• 동력기계공학회지
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• 제16권6호
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• pp.11-18
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• 2012

대형 상용 엔진에서 발생하는 유효 도시 마력의 약 4~15%는 마찰 손실을 통해서 사라지며 마찰 손실 중 약 40~55%는 엔진 실린더와 피스톤 사이의 마찰에 의하여 발생하여, 엔진 전체에서 발생하는 마찰 손실 중 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 이 연구에서는 엔진 실린더 라이너의 온도 분포 개선을 통해 라이너를 따라 유막을 형성하고 있는 윤활유의 적정 점성을 유지시키는 방법을 제시하고자 한다. 피스톤-라이너에서 발생하는 마찰 특성은 피스톤의 행정 위치에 따라서 접촉 마찰과 유막에 의한 마찰로 구분되며 이에 따라 요구되는 윤활유의 점성 특성 또한 달라진다. 먼저 해석 모델을 통하여 실린더 라이너 내부 온도 분포 특성을 확인한 후 피스톤 마찰 특성을 고려한 적정 온도 분포를 고찰하며 실린더 라이너에 열저항 코팅을 통해서 이를 구현하였다. 또한 실린더-피스톤 간의 마찰/윤활 해석을 통하여 열저항 코팅의 마찰 개선효과를 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.1035-1042
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• 2014

엔진 마찰 저감은 엔진 개발의 중요한 항목이 되어왔다. 엔진의 기계적 마찰 손실 중 피스톤계의 마찰이 40~55%에 해당하고, 피스톤 부분의 마찰을 제거할 수 있다면 투입되는 전체 에너지의 5% 정도 향상시킬 수 있다. 엔진의 마찰 손실을 감소시키기 위해서 각 요소에서의 마찰 수준, 이에 영향을 미치는 인자에 대한 분석 및 다른 엔진들과의 비교분석이 필요하다. 하지만 기존 연구에서 마찰이 발생하는 윤활막의 연구들이 유체역학 바탕의 모델링에서 수행해 왔으나, 피스톤계의 윤활막이 크게는 마이크로에서 작게는 나노단위의 영역에 해당하므로 분자들간의 상호관계를 고려할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 엔진 실린더 라이너를 따라 형성하는 유막의 운동을 미시적으로 접근하여 분자들간의 상호작용에 따른 마찰변화를 제시하고자 한다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1990년도 제12회 학술강연회초록집
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• pp.1-15
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• 1990

엔진 성능의 향상에 맞추고 에너지 절약을 위한 방법으로써 엔진 오일의 마찰 마모 특성등 오일의 성능을 높이려는 노력이 꾸준히 시도되고 있다. 특히 마찰력 손실을 감소기키기 위해서 낮은 마찰특성을 갖도록 몰리브데늄(Mo)을 유용성인 금속 착화합물로 만든 Mo-DTP를 제조하여 현재 첨가제로 널리 사용되는 Zn-DTP와 대체시키려는 연구가 활발하고 최근엠 많은 논문이 발표되고 있다. 또 일부 윤활유 제조 회사에서는 몰리브레늄을 첨가 시키는 등 제품 기술을 향상시켜 오일 교환의 기간이나 자동차 주행 거리를 대폭적으로 늘려줄 수 있는 상품도 생산되고 있다. 윤활 첨가제로써 Mo-DTP를 Zn-DTP와 대체시켜 기유에 혼합한 경우에는 마찰 감소 기능이 매우 향상 되었고 내 마모성도 비교적 좋으나 산화 억제 능력이 부족하고 온도의 상승에 따른 점도 지수의 증가도 비교적 크다는 단점을 갖고 있음이 발표된바 있다. 따라서 Mo-DTP의 단점을 보완하려는 연구가 필요되고 그의 한 방법으로써 현재 첨가제로 가장 많이 사용되는 Zn-DTP와 혼합하여 첨가 하였을 경우에 대한 연구를 하였다. 이때 기본 윤활유에 Mo-DTP와 Zn-DTP를 적당한 혼합 비율로 첨가하고 하중, 온도를 변화 시키면서 마찰, 마모등의 성질고 산화 안정성 및 마모 입자 분석 등 전반적인 윤활유로써의 특성을 살펴 보았다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1994년도 제19회 학술대회
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• pp.28-33
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• 1994

자동차의 설계 및 재질의 변경을 통한 연비향상이 지속적으로 진행되고 있는 가운데 최근 엔진유의 지점도화를 통한 연비향상이 주목되고 있다. 엔진유를 통한 연비향상에는 저점도화를 통한 유체윤활영역에서의 마찰손실 감소와 저마찰첨가제의 사용을 통한 방법이 있는데, 최근 저마찰형으로 설계된 엔진에서는 후자보다는 전자의 효과가 큰 것으로 알려져 있다. 그러나, 저점도화에 따른 문제점도 수반되는 바, 엔진유의 설계시 윤활기유의 선택 및 첨가제의 처방의 주의하여야만 한다. 현재 국내에서는 10W/30 및 10W/40이 주종이지만 향후 연비향상에의 요구에 부응하고 가혹해질 ILSAC 규격을 만족하는 제품개발을 위해서는 고성능기유를 조속히 확보할 필요가 있다. 본고에서는 최근 개발되고 있는 VHVI기유의 사용을 통하여 가솔린엔진유를 고성능화하고자 수행한 연구개발과정에서 얻어진 결과를 보고하고자 한다.

• Tribology and Lubricants
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• 제10권2호
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• pp.5-19
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• 1994

일반적으로 상대운동을 하는 모든 물체에는 마찰이 존재하며 각 경우에 상응하는 적절한 윤활을 하고 있지만 마모(Wear)는 필연적으로 발생된다. 마찰 부위에 형성되는 마모정도에 따라 경 마모(Mild Wear), 평 마모(Normal Wear), 중 마모(Severe Wear) 등이 발생되며 이로인해 윤활유 속에는 다량의 마모 입자들이 존재하게 됨으로써 마모를 가속시키는 요인으로 작용하여 손상(Failure)의 원인이 되기도 한다. 마찰부위의 마모 및 손상은 엔진에서도 마찬가지로 그 수명 및 성능과 관계가 있고 경제적인 문제와 직결되므로 상세한 분석 및 평가가 요망된다. 또한 엔진 설계 및 원활한 작동유지를 위해서 정확한 마모 예측과 그 평가방법이 요구된다. 이를 토대로 엔진 손상을 미연에 방지할 수 있으며, 실제 설계과정에 마모정도를 고려한 가장 최적의 설계인자를 제공할 수 있다고 본다. 본 논문에서는 손상부위에서 발생가능한 여러가지 마모형태를 분류하여 그 특징을 정리하였고, 이를 바탕으로 실제 엔진의 마모 및 손상 등의 평가에 적용할 수 있는 엔진의 부품별 평가자료를 만드는데 주안점을 두었다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1998년도 제27회 춘계학술대회
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• pp.342-346
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• 1998

최근의 자동차엔진에서 사용되는 윤활유에는 여러 가지 첨가물이 사용된다. 특히 고분자량 폴리머계의 점도 지수 향상제를 윤활유의 원유에 첨가함으로써 온도 증가에 따른 점도 불안정성을 방지하는 다등급 윤활유 성격을 얻을 수 있다. 그러나 이러한 고분자량 폴리머계의 첨가물은 고온의 엔진 운전 조건에서 윤활유의 점도 안정성을 보장해줌에도 불구하고 엔진 부품들의 정상적인 운동 속도에서도($1-^6 S^{-1}$) 고 전단 변형율 속도로 인하여 유막 감소 효과를 발생 시킨다. 또한 이 첨가제들은 엔진 부품의 마찰 표면에 큰 전단 응력을 지닌 끈끈한 형태의 경계막을 형성한다. 고분자량 폴리머계의 점도 지수 향상제에 대한 예기치 못한 영향은 유막 감소 효과로 인하여 엔진 부품간의 마모를 증가 시키고 점도의 감소로 마찰을 감소 시키는 반면 경계막으로 인하여 고체면이 보호를 받는데 있다. 이러한 유막 형성의 물리적인 개념에 대하여 고체면의 끈끈한 경계막의 존재 효과와 두 경계막 사이에서 일어나는 유막 감소 효과를 표현할 수 있는 현실적인 해석의 필요성이 제기된다. 본 연구는 최근에 많이 쓰이고 있는 점도 향상제가 첨가된 윤활유가 자동차 밸브 트레인 시스템에서 유막 형성에 미치는 영향을 마찰 효율과 마모 방지의 입장에서 고찰하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권5호
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• pp.99-105
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• 2005

장기체공 소형 무인기 실용화를 위해서는 연료소비율이 우수한 엔진 개발이 매우 중요하다. 본 연구에서는 4행정 글로우 플러그 엔진을 가솔린 엔진으로 개조하였다. 고공에서의 엔진 성능예측에 필요한 시뮬레이션 프로그램 개발을 위하여 지상에서 엔진 성능을 측정하였다. 측정결과 고속에서 윤활부족으로 인하여 엔진 마찰력이 급격히 증가함을 알 수 있었다. 지상 시험결과를 토대로 개발된 엔진성능 예측 프로그램에 의하면 고도가 상승할수록 연료소비율이 악화되는데 이는 윤활부족에 의한 마찰력 손실은 고도에 관계없이 거의 일정하기 때문이다.

• 오토저널
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• 제3권3호
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• pp.8-13
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• 1981

종래 자동차용 엔진유에 요구되었던 주요기능으로서는 마찰부위에서 발생되는 마찰저항이나 마 모를 감소시키는데에 국한하여 연구개발되어 왔었지만 12973년의 석유의기를 계기로 하여 이와 같은 기능외에도 소비에너지를 최소화 할려는 노력의 일환으로서 연비절약형의 엔진유는 물론 내구서어이 양호한 롱라이프(long life)유가 등장되었을뿐만 아니라 날로 심각해져가고 있는 자 동차배기가스에 의한 대기오염과도 적합성을 고겨한 새로운 기능의 엔진유가 개발됨에 따라 이와 관련하여 자동차엔지유를 통해본 연료비절감효과와 그 문제점을 검토해 보고자 한다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1992년도 제16회 학술강연회초록집
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• pp.19-30
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• 1992

Tribology는 미끄럼 혹은 구름 베어링, 피스톤 링, 기어, 공구, 그밖의 상대적 움직임하에 있는 부품의 설게 및 제조에 관련된다. 또한 tribology는 서로 접촉하는 재료의 적절한 사용, 윤활유 와의 상호작용 이해 및 적절한 선택을 통해 마모와 마찰의 감소 혹은 최적의 마찰 (브레이크, 벨트 등의 경우)을 얻기 위해 연구되는 학문이다. 이러한 연구분야 중의 하나는 재료의 개발과 선택을 통해 목표를 달성하는 것인데 지금까지는 전총적으로 사용되어 오던 금속 재료를 중심으로 하는 연구에 치중하여 왔다. 최근의 tribology 분야는 점차로 극심한 조건과 더 좋은 효율을 요구한다. 한 예로 지금의 엔진 보다 더 고온에서 작동되는 고 효율의 감량의 첨단의 열 엔진의 개발을 들수 있다. 이러한 열 엔진의 사용 목적을 달성하기 위해서는 기존의 금속 재료로는 고온에서 작동되기 너무 약하고 무겁기 때문에 구조용 세라믹스가 고려되고 있는 것이다. 이러한 잠재적인 분야의 응용의 신소재와 이미 산업화된 분야의 대체 재료로 세라믹스는 주목을 받고 있다. 본 란에서는 상기한 변수에 따른 마모 마찰 특성을 구조용 세라믹스를 중심으로 소개하고자 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.17-18
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• 2014

최근 자동차 성능 및 연비향상을 위해서 엔진의 고출력화 및 소형화 경향이 뚜렷해지고 있으며, 이로 인해 엔진내부의 부품이 받는 환경은 더욱 가혹해 지고 있다. 즉, 자동차 엔진 구동부품은 금속간의 접촉가능성이 매우 높은 경계윤활조건에 놓이게 되며, 또한 배기가스 규제로 인한 첨가제를 최소화 하려는 경향에 따라 경계윤활 환경에서 더욱 심한 마모문제에 직면할 것으로 예상되어 내구성 및 내마모성이 높은 코팅기술에 대한 요구가 더욱 증가하고 있다. 본 연구에서는 Zr기지의 비정질 형성능을 갖는 합금계를 이용하여 아르곤 및 질소분위기에서 스퍼터링 함으로써 고경도의 ZrN상과 엔진오일과 반응하여 저마찰 트라이보 필름을 형성시킬 수 있는 금소계 원소가 Tissue phase로 존재하는 질화물 나노박막합성기술을 개발한 후 자동차 구동부품인 벨브트레인계 및 피스톤링/라이너 부품에 적용하여 마찰특성을 평가하였다.