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피스톤 링

전문가 제언: ○ 피스톤 링은 피스톤 상부에 둘러져 있는 금속제 링으로 왕복운동을 하며 그 작용은 기밀작용, 열전도작용 및 오일제어 작용을 한다. 4사이클 엔진에는 3개의 링이, 2사이클 엔진에는 2개의 압축 링이 설치되며 오일 링이 없다.

○ 압축 링은 실린더 내부의 혼합기와 폭발가스 및 배기가스를 누설되지 않게 밀봉하는 역할을 하며, 오일 링은 실린더 벽면에 남아 있는 오일을 긁어내리는 역할을 한다.

○ 피스톤 링은 링의 자체 탄성으로 실린더 벽면에 밀착되어 있지만 피스톤과는 약간의 틈이 있다. 그 간극은 실린더 내경의 0.05%이며 간극이 크면 피스톤 슬랩(slap)이 발생하고 블로바이(blow-by) 가스가 많이 발생하며 간극이 적으면 피스톤과 링의 소결이 발생한다.

○ 위와 같은 문제점을 해결하고 연료효율을 높이기 위해서는 피스톤 링을 저온 저부하 상태에서의 장력과 고온 고부하 상태에서의 장력변화가 필요하다. 그 결과 마찰손실을 최소한으로 억제하고 연비향상이 가능한 피스톤 링을 제작하는 것이 과제로 대두되고 있다.

○ 이 특허는 피스톤 링을 30mol% 이상 40mol%보다 적은 탄탈과 나머지를 티타늄으로 하고 불가피한 불순물로 된 티타늄-탄탈계 형상기억합금으로 제작하는 방법을 제시하고 있다.

○ 자동차산업은 종합산업으로 이와 같이 재료의 발명으로 엔진 성능을 향상시키는 것은 매우 바람직한 일이라 하겠다. 그러나 재료를 전공한 사람도 자동차 엔진의 구조 및 가동 시의 온도 상승현황 등 기계적 사항을 깊이 공부하고 접근하면 엔진의 연비향상과 수명향상에 많은 기여가 될 것으로 기대된다.

저자: NIPPON PISTON RING CO., LTD.
자료유형: 특허정보