸이다. 링이 닳아 기밀이 깨지면 오일이 연소실로 새어 들어가 연료와 함께 타 버린다. 과냉이나 오일 필터 불량, 냉각펌프 손상은 소비량 증가와 직접 관련이 적다. 예열플러그가 검게 오염되어 있으면 불완전 연소나 노킹으로 카본이 퇴적된 것이다. 엔진 과열이나 냉각수 부족은 플러그를 타 버리게 하는 열해를 일으킬 뿐 오염과는 다른 현상이다.

계기판과 정비용 계측기를 구분한다. 운전 중 운전석 계기판에서 확인하는 것은 연료량 게이지, 냉각수 온도 게이지, 충전 경고등이다. 실린더 압력계는 엔진의 압축 압력을 정밀 진단할 때 정비소에서 별도로 연결하는 계측기이지 운전석에 상시 장착된 계기가 아니다.