2행정기관 (Two-Stroke Engine)
쉽게 풀면
피스톤이 한 번 왔다갔다 하는 동안 엔진의 모든 동작이 끝나는 방식이다.
왜 중요한가
2행정기관은 크랭크 1회전마다 폭발하는 저속 대형 디젤 기관으로 열효율이 가장 높고 프로펠러에 직결할 수 있어 대형 상선 추진의 표준이며, 연료 소모율과 배출 규제 대응이 해운 탄소 배출의 핵심 변수가 됩니다. 이중연료 2행정 기관 개발이 대체연료 전환의 기술적 관문입니다. 동일 마력급에서 4행정보다 회전수가 낮아 프로펠러를 대구경 저회전으로 설계할 수 있어 추진효율이 근본적으로 유리합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
초대형 유조선의 주기관으로 2행정기관을 채택하여 감속기 없이 프로펠러축에 직접 연결한다.
대형 선박 엔진이 공기를 아래에서 넣고 위로 빼는 한 방향 흐름으로 배기가스를 밀어내는 방식을 쓴다는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
저속 직결 방식은 감속기가 없어 효율은 높지만 프로펠러 회전수가 기관 회전수에 묶여 프로펠러 설계 자유도가 제한되고, 기관 높이가 커서 기관실 배치 제약이 큽니다. 실린더 수가 적어 비틀림진동과 저차 가진이 크며 위험 회전수 관리가 필수입니다. 4행정과 달리 소기 방식과 실린더 윤활유 관리가 별도 기술 영역이라 운전 인력의 전문성이 요구됩니다. 유니플로 소기 방식은 라이너 하부 소기구로 들어온 공기가 실린더 헤드의 배기밸브로 빠져나가며 연소가스를 밀어내는 구조이며, 최근에는 캠 없이 전자유압으로 배기밸브를 구동하는 방식이 저부하 연소 안정성을 개선하는 데 쓰입니다. 실린더 수가 적을수록 발화 간격이 불균일해져 축계 비틀림진동 해석이 설계 승인의 필수 절차입니다. 대형 2행정 기관은 실린더 지름이 1미터에 육박해 부품 하나의 무게와 크기가 조립·정비 계획에 큰 영향을 줍니다.
주의할 점
2행정기관은 실린더 라이너와 피스톤링의 마모관리가 중요하며 윤활유 품질관리를 소홀히 하면 조기 손상으로 이어질 수 있다.
실린더 지름이 큰 대형기관일수록 부품 하나의 교체 작업에도 대형 크레인과 긴 정비 시간이 필요해 정비 계획을 여유 있게 세워야 한다.