개념 한 쪽
유압기초는 유체의 점성, 유압유의 특성, 유압장치의 동작 원리와 설치·운영상 주의점을 다룬다. 시험에서는 점성의 차원해석, 점도 변화에 따른 기계적 영향, 유압유 종류별 특성, 설치 시 배관 청정 작업 용어 등을 묻는다.
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출제기준 단원 「유압기초」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 점성 차원 판별 | 1 | 점성계수의 기본 차원 지수 부호를 확인하여 틀린 표현 가리기 |
| 점도 변화 영향 판단 | 1 | 점도 높음/낮음이 유압 장치의 효율·누설·마모에 미치는 영향 가림 |
| 작동유 종류와 시공 용어 구분 | 1 | 작동유 특성과 저온 동작 문제 또는 배관 청정 작업 명칭을 식별 |
점성은 유체의 내부 마찰성을 나타내며 유압 시스템에서 흐름 저항과 동력 손실에 직접적인 영향을 준다. 점성계수의 기본 차원은 질량(M), 길이(L), 시간(T)의 곱과 거듭제곱으로 표현되며 동점성계수의 차원은 [ML⁻¹T⁻¹]로 기술된다. 차원 분석에서는 지수 부호를 꼼꼼히 확인하여야 한다.
유압유의 점도는 온도에 따라 변하며, 점도가 너무 높거나 너무 낮으면 각각 다른 문제를 유발한다. 점도가 높으면 내부 마찰이 커져 펌프의 부담과 동력 손실이 증가하고, 점도가 낮으면 내부 누설과 윤활막 약화로 용적 효율 저하와 마모가 증가한다. 기계 효율과 용적 효율은 점도의 변화에 따라 상반된 영향을 받을 수 있음을 이해해야 한다.
유압 장치는 액체의 비압축성을 이용하여 높은 힘을 발생시키므로 굴삭기 등 중장비의 동력 전달에 적합하다. 유압은 빠른 압력 전달과 정밀한 제어가 가능한 반면, 오염에 민감하고 작동유의 물성 변화에 영향 받는다는 점을 염두에 두어야 한다.
유압유의 종류별 특성도 중요하다. 예를 들어 인산 에스테르형 작동유는 난연성과 내마모성이 우수하지만 점도지수가 낮고 비중이 커 저온 시 펌프 시동 시 캐비테이션이 발생하기 쉬운 단점이 있다. 배관 재질 선택 시에는 작동유와의 화학적 반응을 고려하여 동관 사용 시 내부 도금 처리가 필요한 경우가 있음을 기억해야 한다.
유압 장치의 설치·정비 과정에서는 관내 이물질 제거를 위한 플러싱 작업이 필수적이다. 플러싱은 고압의 작동유를 순환시켜 칩이나 이물질을 씻어내는 작업으로, 이를 생략하면 밸브나 펌프 고장의 원인이 되므로 설치·유지보수 절차에서 반드시 수행해야 한다.
- 점성 차원 판단 문제: 점성계수의 차원을 물어보는 문제에서는 질량(M), 길이(L), 시간(T)의 지수 부호를 확인한다. 예컨대 [ML⁻¹T]로 표기된 선지는 시간 차원이 +1로 잘못 표기된 것이므로 오답으로 판별한다. - 유압유 특성 문제: 난연성과 저온시 캐비테이션 관련 설명이 함께 제시되면 인산 에스테르형 작동유를 선택한다. 난연성·내마모성·점도지수·비중 특성을 대조하여 소거법으로 답을 찾는다.
다음과 같은 유압용어의 설명으로 잘못된 것은?
정답 ① · 유압용어 중 점성계수의 차원 표현이 올바른지를 묻는 문제이다. 점성계수(동점성계수가 아닌 점성계수)의 차원은 힘 곱하기 시간을 면적으로 나눈 개념, 즉 [ML⁻¹T⁻¹]이므로 시간 차원의 지수가 음수여야 한다.
점성계수의 차원은 길이×시간을 나누어 [ML⁻¹T⁻¹]이므로 [ML⁻¹T]는 차원 분석상 틀린 표현이다.
다음 중 유압 작동유의 점도가 너무 높을 경우 나타나는 현상으로 가장 적합한 것은?
정답 ② · 유압 작동유의 점도가 너무 높을 때 나타나는 현상을 묻는 문제이다. 점도가 높으면 유체의 내부 마찰 저항이 커져 펌프 흡입 저항이 증가하고 관로 내 흐름 손실이 커지므로 동력 손실이 증대된다.
유압유의 점도가 높으면 유체 내부 마찰이 커져 펌프 구동 에너지가 열로 소모되므로 동력 손실이 증가한다.
유압장치의 특징에 대하여 설명한 것 중 틀린 것은?
정답 ② · 유압장치의 특징 설명 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 유압은 액체, 즉 작동유의 압축성이 매우 작아 압력이 파동의 형태로 음속에 가까운 속도로 전달되므로 응답속도가 극히 빠르다.
유압은 액체의 비압축성으로 인해 압력 전달 속도가 빛의 속도에 가깝게 매우 빠르므로, 느리다는 설명은 틀렸다.
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