질문2>
기계적인 요소에 의해서 엔진출력이 갑자기 흔들리는(헌팅?)
현상을 경험한 경우와 그 이유에 대해서 알고 싶습니다.
여기서 말하는 기계적인 요소란 과급기 혹은 배기밸브 등의
일반적인 선박의 구성요소를 이야기 합니다.
기계적인 원인에 대한 자료가 없으시다면
전기적인 요소에 의한 자료가 있는지 그것도 궁금하구요
답변>
해상 조건이 아닌 Shop조건에서 Engine을 Operation하기
때문에 Engine hunting은 하지 않습니다. 그 이유는 Engine의 load를
정확하게 Control할 수 있는 동력계를 사용하고 있기 때문입니다.
배기밸브의 오동작시에는 해당 Cylinder의 가스 온도가 변하게 되나
Exh. gas receiver에서 그 영향이 평준화되어 T/C에 공급되는 가스
Energy에는 큰 차이가 없어 Load 변화에 크게 영향을 주진 못합니다.
Exh. V/V의 작동이 심하게 불량할 경우 가스 Deviation alarm, 이상
현상(Knocking)또는 T/C surging이 발생할 수 있으므로 문제에 대한 인지가 가능합니다.
과급기는 오히려 Engine Load 변화에 의해 영향을 받는 부품으로
엔진의 급격한 부하 변동시 Surging현상이 발생할 수 있습니다.
질문3>
선박용 엔진의 피로파괴를 줄이기 위한 설계법은?
답변>
선박용 저속 엔진의 피로설계 방법은 여타 구조물에 대한 피로설계 방법과 다르지 않으며,
주로 용접부에 대하여 피로설계를 수행하고 있습니다.
이를 위해서 먼저 선박용 저속 엔진에 대한 하중 및 경계조건을 분석한 후, 수계산 또는 범용유한요소해석
(ANSYS, I-DEAS, ABAQUS, NASTRAN 등) 소프트웨어를 이용하여 구조해석을 수행합니다.
이를 통하여 엔진 기동에 따라 발생하는 응력(등가응력, 주응력 등)과 변형량을 측정한 결과와 비교 검토
하게 됩니다.
이를 기초로 하여 공인 설계지침서인 BS7608과 IIW(International Institute of Welding,국제용접학회)에서
제시하는 피로설계 곡선(S-N Curve)을 적용하거나, 해당 실용접부에 대한 피로시험 수행하여 피로설계
곡선을 작성함으로써 피로설계 기준으로 적용하게 됩니다.
다음으로, Goodman 또는 Smith 선도를 활용하여 용접부의 결함, 피로강도, 인장, 항복강도 등을 다각도로
고려한 피로강도 평가를 수행하고 이를 통하여 피로에 대한 건전성을 평가합니다.
용접부 피로수명 평가방법은 다음과 같은 절차에 따라 수행합니다.
선박용 저속 엔진 용접부의 피로수명평가 방법은 용접부의 재질 특성, 형상 등을 분석한 후 용접부
피로강도 등급(Fatigue Class)을 피로시험 결과 혹은 BS7608과 IIW의 피로곡선을 기준으로 결정합니다.
선수행한 유한요소 모델에 피로강도 등급을 적용하여 분석된 하중조건에 따라 구조해석을 재수행한 후
엔진 부위별 응력 이력 DB를 구축하게 됩니다. 이를 통하여 상용 피로수명계산 프로그램(FE-SAFE, FEMFAT 등) 또는 자체 개발한 In-House 프로그램을 사용함으로써 피로수명을 계산하게 됩니다.
질문4>
일반적으로 고속엔진과 중속엔진을 비교시 연료소비량은 어느쪽이 높은지요. 고속이 높다면 그 이유는 무엇인지요?
예로 GENERATOR ENGINE CATERPILLER 1800 RPM, 1360 KW와<br />
DAIHATUS 900 RPM , 1200 KW를 비교시 제 생각에는 회전수가 큰<br />
CATERPILLER가 연료 소모량이 클것 같습니다. 맞은지요
답변>
질문5>
피스톤의 왕복운동으로 라이너가 마모되는데
어느정도 마모가 되야지 교체를 합니까 ?
50 60 70등 타입별로 내경에서 몇퍼센트 혹은 몇mm로 정해져 있나요
답변>
Liner 마모가 과다하게 많아지면 Blow-by가
발생하여 엔진출력에 문제가 발생하기 때문에 라이너를 교체해야
합니다. 통상 Cyl. Liner가 0.4%~0.8% 마모가 되었을때에 라이너
교체를 권고 합니다.
예를 들면,
70MC : 초기 Cyl. Liner 내경 700mm x 0.4% ~ 0.8% = 2.8mm ~
5.6mm 마모시 교체를 권고함.
질문6>
2행정사이클이..4행정 사이클에 비해..이론상...2배의출력을 낸다고하지만..실제로는 1.6~1.7배의출력을 내는데...그이유가..소기작용때문이라고 들었습니다..(아닌가..^^::)
그럼 소기작용이란 무었이며....소기작용의 어떤점때문에...출력이 이론보다..작은가요..??
답변>
4행정 엔진은 엔진의 싸이클인 흡입 -
압축 - 폭발 - 배기가 4행정 만에 완료되는 반면 2행정 엔진은
흡입, 압축 - 폭발, 배기와 같이 2행정 만으로 한 싸이클이
완료 됩니다.
따라서, 4행정 싸이클은 중속엔진(300~1000 rpm)에 주로 사용되며,
2 행정 싸이클은 저속 엔진(300 rpm 이하)에 적합 합니다.
반면, 엔진의 출력은 연소실 면적, 엔진 효율, 연료 소비율 등에
의하여 결정되므로 단순히 2행정 엔진이 4행정 엔진보다 2배의
출력을 낸다고 보기 어렵습니다.
소기 작용은 연소에 필요한 공기를 과급기를 이용하여 소기관을
거쳐 연소실에 공급하는 과정을 말합니다.
4행정 엔진은 흡입 행정시 소기밸브를 통하여 연소실에 공기를
공급하므로 완전 소기가 이루어지는 반면, 2행정 엔진은 배기
행정 말기 부터 압축 행정 초기 까지 소기공을 통하여 공기가
연소실로 유입 되므로 소기 효율이 낮습니다.
질문7>
동력계 부하는 흔히 TON 과 KNM로 나타내는데
TON에서 KNM로 어떻게 변환하는지 식을 좀 알수 없을까요?
그리고 동력계 상수는 뭔지도 궁금하네요?
동력계 관련 식들도 혹시 있으면 알려 주세요
답변>
동력계 종류를 Zollner Make & Fuchino Make 두(2)종류를
사용하고 있으며, Zollner Make는 kNm, Fuchino Make는 Ton을
사용하고 있습니다. 그리고, 계산식은 하기와 같습니다.
a) KW = W (kNm) x N (rpm) x 9.5493-1 --- Zollner water brake
b) kW= W (tons) x N (rpm) --------- Fuchino water brake
where W : tangential force acting on dynamometer load cell
N : revolution per minute of the engine
질문8>
냉각수 처리를 한다고 하는데 냉각수가 기관에 미치는 영향에 대해서 알고 싶어요?
답변>
냉각수는 압축/폭발 작동을 하면서 뜨거워진
엔진을 냉각하여주는 역할을 합니다. 이러한 냉각수가 제대로 처리가
되지 않고 엔진에 공급이 되면 다음과 같은 현상이 발생할 수가
있습니다.
-.부식 현상 : 화학 작용에 의해 엔진 부품을 부식 시킬수 있음.
-.부식 피로 : 환경에 따른 부식과 반복되는 하중에 의한 피로의
상호 작용의 결과로 엔진의 부품에 Crack을 발생 시킬수 있음.
-.공동현상 (Cavitations) : 냉각수의 유속이 급변하거나, 진동에
의해서생기는 기포는 엔진의 부품을 손상시키거나 냉각수의 열
전도율을 저하 시킬 수가 있음.
-.Scale 형성 : 엔진의 부품에 scale이 형성되어 냉각수의 열 전도
율을 저하 시킬 수가 있음.
그러면,상기와 같은 현상을 방지하기 위해서는 다음과 같이 예방
합니다.
-. 부식 현상 : 부식 방지를 위하여 냉각수에 부식 방지제를
첨가해야 하며,냉각수의 상태를 주기적으로 체크 해야 합니다.
-. 냉각수 상태 체크시 냉각수 상태는 다음의 조건을 만족해야
합니다.
1) 부식 방지제 Maker에서 권고하는 비율 이하로 되어서는 안됨.
2) pH-value가 8.5 ~ 10 at 20℃가 되어야 함.
3) 염소(Chloride)함유량이 50ppm (mg/liter)을 초과해서는 안됨.
-. 공동현상 : 기포를 배출하기 위하여 적절한 Venting system을
설치함.
질문9>
저는 선박엔진에 관심을 가지고 있는 사람입니다.
MAN B&W ENGINE 및 SULZER ENGINE의 구형엔진의 출력에
대해서 알고 싶습니다
답변>
1.MAN B&W의 구형 엔진
1)K67GF : 1,375 kW/cyl, 1,870 BHP/cyl (MEP : 11.53bar)
2)L67GB : 1,840 kW/cyl, 2,500 BHP/cyl
3)K74EF for 4,5,6,7,8,10 cylinders
: 1,383 kW/cyl, 1,880 BHP/cyl (MEP : 9.7bar)
4)K74EF for 6,9,12 cylinders
: 1,420 kW/cyl, 1,930 BHP/cyl (MEP : 10bar)
2.WCH의 구형 엔진
1)RTA76 : 2,870 kW/cyl,3,900 BHP/cyl (MEP : 16.6bar)
2)RLB76 : 2,120 kW/cyl,2,880 BHP/cyl (MEP : 14.6bar)
3)RTA76 : 1,910 kW/cyl,2,600 BHP/cyl (MEP : 13.6bar)
*********************************************************
Attention!
The information contained in this Q&A section is only
for reference.
질문10>
배에 장착되는 엔진은 어떤게 있나요.
답변>
장착되는 엔진은 디젤엔진이며, 디이젤 엔진은 운전속도에
따라 일반적으로 다음과 같이 분류됩니다.
1. 저속 엔진:350RPM 이하
2. 중속 엔진:350~1000RPM
3. 고속 엔진:1000RPM 이상
저속엔진은 10,000ton 이상인 컨테이너선이나 탱커등의 추진에
이용되며,중속 및 고속엔진은 카페리나 어선등에 더 일반적으로
사용되며, 또한 보조동력으로도 광범위하게 사용되고 있습니다.
저속엔진의 장점으로는 토크변화가 적으며 (1회전당 1회 폭발),
중속 엔진 대비하여 1.2 ~ 1.5배 고출력이 이며(동일 실린더
용적일 경우), 소배기용 부품수가 적어 대형화가 용이합니다.
단점으로는 시동이 어려우며, 저속 회전이 불안정합니다.
그리고, 소배기 소음이 크고, 소,배기 행정이 불분명하여 연소실
부품,라이너등에 카본 퇴적 현상등에 노출될 가능성이 있습니다.
중속 엔진은 용적효율 및 평균 유효 압력이 높으며 (소,배기분리
및 전행정이 유효함), 시동이 용이하며 넓고 안정된 운전영역을
보이는 반면, 토크 변화가 크며(2회전당 1회 폭발) 흡배기용
부품수가 많아 제조 원가가 높습니다.
질문11>
요즘 LNG 선박에는 기존의 STEAM TURBINE 대신 MBD사의 ME-GI 엔진이 장착이 되는 걸로 알고 있는데 왜 엔진이 2대가 장착이 되는지 궁금합니다.
답변>
seam Turbine 대신 MBD사의 ME-GI 엔진이 장착된 선박은 현재
없습니다.
그러나, ME 엔진이 Steam Turbine 대신 적용/건조 중에 있으며,
아직 in service인 선박은 없습니다.
ME 엔진이 2대가 장착되는 이유는 크게 신뢰성 과 안전성이라고
볼 수 있습니다.
즉, Main Engine 2대를 운전 하면서 엔진 1대가 Fail이 되면 Fail된 엔진을 정비하는 동안 다른 엔진 1대를 운전하면서 선박 운항을 계속 할 수가 있으므로 선박 운항에 신뢰성 과 안전성을 확보할 수
있다고 볼 수 있습니다.