왕복 피스톤 메커니즘에서 대부분의 비대칭적인 횡방향 힘이 발생하며, 이는 동력 장비의 주요 구성요소로 널리 적용된다. 이 횡방향 힘이 피스톤에 크게 작용할 경우 피스톤은 실린더와 접촉하게 된다. 이러한 부정적 현상을 방지하기 위해 윤활 특성 평가 및 제어 기술이 필요하다. 본 연구에서는 항공 및 플랜트 산업에서 널리 사용되는 피스톤 유압펌프의 윤활 해석을 수행하기 위해 접촉면의 탄성 변형을 고려한 경계윤활(boudary lubrication) 모델을 채택하였다. 피스톤/실린더 메커니즘은 설계 및 운전 파라미터(마찰계수, 간극, 프로파일 형상, 운전 속도, 압력)를 변화시키면서 접촉력, 특성 두께, 동력 손실의 관점에서 분석하였다. 피스톤의 기울어짐(틸트)에 저항하여 전체적인 지지력을 평가한 결과, 계면에서의 접촉으로 인한 지지력 비율이 유체 윤활 영역에서의 지지력 비율보다 더 가파르게 증가하였다. 피스톤 헤드의 프로파일링은 동력 손실을 감소시키는 데 긍정적인 역할을 했으나, 동시에 피스톤 틸트를 증가시켰다. 이러한 경향은 가공의 헤드 프로파일링 정도가 증가할수록 더욱 뚜렷하게 나타났다. 마지막으로, 가변 운전 속도와 압력의 영향을 조사하였다. 높은 운전 속도는 낮은 접촉력을 유발했으며, 높은 운전 압력은 높은 접촉력을 유발했다. 본 연구를 통해 적절한 경계윤활 모델링을 적용함으로써 현장에서 사용되는 왕복 피스톤 펌프의 윤활 성능 및 동력 손실을 보다 현실적으로 예측할 수 있었다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.