개념 한 쪽
유압장치의 성능과 신뢰성은 유압유의 성질과 구성 부품의 역할에 좌우된다는 점을 요약한다. 점도와 점도지수, 점성계수의 영향, 작동유에 요구되는 특성, 캐비테이션의 발생 원인과 방지 대책, 운동부와 정지부의 밀폐재 구분, 펌프 흡입구 보호장치 등 기본 개념을 숙지해야 한다.
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출제기준 단원 「유압장치의 구성 및 유압유」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 점도지수 개념 판별 | 1 | 점도지수와 온도 변화의 관계를 설명하는 선택지를 가리기 |
| 작동유 요구조건 판별 | 1 | 작동유의 바람직한 성질과 해로운 성질을 구별하기 |
| 캐비테이션 방지대책 선택 | 1 | 흡입관 유속 제어 등 캐비테이션 방지 방법을 고르기 |
점도지수는 온도 변화에 따라 점도가 얼마나 달라지는지를 수치로 나타내는 척도이다. 점도지수가 높을수록 온도 상승이나 하강에 따른 점도 변화가 적어 유압 시스템의 온도 변동에도 점도가 안정적으로 유지된다고 정리한다. 따라서 점도지수는 온도와 점도의 관계를 판단하는 핵심 척도다.
작동유는 온도 변화에 따른 점도 안정성, 윤활성, 공기 및 수분 흡수 저감, 식별 용이성 등을 구비해야 한다고 서술한다. 공기 흡수도가 높으면 기포 생성으로 캐비테이션이 발생하거나 부식 우려가 커지므로 공기 흡수도는 낮아야 한다고 기술한다. 유지보수 측면에서는 작동유의 식별이 쉬운 색상이나 투명성이 유리하다고 덧붙인다.
점성계수는 유체의 끈적임을 나타내는 물성으로, 점성이 지나치게 크면 유동 저항과 압력 손실, 마찰 손실이 증가한다고 설명한다. 반대로 점도가 너무 낮으면 부품 사이의 미세 틈으로 누출 손실이 증가하여 시스템 효율과 밀폐 성능이 떨어진다고 정리한다. 점성은 유동 저항과 윤활막 형성이라는 양면성을 가지므로 적정 범위를 유지하는 것이 중요하다고 강조한다.
캐비테이션은 펌프 흡입구 등에서 압력이 낮아져 유체가 기포로 변한 뒤 고압 부위에서 붕괴하면서 소음·진동·부품 손상을 일으키는 현상이라고 정의한다. 이를 방지하기 위해 흡입관의 유속을 낮추어 흡입압력 저하를 줄이는 것이 핵심이며, 일반적으로 흡입관 평균 유속을 3.5m/s 이하로 유지하는 것이 권장된다고 정리한다. 흡입 온도 상승이나 급격한 밸브 조작은 오히려 캐비테이션 악화를 초래할 수 있다고 덧붙인다.
유압장치의 운동 부분 밀폐재는 패킹(packing)이라고 부르고, 정지 부분의 밀폐재는 개스킷(gasket)이라고 구분한다. 펌프 흡입구에 설치되어 큰 이물질을 거르는 장치는 스트레이너(Strainer)라고 명시한다. 이들 부재와 장치의 위치와 기능을 일치시켜 기억하면 관련 개념 문제가 쉽게 해결된다고 권고한다.
점도지수가 높은 작동유는 온도 변화에 따른 점도 변동이 적어 저온에서의 걸쭉함이나 고온에서의 묽음으로 인한 문제를 줄여 시스템 안정성에 기여한다고 설명한다. 캐비테이션 방지 대책으로는 흡입관 직경을 충분히 확보하여 평균 유속을 3.5m/s 이하로 낮추어 흡입압력 손실을 최소화하는 것이 핵심이라고 제시한다.
유압유의 점도지수(Viscosity index) 설명으로 적합한 것은?
정답 ② · 유압유의 점도지수에 대한 정의를 묻는 문제이다. 점도지수(VI)는 온도 변화에 대한 점도 변화의 정도를 나타내는 척도로, 값이 클수록 온도가 변해도 점도 변화가 적어 유압 시스템 작동이 안정적임을 의미한다.
점도지수(VI)는 온도 변화에 따른 점도 변화의 크기를 정량화한 지표로, 값이 높을수록 온도 변화에 대한 점도 변화가 적음을 의미한다.
유압 작동유가 구비하여야 할 조건 설명으로 틀린 것은?
정답 ④ · 유압 작동유는 시스템의 효율과 수명에 직접적인 영향을 미치므로 다양한 조건을 갖춰야 합니다. 온도 변화에 따른 점도 변화가 적어야 하고(점도 지수), 윤활성이 좋아야 합니다.
작동유는 공기 흡수도가 낮아야 캐비테이션과 부식을 방지하므로, 공기 흡수도가 많다는 설명은 틀린 것이다.
유압회로에서 캐비테이션이 발생하지 않도록 하기 위한 방지대책으로 가장 적합한 것은?
정답 ④ · 유압회로에서 캐비테이션 방지 대책으로 가장 적합한 것을 고르는 문제이다. 캐비테이션은 흡입측 압력이 증기압 이하로 떨어질 때 발생하므로 흡입관의 압력 손실을 줄이는 것이 핵심이며, 흡입관 내 평균 유속을 3.5m/s 이하로 제한하는 것이 표준적인 방지 대책이다.
캐비테이션은 흡입관 내 유속이 너무 빠를 때 발생하므로, 평균 유속을 3.5m/s 이하로 낮추어 압력 강하를 최소화하는 것이 핵심 방지 대책이다.
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