개념 한 쪽
유체커플링은 유체의 흐름을 매개로 입력축의 회전력을 출력축으로 전달하는 장치로, 스테이터 유무로 토크 증폭 여부가 달라진다. 운전 특성 중 드래그 토크와 슬립 개념이 핵심이다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「유체커플링」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 장치 구별(스테이터 유무) | 1 | 펌프·터빈 사이 스테이터 존재로 장치 구분하기 |
| 장점·특성 판단 | 1 | 유체커플링의 장점과 슬립 역할을 식별하기 |
| 드래그 토크 정의 | 1 | 원동축 회전·종동축 정지 상태의 토크를 묻기 |
유체커플링은 엔진(원동축)과 부하(종동축) 사이에 유체를 채워 동력을 전달하는 장치이다. 펌프(임펠러)와 터빈(러너)이 케이스 안에서 유체를 통해 에너지를 주고받으며 회전력을 전달한다는 점이 본질이다.
토크 컨버터와의 차이는 스테이터의 존재 여부이다. 토크 컨버터는 펌프와 터빈 사이에 스테이터라는 고정 회전자를 두어 유체 흐름의 방향을 바꾸고 토크를 증폭시키는 반면, 유체커플링에는 스테이터가 없어 단순히 동력만 전달한다. 따라서 유체커플링은 토크를 증폭시키지 못한다.
유체커플링은 슬립이 존재하므로 출력축의 회전수는 입력축의 회전수를 초과할 수 없다. 과부하 상황에서는 슬립이 발생해 기관을 보호하는 특성이 있고, 진동 흡수와 충격 흡수 기능을 제공한다는 점이 주요 장점이다.
드래그 토크는 유체커플링 운전 특성의 중요한 값으로, 원동축이 회전하고 종동축이 정지한 상태에서 유체의 점성 저항으로 인해 종동축에 전달되는 토크를 말한다. 이 상태는 시동 시의 최대 전달 토크 특성을 나타내며 슬립 100% 상태와 일치한다.
예 1) 구성으로 구별하기: 문제에서 펌프와 터빈 사이에 스테이터(고정된 날개)가 있다는 표현이 나오면 토크 컨버터로 판정한다. 스테이터가 없고 단순히 유체로 동력만 전달한다고 하면 유체커플링으로 판정한다.
예 2) 드래그 토크 판별: 원동축이 회전하지만 종동축이 정지인 상황(시동 시 또는 고정 상태)에서 종동축에 작용하는 토크를 드래그 토크로 본다. 이 값을 기준으로 시동 모터나 원동기 선정 시 최대 저항 특성을 확인한다.
유체 컨버터의 장점으로 가장 적합한 것은?
정답 ② · 유체 컨버터의 장점을 묻는 문제이다. 유체 컨버터는 유체의 운동 에너지로 동력을 전달하므로 과부하가 걸리면 입력측과 출력측 사이에 슬립이 발생하여 충격이 흡수되고, 기관이 정지하거나 손상되는 일이 없다.
유체 컨버터는 유체의 흐름을 통해 동력을 전달하므로 과부하 시 슬립이 발생해 기관 보호가 가능하며 클러치 불필요하다.
입력 축과 출력 축의 회전력을 변화시키기 위하여 펌프와 터빈의 중간에 스테이터를 설치한 유체 전동기구는?
정답 ② · 펌프와 터빈 사이에 스테이터를 설치하여 입력축과 출력축의 회전력을 변화시키는 유체 전동기구를 묻는 문제이다. 토크 컨버터는 펌프와 터빈 사이에 고정 날개인 스테이터를 두어 터빈에서 되돌아오는 유체의 흐름 방향을 바꿔줌으로써 토크를 증대시키는 장치이다.
펌프와 터빈 사이에 고정된 스테이터(고정부)를 두어 토크를 변환하는 장치는 토크 컨버터이다.
입력축과 출력축의 토크를 변환시키기 위해 펌프 회전차와 터빈 회전차 중간에 스테이터를 설치한 유체전동기구는?
정답 ① · 펌프 회전차와 터빈 회전차 사이에 스테이터를 설치한 유체전동기구를 고르는 문제이다. 토크 컨버터는 펌프 임펠러, 터빈 러너, 그리고 그 사이의 스테이터로 구성되며, 스테이터가 유체의 흐름 방향을 바꾸어 반작용 토크를 이용해 토크를 증폭시키는 기능을 한다.
스테이터가 있는 유체전동기는 토크 컨버터이며, 스테이터가 없는 것은 유체 커플링이다.
건설기계설비기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.