유압

1. 개요

2. 특성

3. 구성

4. 사용 분야

1. 개요

유압(油壓, Hydraulics)이란, 비 압축성 액체를 펌프 등으로 압출하였을때의 토출 압력을 말한다. 유압이라고 쓴 이유는 여기에 쓰이는 액체에 기름을 쓰기 때문이다. 영단어는 "물"과 관련된 단어라 어리둥절해할 텐데, 과거에는 물을 사용한 흔적이라고.[1]

2. 특성

원동기 동력 대비 강한 힘을 얻을 수 있다.
일반적인 기계적 변속기에 비하여 속도를 자유로이 조정 할 수 있다.
과부하 상황에서의 안전장치를 간단히 할 수 있으며, 이로 인해 과부하 상태에서의 안정성이 뛰어나다.
동력원과 작동장치의 배치가 자유롭다.
공압과는 달리 귀환관이 존재한다.[2]
공압의 경우 힘을 가하는데 사용된 압축공기는 그대로 외부로 배출된다.
온도가 높게 올라가면 유압유가 끓어오르면서 기포가 생겨 성능이 저하되는 단점을 가진다.[3]
40인승급 대형 버스나 5톤급 이상의 중대형 트럭과 같은 대형 차량의 제동장치에 유압식이 아닌 공압식 브레이크를 사용하는 이유가 바로 이것이다.

3. 구성

유압유에 압력을 가하는 유압 펌프
유압유가 펌프에서 작동장치까지 흘러가는 유압관로
유압유의 압력과 흐름을 기계적 운동으로 바꾸는 유압 모터와 유압 실린더
유압유를 저장하는 유압 탱크
유압 장치를 제어하는 유압 밸브

단, 일반 승용차의 브레이크 등에 이용되는 유압의 경우, 펌프 없이 마스터 실린더의 피스톤을 누르는 힘으로 작동하며, 이 마스터 실린더가 펌프의 역할을 한다.

4. 사용 분야

기계의 제어에 사용되는 것부터 자전거 브레이크같은 작은 크기까지 다양한 곳에 이용되고 있다.

자동차 - 주로 제동계통에 이용되며,[4]
단, 대형 차량의 경우 유압식이 아닌 공압식 제동장치를 사용한다. 대형 차량이 멈출때 취익 하고 빠져나가는 소리가 바로 공기가 빠지는 소리다.
속도감응형 스포일러나 트렁크 개폐장치 같이 사람의 힘을 보조하는곳에도 이용되고 있다.
건설기계를 비롯한 큰 힘이 필요한 기계류
각종 공작기계
로봇 - 미국과 중국과 유럽의 경우 로봇의 구동을 유압 회로에 의존하는 경우가 많다. 반면 일본과 한국의 경우 전동기를 이용하는 경우가 대부분. 하지만 20세기 말엽에 들어서는 큰 힘이 필요하지 않은 경우 유압보다 취급이 쉽고 효율이 더 높은 전기제어를 사용하는 경우가 많아졌으며, 실제로 소형으로 분류되는 장비들은 전기/전자제어로 전환되었다고 볼 수 있지만, 기존 방식의 익숙함과 신뢰성으로 여전히 많이 사용되고 있고, 대형기계류[5]
일정 급 이상의 초대형 기계류는 약간 예외로, 직렬식 하이브리드 구동이 더 효율적인 경우가 있다. 예를 들면 특대형 디젤전기기관차나 코마츠 930E 같은 적재중량 300톤오버인 광산용 장비 등. 이들 분야는 기존에 유압을 이용하다가(흔히 "디젤 액압식"으로 알려진 변속기류), 엔진으로 발전기를 돌려 나온 전기로 모터를 굴려 바퀴를 구동한다. 930E는 엔진으로 발전기와 유압펌프 둘 다 돌리지만 말이다.
나 건설기계와 같이 과부하 상황이 수시로 생기는 기계류에는 여전히 유압작동이 주류를 이루고 있다.
항공기의 제어계통 - 특히 대형 여객기 등의 조종계통[6]
플랩과 슬랫은 ATA 27(조종계통)안에 ‘Flap/slat electronic unit’이 있는데 이걸로 움직인다.
,랜딩기어는 사람 힘으로 움직이는것은 무리이므로, 유압을 이용하여 제어하는것이 보통이다. 그래서 이 부분이 나가면, 비행기는 핸들이 조종이 안되는 자동차와 같은 상태가 된다. 때문에 일어난 사고가 일본항공 123편 추락 사고. ATA(Air Transport Assosiation) chapter 상에서는 29번이다. 요즘에는 전자식으로 바뀌는 추세다. 자세한 것은 FBW 문서로.
무선모형(?) - 몇몇 무선조종 모형 중 현실성을 위해 유압을 이용하는 경우도 있다. 예를 들면 포크레인, 불도저 모형 등은 보통 작은 서보 모터를 이용해서 움직이지만 유압 모터랑 유압유 (!)를 넣어서 작동시키는 모형도 있다. 물론 유압식 무선모형은 가격이 백만을 넘어가고 소음도 꽤 있으니 현실성을 신경쓰지 않는다면 전동식이 정신건강에 이롭다.

[1] 물은 기계를 부식시키거나 회로에 쇼트를 일으키는 등 문제를 일으킬 소지가 크기 때문에 물을 다뤄야 하는 기계는 방수처리가 필수이다. 이것이 금속이 많이 쓰이는 실린더에 물 대신 기름을 넣어 현재까지 쓰는 이유이다.[2] 공압의 경우 힘을 가하는데 사용된 압축공기는 그대로 외부로 배출된다.[3] 40인승급 대형 버스나 5톤급 이상의 중대형 트럭과 같은 대형 차량의 제동장치에 유압식이 아닌 공압식 브레이크를 사용하는 이유가 바로 이것이다.[4] 단, 대형 차량의 경우 유압식이 아닌 공압식 제동장치를 사용한다. 대형 차량이 멈출때 취익 하고 빠져나가는 소리가 바로 공기가 빠지는 소리다.[5] 일정 급 이상의 초대형 기계류는 약간 예외로, 직렬식 하이브리드 구동이 더 효율적인 경우가 있다. 예를 들면 특대형 디젤전기기관차나 코마츠 930E 같은 적재중량 300톤오버인 광산용 장비 등. 이들 분야는 기존에 유압을 이용하다가(흔히 "디젤 액압식"으로 알려진 변속기류), 엔진으로 발전기를 돌려 나온 전기로 모터를 굴려 바퀴를 구동한다. 930E는 엔진으로 발전기와 유압펌프 둘 다 돌리지만 말이다.[6] 플랩과 슬랫은 ATA 27(조종계통)안에 ‘Flap/slat electronic unit’이 있는데 이걸로 움직인다.

분류

공학