Q & A
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안녕하세요 양상규입니다.
사진은 알피나 b10 실린더 블럭입니다.
기존의 540엔진을 베이스로 약 1mm의 오버 싸이즈 피스톤이
적용이 되었고 사진에서와 같이 실린더는 피스톤링의 절손으로
데미지를 입었습니다. 이 블럭을 살리기 위해서
저는 코팅층 포함 어느선(데이터는 공개 안합니다 죄송)까지
오버 호닝후 습식 라이너를 넣었고 블럭의 팽창률을 몇 단계로
조건부여후 실측했고 팽창율을 계산할 수 있었습니다.
이때 시물레이션과 기타 도움을 준 연구소는 밝히기 곤란합니다.
또한 동일 피스톤을 어렵사리 구할 수 있었고 이 역시 팽창율과 수축율을
계산했습니다. 왜냐하면 코팅된 블럭과 그렇지 않는 블럭내의 팽창율에
대한 자료는 제작사외에는 없었고 개인적 실험에 의거 데이터를 획득할 수
밖에는 없는 상황이었습니다.
사진에서와 같이 실린더 내부는 마치 원래의 알미늄(정확히는 마그네슘합금)
블럭의 그것처럼 매끈합니다. 흔히들 볼 수있었던 주철블럭의 빗살무늬
호닝자국은 없죠 이러한 형태는 벤츠의 w211 240, 320 등의 엔진과
람보르기니 무루시엘라고, 그외 렉서스 엔진등에서 발견할 수 있었습니다.
여기에는 사진이 하나밖에는 올라가지 않네요
현재까지 제가 새로이 설정한 피스톤 클리어런스와 라이너압입한
엔진에서 별다른 부조나 트러블은 발견되지 않고 있습니다.
현재까지 2년가까운 시간이 흘렀고 주행조건도 그다지 완만한 주행은
아니었다는 점을 생각하면 일단 성공이었다고 보여집니다.
2007.06.27 20:32:38 (*.251.76.207)

원래는 그럴려고 했는데요 답글에 사진 올리기가 한장만 되는 형태라서요
자유게시판은 여러장 올릴 수 있던뎅...., 제가 잘못 알았나요?
아참! 그러고 보니 청호님도 쎄라택 주입시기가 온듯한데요 ^^;;
물론 직렬 6기 4.0 만들어서 올리실거면 안하셔도 괜찮습니다만 ㅎㅎ
암튼 블럭 수배되시면 연락주세요 또 한번 신명나는 작업을 해보고 싶네요
아직 하지도 않은 작업인데 상상만으로 행복해지는군요.., 역시 바이러스인가
봅니다...,
자유게시판은 여러장 올릴 수 있던뎅...., 제가 잘못 알았나요?
아참! 그러고 보니 청호님도 쎄라택 주입시기가 온듯한데요 ^^;;
물론 직렬 6기 4.0 만들어서 올리실거면 안하셔도 괜찮습니다만 ㅎㅎ
암튼 블럭 수배되시면 연락주세요 또 한번 신명나는 작업을 해보고 싶네요
아직 하지도 않은 작업인데 상상만으로 행복해지는군요.., 역시 바이러스인가
봅니다...,
2007.06.28 18:48:05 (*.230.125.132)

주철 블럭이나 주철 라이너가 압입된 엔진은 그게 벤쯔든, 현대든 중국 엔진이든 호닝이 되어 있는 것이고, 알미늄 블록에 MCC 코팅된 엔진은 호닝이 필요없다는 것이 결론인것 같습니다.
주철과 알미늄은 당연히 열팽창 계수가 다를테니 피스톤 간극을 여유를 두고서 설계해야할 것이고 라이너가 없는 알미늄 블록(MMC 코팅)은 피스톤과 블록의 팽창 계수 차이가 작기 때문에 피스톤 간극을 보다 타이트하게 가져갈 수 있다는 것으로 이해됩니다.
논의를 살펴보면 호닝의 유무가 실린더 블록의 재질 및 라이너 유무와의 상관 관계가 명확히 언급된 적이 없는 것 같아서 나름 추측해 보았습니다.
현장에서 실물을 본 경험이 없다보니 추정에 불과하겠지만 "주철 블록이나 주철 라이너를 삽입한 알미늄 블록의 엔진에서도 호닝 처리가 되어있지 않은 엔진이 있는가? " 라는 질문이 자연스럽게 드네요.
어쨌든, 명백한 것은 벤쯔 쌍용 엔진이라고 크로스 해치가 특별하게 해석될 필요는 없는 것이고 주철 블록을 사용하는 엔진이라면 설사 중국제라 하더라도 코팅제의 영향은 별 다를 것이 없다는 것이겠네요.
쌍용 엔진은 특별해서 코팅제가 해롭다는 건 마케팅적인 요소가 아닐까 싶습니다.
주철과 알미늄은 당연히 열팽창 계수가 다를테니 피스톤 간극을 여유를 두고서 설계해야할 것이고 라이너가 없는 알미늄 블록(MMC 코팅)은 피스톤과 블록의 팽창 계수 차이가 작기 때문에 피스톤 간극을 보다 타이트하게 가져갈 수 있다는 것으로 이해됩니다.
논의를 살펴보면 호닝의 유무가 실린더 블록의 재질 및 라이너 유무와의 상관 관계가 명확히 언급된 적이 없는 것 같아서 나름 추측해 보았습니다.
현장에서 실물을 본 경험이 없다보니 추정에 불과하겠지만 "주철 블록이나 주철 라이너를 삽입한 알미늄 블록의 엔진에서도 호닝 처리가 되어있지 않은 엔진이 있는가? " 라는 질문이 자연스럽게 드네요.
어쨌든, 명백한 것은 벤쯔 쌍용 엔진이라고 크로스 해치가 특별하게 해석될 필요는 없는 것이고 주철 블록을 사용하는 엔진이라면 설사 중국제라 하더라도 코팅제의 영향은 별 다를 것이 없다는 것이겠네요.
쌍용 엔진은 특별해서 코팅제가 해롭다는 건 마케팅적인 요소가 아닐까 싶습니다.
2007.06.28 21:19:05 (*.155.230.243)

크로스 해치 가공 기술은 메이커마다 다를 수 있습니다.
홈의 형상이나 너비, 깊이, 균일성, 패턴의 모양에서도 차이가 있겠죠.
육안으로 보이는 것 이상의 의미가 있을 수 있고요.
주철 블록이라고 해서 어느 엔진이나 100만킬로 무보링을 주장할 수는 없을 것입니다.
MMC 적용 없이 주철 라이너를 삽입한 알미늄 블록이라면 호닝이 없어야할 이유가 없을 것 같습니다.
호닝이 없다면 오일 막이 견뎌내질 못할 것입니다.
아무리 성의 없는 호닝이라도 엔진의 내구성에 필수적이고 중요한 공정이라고 알고 있습니다. ( 그래서 클리어런스로 내구성을 확보한다는 표현은 와전 내지는 오류라는 것을 지적한 것입니다. )
알미늄 블록을 적용할 정도면 호닝을 생략해서 제작 단가를 줄이려는 것도 아니겠고요.
MMC는 라이너와 호닝의 역할을 대신해둘 수 있고 결과적으로 엔진 성능을 향상시킬 수 있는 특수 소재( 가공 기술)라는 것인데, 이 MMC 표면에 다시 호닝을 만드는 것은 MMC 자체의 내구성을 떨어뜨리는 환경을 만드는 것이라고 봅니다.
MMC의 종류에 따라서는 표면에 호닝 가공이 가능한 것도 있을 수 있겠지만요.
홈의 형상이나 너비, 깊이, 균일성, 패턴의 모양에서도 차이가 있겠죠.
육안으로 보이는 것 이상의 의미가 있을 수 있고요.
주철 블록이라고 해서 어느 엔진이나 100만킬로 무보링을 주장할 수는 없을 것입니다.
MMC 적용 없이 주철 라이너를 삽입한 알미늄 블록이라면 호닝이 없어야할 이유가 없을 것 같습니다.
호닝이 없다면 오일 막이 견뎌내질 못할 것입니다.
아무리 성의 없는 호닝이라도 엔진의 내구성에 필수적이고 중요한 공정이라고 알고 있습니다. ( 그래서 클리어런스로 내구성을 확보한다는 표현은 와전 내지는 오류라는 것을 지적한 것입니다. )
알미늄 블록을 적용할 정도면 호닝을 생략해서 제작 단가를 줄이려는 것도 아니겠고요.
MMC는 라이너와 호닝의 역할을 대신해둘 수 있고 결과적으로 엔진 성능을 향상시킬 수 있는 특수 소재( 가공 기술)라는 것인데, 이 MMC 표면에 다시 호닝을 만드는 것은 MMC 자체의 내구성을 떨어뜨리는 환경을 만드는 것이라고 봅니다.
MMC의 종류에 따라서는 표면에 호닝 가공이 가능한 것도 있을 수 있겠지만요.
2007.06.29 12:36:04 (*.229.110.254)

음 병호님 알미늄 블럭에 주철라이너가 압입된 엔진에 호닝이
없는 엔진은 앨범란에 보시면 이길현님이 올리신 폴쉐 996 실린더를
보시면 답이 나올듯합니다. 실제로 주철라이너가 있는데도
호닝은 없습니다 ^^;; 그리고 또 하나 mmc 의 경우 피스톤클리어런스가
더 큽니다 ㅠ.ㅠ 아이러니 하겠지만 실제 그럽니다.
mmc 자체가 팽창률이 더 크다는 반증이지요 이런 엔진의 경우
오일소모가 많습니다. 통상적으로 만키로 주행당 거의 2리터 정도가
정상소모됩니다. 그리고 호닝은 비살무늬 자체가 중요하기 보다는
그리고 메이커별로 실력의 유무 보다는 경험한 바에 의하면
주파수로 해석을 하더군요 이 기법에 대해서는 진짜 전문가분께서
해석을 내려주셔야 하겠지만 호닝후 파형별로 주파수 영역별로
데이터 자료가 나오기도 합니다. (마치 크랭크밸러스에서 단순
g 단위의 밸런스가 아니라 영역별 파형으로 분석이 되는 경우와
매우 흡사하다고 볼수 있습니다.
mmc 코팅블럭의 경우 실제로 회주철 블럭보다 거의 2배의 피스톤
클리어런스가 설정이 된 경우가 많았고 이는 냉간시 오일소모를
많게 하더군요 얼마전 996엔진을 작업을 놓친 경우가 있었는데
제가 해보고 싶었던건 과연 그 mmc 코팅막을 벗겨내고 주철 라이너를
다시 압입하고 새로운 클리어런스를 설정 했을때 엔진에 미치는 영향이
궁금했었는데 그 기회가 무산 되었지요 단순 알미늄 블럭에
라이너 없이 mmc 코팅만으로 설정된 엔진의 경우는 이미 해봤습니다만
라이너 위에 또 다시 코팅이 입혀진 경우에는 어떤 형태의 결과물이
나올지가 사뭇 궁금했었습니다. 특이한 것은 길현님도 보셨겠지만
라이너에 코팅까지 되어 있는 경우에도 피스톤클리어런스는 꽤나
컸습니다. 이는 제가 실측을 해서 얻은 결과이니 크게 상이 하지는
않으리라 생각합니다. 결국 현재로서 내릴 수 있는 결론은
mmc 코팅블럭이던 혹은 라이너 블럭이던 혹은 회주철블럭이던
CGI 블럭이던 중요한것은 피스톤 소재와의 궁합과 엔진의 용도에 따른
(아마도 피스톤 속도가 변수가 아닌가 추측합니다만 이는 스트로크의
영향이 크겠지요?)
설정이 아닌가 생각합니다. 물론 에미션 문제도 상당한 영향을 미치겠지요
없는 엔진은 앨범란에 보시면 이길현님이 올리신 폴쉐 996 실린더를
보시면 답이 나올듯합니다. 실제로 주철라이너가 있는데도
호닝은 없습니다 ^^;; 그리고 또 하나 mmc 의 경우 피스톤클리어런스가
더 큽니다 ㅠ.ㅠ 아이러니 하겠지만 실제 그럽니다.
mmc 자체가 팽창률이 더 크다는 반증이지요 이런 엔진의 경우
오일소모가 많습니다. 통상적으로 만키로 주행당 거의 2리터 정도가
정상소모됩니다. 그리고 호닝은 비살무늬 자체가 중요하기 보다는
그리고 메이커별로 실력의 유무 보다는 경험한 바에 의하면
주파수로 해석을 하더군요 이 기법에 대해서는 진짜 전문가분께서
해석을 내려주셔야 하겠지만 호닝후 파형별로 주파수 영역별로
데이터 자료가 나오기도 합니다. (마치 크랭크밸러스에서 단순
g 단위의 밸런스가 아니라 영역별 파형으로 분석이 되는 경우와
매우 흡사하다고 볼수 있습니다.
mmc 코팅블럭의 경우 실제로 회주철 블럭보다 거의 2배의 피스톤
클리어런스가 설정이 된 경우가 많았고 이는 냉간시 오일소모를
많게 하더군요 얼마전 996엔진을 작업을 놓친 경우가 있었는데
제가 해보고 싶었던건 과연 그 mmc 코팅막을 벗겨내고 주철 라이너를
다시 압입하고 새로운 클리어런스를 설정 했을때 엔진에 미치는 영향이
궁금했었는데 그 기회가 무산 되었지요 단순 알미늄 블럭에
라이너 없이 mmc 코팅만으로 설정된 엔진의 경우는 이미 해봤습니다만
라이너 위에 또 다시 코팅이 입혀진 경우에는 어떤 형태의 결과물이
나올지가 사뭇 궁금했었습니다. 특이한 것은 길현님도 보셨겠지만
라이너에 코팅까지 되어 있는 경우에도 피스톤클리어런스는 꽤나
컸습니다. 이는 제가 실측을 해서 얻은 결과이니 크게 상이 하지는
않으리라 생각합니다. 결국 현재로서 내릴 수 있는 결론은
mmc 코팅블럭이던 혹은 라이너 블럭이던 혹은 회주철블럭이던
CGI 블럭이던 중요한것은 피스톤 소재와의 궁합과 엔진의 용도에 따른
(아마도 피스톤 속도가 변수가 아닌가 추측합니다만 이는 스트로크의
영향이 크겠지요?)
설정이 아닌가 생각합니다. 물론 에미션 문제도 상당한 영향을 미치겠지요
2007.06.30 11:48:45 (*.217.178.44)

양상규 님의 말씀 상당부분 수긍이 갑니다.
포르쉐는 오래전부터 엔진에 MMC( Nikasil 등) 코팅을 적용한 메이커라고 하고요.
하지만 호닝 처리에 주파수가 관건이 되더라도 그 것은 메이커의 기술력과 노하우가 맞겠지요. 같은 블록을 공유하는 엔진이더라도 메이커에 따라 라이너의 가공 방법을 달리하고 헤드 모양도 다르고, 여러 기구들이 다를 수 있지요.
사실 토론 중에 말씀하신 부분에 대한 가정도 해보았습니다만..
MMC가 있으면 반드시 클리어런스가 작다는 것이 원칙이라기 보다는 상황에 맞게 활용할 수 있는 옵션이라고 볼 수도 있습니다.
즉, MMC를 써서 간극을 더 많이 줄일 수도 있는 것은 분명하나, 고 rpm이나 큰 보어, 스트로크 등 여러 이유로( 주로 내구성이겠죠.) 간극을 키워야하는 엔진일 경우에는, 이미 일정 이상의 간극을 부여함에 따라서 호닝 처리의 효율성이 급감하고 대신 실린더 내벽의 보호가 중요해지겠지요.
여기에는 필수적으로 고 점도의 오일이 그 간극을 메우는데 사용되어야 하지만, 만일 실린더 벽에 피스톤 링이 직접 접촉하더라도 더 잘 견디는 성질의 표면이 필요하고, 여기에도 마찰 저항이 덜하고 마모 저항성이 높은 성질의 MMC를 도입할 수 있을 거라는 가정이 충분히 가능합니다.
MMC 때문에 간극이 넓다기 보다는 넓은 간극을 필요로 하는 엔진이기 때문에 그렇지 않을까요.
MMC 의 열팽창 계수가 블록의 것보다 크다고 하더라도 블록이 바깥에서 단단히 버티고 있기 때문에 열팽창 계수대로 팽창은 하지 않습니다.
간극이 더 크다면 아마도 피스톤 헤드의 재질에 따른 열팽창이 반영된 결과가 아닐까요.
블록과 비슷한 열팽창율의 알미늄 헤드가 아니거나...
외람된 상상은 여기까지 하겠습니다.
물리적인 상상을 해보았지만, 실제 메카니즘을 잘 알지 못합니다.
물리 화학적 지식도 약해서 깊은 내용은 잘 모릅니다.
실제적인 경험과 노하우가 아주 중요할 것인데 너무 말을 많이 한 것 같습니다.
이런 토론이 양상규 님께서 일하시는데 조금이나마 활력소가 되었으면 좋겠고,
더욱 정진하시는 모습을 기대하겠습니다.
포르쉐는 오래전부터 엔진에 MMC( Nikasil 등) 코팅을 적용한 메이커라고 하고요.
하지만 호닝 처리에 주파수가 관건이 되더라도 그 것은 메이커의 기술력과 노하우가 맞겠지요. 같은 블록을 공유하는 엔진이더라도 메이커에 따라 라이너의 가공 방법을 달리하고 헤드 모양도 다르고, 여러 기구들이 다를 수 있지요.
사실 토론 중에 말씀하신 부분에 대한 가정도 해보았습니다만..
MMC가 있으면 반드시 클리어런스가 작다는 것이 원칙이라기 보다는 상황에 맞게 활용할 수 있는 옵션이라고 볼 수도 있습니다.
즉, MMC를 써서 간극을 더 많이 줄일 수도 있는 것은 분명하나, 고 rpm이나 큰 보어, 스트로크 등 여러 이유로( 주로 내구성이겠죠.) 간극을 키워야하는 엔진일 경우에는, 이미 일정 이상의 간극을 부여함에 따라서 호닝 처리의 효율성이 급감하고 대신 실린더 내벽의 보호가 중요해지겠지요.
여기에는 필수적으로 고 점도의 오일이 그 간극을 메우는데 사용되어야 하지만, 만일 실린더 벽에 피스톤 링이 직접 접촉하더라도 더 잘 견디는 성질의 표면이 필요하고, 여기에도 마찰 저항이 덜하고 마모 저항성이 높은 성질의 MMC를 도입할 수 있을 거라는 가정이 충분히 가능합니다.
MMC 때문에 간극이 넓다기 보다는 넓은 간극을 필요로 하는 엔진이기 때문에 그렇지 않을까요.
MMC 의 열팽창 계수가 블록의 것보다 크다고 하더라도 블록이 바깥에서 단단히 버티고 있기 때문에 열팽창 계수대로 팽창은 하지 않습니다.
간극이 더 크다면 아마도 피스톤 헤드의 재질에 따른 열팽창이 반영된 결과가 아닐까요.
블록과 비슷한 열팽창율의 알미늄 헤드가 아니거나...
외람된 상상은 여기까지 하겠습니다.
물리적인 상상을 해보았지만, 실제 메카니즘을 잘 알지 못합니다.
물리 화학적 지식도 약해서 깊은 내용은 잘 모릅니다.
실제적인 경험과 노하우가 아주 중요할 것인데 너무 말을 많이 한 것 같습니다.
이런 토론이 양상규 님께서 일하시는데 조금이나마 활력소가 되었으면 좋겠고,
더욱 정진하시는 모습을 기대하겠습니다.
2007.06.30 15:14:05 (*.111.249.169)

경석님 매우 감사드립니다. 이러한 토론을 통해서 새로운 가설을
정리해 볼 수도 있고 또 새로운 실험에 도전해 볼 수있는 토대가 되니
여러모로 아주 유익합니다. 실제 기술도 미천하고 지식 또한 일천하여
오랜시간 준비해야 하는 어려움도 있지만 결정적으로 단 한번의 시도로
성공해야 하는 부담도 따르고(실패에 따른 경제적 부담이 젤 큰 원인이긴
합니다만 ㅎㅎ) 이모저모 두움이 많이 되고 있습니다.
여러분야의 전문가들과 토론을 통한 자기발전도 많이 되네요
디스커버리에서 커스텀자동차 제작을 봐왔습니다.
여건만 된다면 여러분들과 그러한 시도도 해보고 싶은 간절한
소망이 생기는군요 온라인뿐 아니라 오프라인에서도 종종 이러한
토론의 장이 열렸으면 하는 바램이 듭니다 ^^;;
정리해 볼 수도 있고 또 새로운 실험에 도전해 볼 수있는 토대가 되니
여러모로 아주 유익합니다. 실제 기술도 미천하고 지식 또한 일천하여
오랜시간 준비해야 하는 어려움도 있지만 결정적으로 단 한번의 시도로
성공해야 하는 부담도 따르고(실패에 따른 경제적 부담이 젤 큰 원인이긴
합니다만 ㅎㅎ) 이모저모 두움이 많이 되고 있습니다.
여러분야의 전문가들과 토론을 통한 자기발전도 많이 되네요
디스커버리에서 커스텀자동차 제작을 봐왔습니다.
여건만 된다면 여러분들과 그러한 시도도 해보고 싶은 간절한
소망이 생기는군요 온라인뿐 아니라 오프라인에서도 종종 이러한
토론의 장이 열렸으면 하는 바램이 듭니다 ^^;;