실린더 헤드 가스켓 스토퍼가 기밀 성능에 미치는 영향 연구

Abstract

자동차용 실린더 헤드 가스켓은 수 많은 자동차 부품 중 엔진의 성능에 영향을 주는 주요 부품 중 하나이다. 자동차 산업이 발전할수록 실린더 헤드 가스켓의 중요성은 더욱 부각되는데 이는 엔진의 성능이 향상되고 소형화됨에 따라 엔진 운전 환경에 더욱더 최적화된 실린더 헤드 가스켓이 요구되기 때문이다. 특히 현재의 고성능 엔진의 실린더 헤드 가스켓은 운전 중에 발생하는 고온, 고압의 연소가스 누설, 냉각수 누수, 오일 누유를 기밀하는 기능을 수행하고 내구성을 유지하기 위해 MLS(Multi-Layer-Steel)와 같은 복잡한 구조를 가진다. MLS 실린더 헤드 가스켓은 Bead의 탄성력으로 기밀을 유지하는 Bead Plate와 연소실의 기밀성을 보강하는 Stopper/Shim Plate, 표면 거칠기(조도)에 대응하기 위한 Coating Layer으로 구성된다. Stopper는 실린더 보어부에 조립되어 Bead에서 발생되는 하중을 적절하게 분산하여 Cylinder Head의 들뜸과 연소가스 누설 및 냉각수 유입을 차단하는 1차 기밀 역할을 하는 중요한 부품이다. 본 연구에서는 실린더 헤드 가스켓의 기본 지식 및 실험 방법과 관련된 내용을 소개하여 이해를 돕도록 하였고, 이를 바탕으로 Stopper 사양별 시제품을 엔진에 조립하여 정적/동적 연소실 환경을 재현하여 여러 평각를 실시하였다. 이러한 평가 결과를 토대로 데이터를 분석하여 Stopper 사양(두께, 구조)별로 정리하였고 향후 개발되는 실린더 헤드 가스켓의 설계 및 제작 등에 도움이 되도록 하였다.