윤활유 기능
- 윤활유를 왜 사용하는가를 정확하게 이해하고 있다는 것은, 적정한 윤활유의 선택과 그 관리를 하기 위해서이다.
일반적으로 윤활유의 작용 또는 기능으로서 다음의 사항들이 동시에 작용하는 것이 바람직하며, 윤활유의 사용장소, 기계설계 상태에 따라서 윤활유의 주요기능이 정해진다.
- ① 마찰의 감소
- ② 마모의 감소
- ③ 냉각작용
- ④ 응력(하중)분산 작용
- ⑤ 밀봉작용
- ⑥ 방청작용
- ⑦ 청정분산(세정)작용
- 마찰면 사이에 유체의 막을 존재시키는 것은 가장 일반적인 윤활법이다. 마찰은 유체의 점성에 지배되고 있기 때문에 적을수록 좋다.
금속 마찰면 사이에 윤활유막을 생성시킴으로써 고체 마찰이 액체마찰로 바뀌어져 마찰을 감소기키고, 마찰손실과 발열을 방지하여 마찰면의 마멸을 방지하는 작용을 한다.
<아래표참조>
각종 마찰 상태하에서의 마찰력을 비교한 것으로, 유체 윤활에 비해 경계윤활시의 마찰력은 10배가 증가되고, 경계윤활에 비해 무윤활(극압윤할)시의 마찰력은 10배가 증가된다.
- 마찰과 함께 마모의 억제는 윤활유의 큰 작용의 하나이다. 유체윤활 상태가 유지되면, 이론적으로는 마모는 전혀없는 상태로 될 수 있고, 경계윤활상태에서는 첨가제의 역할에 기대할 수 밖에 없지만, 윤활상태에 따라서 여러가지의 첨가제가 선택사용되어서 항상 활동부분에 강한 유막을 형성시켜 소부(타서 눌러 붙음)현상을 방지한다.
- 윤활에 일어서 가장 중요한 사항은, 마찰에 의한 열발생을 가능한 최소로 하는 것이지만, 발생된 열을 신속히 외부로 방열시키는 것도 중요하다.
이러한 사용 용도로는 압연유나 절삭유가 하나의 전형으로 생각할 수 있으나, 일반 윤활유에서는 많은 효과가 있으며 특히 냉각이라는 점에서는 내연기관에서의 윤활유 냉각 작용은 매우 중요한 기능이다.
따라서, 만일 이러한 마찰열이 제거되지 않으면 국부적으로 고온이 되어 마침내는 소부 또는 압력저하 등으로 인한 기계손상을 가져오게 된다.
- 윤활부 특히 기어,베어링과 같이 점 또는 선접촉이 되는 윤활부분에서는 국부적 또는 순간적으로 접촉점에 고압,고하중이 걸리므로 유막이
파괴도고 금속표면이 피로하게 되어 마모나 융착을 일으키기 쉽다.
윤활유는 액체의 성질로서 국부압력을 액 전체에 균등하게 분산시키는
작용을 한다.
이것을 응력분산작용이라 하며, 전동적인 하중이나 충격하중이 많이 작용하는 윤활부위에서는 매우 중요한 기능이다.
- 내연기관의 실린더벽과 피스톤사이에는 윤활유의 막이 존재해서, 연소가스가 크랭크실로 누출되는 것을 방지하고 있다.
또한 유압장치에서의 오일씰과 O-링 등의 작용도 유막에 의한 윤활유 누유를 방지하는 작용을 하며, 이러한 작용을 밀봉작용이라 한다.
- 금속면에서 녹슬게 되는 것은 물(수분)과 산소의 영향이며, 여기에 염분, 부식성 가스등이 가해지면 녹 발생은 더욱 빨리 더욱 심해진다.
윤활유는 금속표면에 유막을 만들어 수분 및 공기와의 접촉을 방지하여 녹 발생을 방지한다. 이러한 작용은 방청유의 효과와 같다.
- 내연가관에서는 연료의 연소와 함께 윤활유의 일부가 연소되지만, 윤활유는 완전연소가 되지않아 퇴적물을 발생한다.
이러한 퇴적물은 윤활유중에 용해 또는 분해하여 분산시키지 않으면 기관고장의 원인이 되기 때문에 청정분산 또는 세정작용이 요구된다.
한편, 일반 윤활유(유압유,기어유등)에서도 고온에 의해서 윤활유가 산회되고 열화되어 슬러지등이 생성되어 마찰면에 부착하는
경향이 있으므로 이러한 부착물질을 윤활유중에 세정•분산시키는 작용이 필요하다.
