Abstract
This paper describes the rheological behavior study such as viscosity and change of shear stress regarding marine lubricating oil according to the amount of Marine Gas Oil (MGO) dilution. The viscosity reduction due to fuel dilution is crucially important characteristic to decreasing engine durability because of the abrasion of piston ring or liner. The lubricating oil used in this paper was blended with magnetic stirrer diluted High Sulfur Diesel (HSD, 0.05 wt%) ratio of 3 %, 6 %, 10 %, 15 % and 20 %. The viscosity and shear stress of diluted lubricating oil were measured with the temperature range from $-10^{\circ}C$ to $80^{\circ}C$ using a rotary viscometer (Brookfield Viscometer). As the amount of MGO dilution increasing in lubricating oil, the viscosity and stress of those decreased, because the lubricating oil diluted MGO with low viscosity show the trends to decreased viscosity and shear stress. Especially, the viscosity and shear stress of lubricating oil radically decreased at low temperature ($0{\sim}-10^{\circ}C$) and doesn't effect in MGO dilution at over $40^{\circ}C$. As temperature risen, the reduction of the viscosity and shear stress in lubricating oil shows the Newtonian behavior. The lubricating oil was required to check up periodically to improve engine durability since the viscosity reduction by MGO dilution accelerating the engine abrasion.
본 연구에서는 해상용 경유의 희석량에 따른 선박용 윤활유의 점도 및 전단응력의 변화 등 유변학적 거동에 대한 연구를 하였다. 연료희석에 의한 윤활유의 점도감소는 피스톤링 및 라이너의 마모로 인한 엔진내구성을 저하키는 중요한 요소이다. 연구에 사용된 윤활유는 고유황 경유(황함유량 0.05 %)를 3 %, 6 %, 10 %, 15 %, 20 %로 희석하여 magnetic stirrer를 이용, 혼합하여 제조하였다. 측정온도는 $-10^{\circ}C{\sim}80^{\circ}C$ 범위로 설정하고, 점도 및 전단응력 변화는 회전점도계인 Brookfield Viscometer를 이용하여 측정하였다. 윤활유에 해상용 경유의 희석량이 증가할수록 점도 및 전단응력이 감소하며, 이것은 상대적으로 낮은 점도의 해상용 경유가 윤활유에 희석됨에 따라 윤활유의 점도 및 전단응력이 낮아지기 때문이다. 특히, 저온($0{\sim}-10^{\circ}C$)에서는 점도 및 전단응력이 급격이 낮아지다가, $40^{\circ}C$ 이상에서는 점도 및 전단응력 감소가 해상용 경유 희석량의 영향을 거의 받지 않는다. 온도가 높아짐에 따라, 윤활유의 점도 및 전단응력 감소는 윤활유의 뉴턴유체 거동을 보이는 것을 확인했다. 경유의 혼입에 의한 점도감소로 선박의 엔진마모를 촉진할 수 있으므로 엔진의 내구성 향상을 위해 윤활유의 주기적인 관리가 필요하다.