실린더블록 종류 일체식 라이너식 및 실린더 정비 점검방법 살펴보기

 

실린더 헤드에 대한 내용을 살펴봤으니, 이제 실린더 블록에 대해 알아봅시다. 

실린더 블록(Cylinder block)은 엔진의 기초 구조물로서, 엔진의 중심부 및 엔진의 골격을 이루는 것을 말합니다. 모든 엔진 부품은 실린더 블록에 부착되고, 이 부분에서 엔진은 바디와 결합됩니다. 

실린더 블록 위쪽에는 실린더 헤드가 설치되어 있고, 아래 중앙부에는 평면 베어링을 사이에 두고 크랭크축이 설치됩니다. 내부에는 피스톤이 왕복운동을 하는 실린더가 마련되어 있으며, 실린더 냉각을 위한 물 재킷이 실린더를 둘러싸고 있는데요, 아래쪽에는 개스킷을 사이에 두고 아래 크랭크 케이스(오일 팬)가 설치되고 여기에 엔진오일이 담겨집니다. 

실린더 블록 재질은 특수 주철이나 알루미늄 합금을 사용합니다. (요즘에는 기술이 발전되어, 같은 배기량이라도 주철, 알루미늄 합금을 이용해 만들어서 작고 가볍게 만들어져 출시됩니다.)

 

■ 실린더 종류 - 일체식 실린더, 실린더 라이너식

사진 출처 https://blog.naver.com/jmlee0945/70175443059

1. 일체식 실린더 : 일체식 실린더는 실린더 블록과 같은 재질로 실린더를 일체로 제작한 형식이며, 실린더 벽이 마멸되면 보링(boring)을 하여야합니다. 일체형 실린더 블록은 냉각수가 실린더 블록 안에 위치하고 있어 샐 염려가 적고, 라이너가 들어가지 않아서 부피가 작습니다. 장점은 실린더의 경량화(가벼움), 단점은 실린더 블록 내부벽이 1mm가 마모되면 실린더 블록을 통째로 갈아야합니다. 엔진부피를 작게 할 수 있고, 실린더 블록 재사용이 불가능하므로, 주로 소형차에 사용됩니다. 

2. 실린더 라이너식(Cylinder liner type) : 실린더 블록과 실린더를 별도로 제작한 후 실린더블록에 끼우는 형식이며, 보통 주철의 실린더블록에 특수 주철의 라이너를 끼우는 경우와 알루미늄 합금 실린더 블록에 주철로 만든 라이너를 끼우는 형식이 있습 라이너 종류에는 습식과 건식이 있는데요, 

습식 라이너는 라이너와 냉각수가 붙어있습니다. 냉각수가 새면 안되므로, 건식보다 라이너의 두께가 두껍고 냉각수와 직접 닿아 있어서 냉각을 효율적으로 할 수 있습니다. 연소시 폭발력이 필요한 디젤 엔진에 자주 쓰이는데, 냉각수가 셀 우려가 있다는 단점이 있습니다. 라이너식 실린더 블록은 마모 시 라이너만 교체하면 실린더 블록 재사용이 가능하기 때문에 주로 대형차에 사용됩니다. 건식 라이너는 냉각수가 직접 접촉하지 않으므로, 냉각수가 셀 염려가 없습니다. 

 

■ 실린더 정비

1. 실린더 벽 마멸 경향
★TDC(Top Dead Center) : 상사점. 피스톤이 실린더 내 가장 높게 이동한 위치를 의미
★BDC(Bottom Dead Center) : 하사점. 피스톤이 실린더 내 가장 낮게 이동한 위치를 의미

실린더 벽의 마멸 경향은 실린더 윗부분(TDC)에서 가장 크며, 피스톤이 실린더 내 가장 낮게 이동했을 때인 BDC(피스톤이 운동 방향을 바꿀 때 일시정지) 상태에서도 이 때 유막이 차단되기 때문에 그 마멸이 현저합니다. 하사점 아래 부분은 거의 마멸되지 않습니다. 
TDC 상사점 부분이 마멸되는 원인은 동력 행정 때 상사점에서 더해지는 폭발압력으로 피스톤 링이 실린더 벽에 강력하게 밀착되기 때문입니다. 엔진의 어떤 회전속도에서도 피스톤이 상사점에서 일단 정지하고, 이 때 피스톤 링의 호흡 작용으로 인해 유막이 끊어지기 쉽습니다. 

2. 실린더 마멸량 점검 방법
실린더 마멸량은 다음과 같은 기구를 사용해 점검합니다. 
- 실린더 보어 게이지(cylinder bore gauge)
- 내측 마이크로미터
- 텔리스코핑 게이지와 외측 마이크로미터

3. 실린더 벽 마멸량 측정 부위
실린더 상부 및 중앙, 하부의 위치에서 크랭크축 방향과 그 직각 방향의 6곳을 측정하여 가장 큰 측정값을 마멸량 값으로 합니다. 

4. 실린더 보링 작업과 피스톤 오버 사이즈 선정방법
실린더 보링 작업이란, 일체식 실린더에서 실린더 벽이 마멸되었을 경우 오버 사이즈 피스톤에 맞추어 진원으로 절삭하는 작업입니다. 
실린더 보링 값 계산 방법은, 실린더 벽의 마멸은 측압 쪽(크랭크 축 직각방향)이 더욱 심하여 이를 진원으로 절삭하기 위해서 최대 마멸 값을 기준으로 진원 절삭 값 0.2mm를 더 깎습니다. 그리고 정비 제원에서 실린더 지름이 70mm 이상인 경우에는 0.20mm 이상, 70mm 이하인 경우에는 0.15mm 이상 마멸된 보링 작업을 해야합니다. 
또 보링 작업 후에는 바이트(bite) 자국을 지우는 호닝(horning: 실린더 벽 다듬질 작업) 작업을 하여야 합니다. 

오버사이즈 규격

오버사이즈 한계 : 실린더 지름이 70mm 이상인 경우에는 1.50mm, 70mm 이하인 경우 1.25mm