혁신을 위한 경쟁-자동차 연구 및 개발 속도를 가속화하는 보어스코프

저자 Bayard Morales - 2022년 5월 10일

이미지 센서를 사용하기 때문에 비디오스코프로도 불리는 최신 보어스코프는 자동차 산업의 효율성을 높이고 연구 방식을 개선합니다.

첨단 자동차 추진 시스템 연구소(IAAPS)가 한 가지 예시입니다. 엔지니어들은 이곳에서 연구 및 테스트 프로젝트의 일환으로 내연 기관(ICE) 및 기타 파워트레인 하위 시스템의 육안 검사를 수행하기 위해 Olympus에서 제작한 특수 보어스코프 장비를 사용합니다.

IAAPS 수석 엔지니어 Andrew Lewis 박사 및 IAAPS 시니어 엔지니어 Karl Giles 박사를 만나 자동차 엔진 연구 및 개발에서 보어스코프를 사용할 때의 주요 이점과 중요성에 대해 이야기를 나눠보았습니다. 하단에서 대화 내용을 확인하세요.

Q: IAAPS와 Olympus(현재 EVIDENT) 간의 파트너십에 대해 말씀해주세요.

Andrew Lewis: 처음에는 정기적인 공급업체/고객의 관계로 시작됐습니다. 저희는 타 회사에서 출시된 시각 장비 유형의 다른 버전을 갖고 있었는데요, 훨씬 더 기본적인 사양이었고 품질이 매우 낮은 이미지를 제공했습니다. 자동차 고객사 중 한 곳에서 Olympus를 추천해주었고 2020년 11월부터 Olympus 보어스코프를 사용하고 있습니다.

저희는 이 시스템의 적절한 응용 분야 및 수행 중인 연구 및 테스트를 위해 이 검사 유형에서 최상의 결과를 얻는 방법을 배우기 위해 Bayard와 Olympus 팀과 긴밀히 협력해 왔습니다. Olympus의 관점에서 IAAPS와 같은 연구 시설이 승용차 엔진의 연소실과 같은 작고 제한된 공간에서 보어스코프를 사용하는 방법을 확인하는 것은 유용하며 지금까지 매우 유익한 파트너십이었습니다.

Q: IAAPS 및 이의 연구 프로젝트에서 보어스코프 검사를 어떻게 활용합니까?

Andrew Lewis: 보어스코프는 좁고 접근하기 어려운 구멍에 대한 육안 검사를 돕기 위해 설계된 원격 광학 장치입니다. 렌즈와 이미지 센서를 갖춘 관절 헤드가 있는 좁고 유연한 프로브가 한쪽 끝에 있고 관절 헤드의 위치를 제어하기 위한 리모컨이 반대편 끝에 있도록 구성됩니다. 매우 사용 범위가 넓은 장비이며 사용자가 수행하는 검사의 요구 사항에 따라 전방 또는 측면 렌즈의 범위를 맞출 수 있습니다.

장치의 직경이 4mm이므로 엔진 내의 정말 닿기 힘든 곳까지 들어갈 수 있습니다. 저희 작업 특성상 엔진 한계를 초과하는 경우가 많기 때문에 제품이 정상 범위보다 빨리 고장 나거나 마모되는 일이 흔하게 일어납니다. Olympus 보어스코프 덕분에 엔진 내부에서 일어나는 일을 관찰하고 심각한 고장이 발생하기 전에 손상이나 마모를 감지할 수 있습니다.

Karl Giles: 저희는 내연 기관의 정기 검사에 이 장비를 주로 사용합니다. 이러한 용도로 보어스코프를 사용하는 일은 꽤 일반적인 사례이지만 발전 및 항공 이외의 분야에서 엔진을 이렇게 검사하는 경우는 드뭅니다. 저희가 작업하는 엔진은 발전에 사용되는 엔진에 비해 작아 사용자가 훨씬 더 좁은 공간에서 작업하기 때문에 원하는 사진을 얻기가 훨씬 어렵습니다.

휘발유 및 디젤 연소실 외에도 터보차저, 디젤 후처리 시스템, 새로운 단일 실린더 리그의 섬프 및 가열 요소를 검사하기 위해 보어스코프를 사용합니다. 기본적으로 대대적인 해체 없이 닿기 어려운 곳이면 어디든지 사용하지요!

Olympus IPLEX™ GX/GT 비디오스코프

Q: 보어스코프의 장점은 무엇입니까?

Karl Giles: 우리는 보어스코프를 사용하며 많은 것을 배웠습니다. 예를 들어, 검사 결과를 통해 원치 않는 특정 영향을 완화하거나 악화되는 것을 방지하거나 저희가 차후에 수행할 테스트 유형을 안내하게 되었습니다. 기본적으로, 보어스코프를 통해 문제를 초기에 식별하고 고장이 발생하기 전에 수정 조치를 취할 수 있습니다. 이미지 품질이 뛰어나므로 해상도를 높여야 할 필요성을 지금껏 느끼지 못했습니다. 사실 최소한의 액세서리로 어떻게든 사용할 수 있지만 액세서리 세트 또한 매우 종합적으로 잘 갖춰져 있습니다.

Andrew Lewis: 보어스코프 검사는 저희의 연구에 중요한 시각적 측면을 더해주고 테스트 결과의 데이터가 다르게 보일 수 있는 이유나 예상하지 못한 특정 현상이 발생할 수 있는 이유를 설명하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 우리의 발견에 도움이 되는 증거의 흔적은 언제나 있습니다. 그 흔적이 없다면 온도와 압력 등 센서에서 나오는 숫자만 볼 수 있습니다. 그러나 보어스코프를 사용할 수 있으므로 시각적인 지침을 제공하고 결과를 해석하는 데 도움이 됩니다.

또한 이러한 유형의 내부 검사를 사용하여 효율성을 크게 높이고 비용을 절감하고 있습니다. 연소실 자체 내부를 살펴보는 일반적인 사용 사례를 살펴보겠습니다. 보어스코프가 없다면 엔진의 앞부분을 실제로 벗겨내고 모든 시스템을 해체한 후 실린더 헤드를 떼어내는 등의 작업을 해야 합니다. 특수 도구를 사용하여 해체 작업과 엔진 재구축 작업을 완료하는 데 드는 가장 빠른 시간은 2일이며 해당 엔진의 가동이 2일 동안 중지되는 것입니다. 보어스코프를 사용하면 1시간 이내에 점검을 완료할 수 있습니다. 이틀이 소비되면서 어떠한 예상 결과도 알 수 없는 것에 비하면 엄청난 시간 절약입니다.

Q: Olympus에 이 파트너십은 어떠한 의미가 있습니까?

Bayard Morales: 저희에게 가장 흥미로운 부분은 엔진 검사용 보어스코프 장비가 IAAPS와 같은 연구 환경에서 어떻게 사용되는지 확인하는 것입니다. 응용 분야 내에서 작동하는 것과 작동하지 않는 것을 습득하고 이에 따라 변경사항을 적용할 수 있습니다. 궁극적으로 보어스코프의 기본 개념은 매우 단순합니다. 해체하지 않고 기계의 일부를 보는 것입니다. 개념은 단순하지만, 연구 과정에 많은 가치를 제공합니다.

Olympus가 절대 이러한 유형의 장비를 제공하는 유일한 공급업체는 아니지만, 이 분야의 선두주자라고 생각합니다. 저희는 고객사에서 장비를 최대한 활용할 수 있도록 개선하고 고객과 긴밀하게 협력하기 위해 노력하고 있습니다. 저희는 이미지 품질에 중점을 둡니다. 결국 고객이 내부를 보고 발견한 내용을 바탕으로 결정을 내리기 위해 고해상도 영상을 얻어야 하기 때문입니다. 따라서 IAAPS 엔지니어와의 관계 및 그들의 피드백은 매우 중요합니다.

Q: IAAPS와 Olympus 간의 협력으로 모범 사례 가이드가 탄생했습니다. 더 자세히 알려주실 수 있나요?

Bayard Morales: 저희가 IAAPS에 장비 키트를 공급했을 당시, 이 특정 응용 분야에 맞게 보어스코프를 사용하는 방법에 대한 광범위한 가이드가 없었습니다. IAAPS는 엔진에 대한 지식이 있고 저희에게는 보어스코프에 대한 노하우가 있기 때문에 모범 사례 가이드를 작업하는 것이 좋은 아이디어라고 생각했습니다.

저는 오후에는 IAAPS 현장에서 엔지니어들과 일하며 그들이 내시경을 사용하는 법을 확인하고 이를 통해 짧은 매뉴얼의 기초가 되는 영상을 촬영하고 글을 작성하며 시간을 보냈습니다. 저의 첫 목표는 제 동료를 교육하는 일이었습니다. 이는 IAAPS에게도 유용한 일이 될 것입니다. 어떤 신입 직원이든 신속하게 장비를 파악할 수 있다는 것을 의미하기 때문에 저희의 조직 간에 장비를 공유할 수 있기 때문입니다.

Karl Giles: 현재 공식적인 지침은 없고 정보는 시연을 통해 전달되므로 동료를 교육할 때 참조할 수 있는 가이드 문서 또는 리소스가 있으면 좋을 것입니다. 지금까지는 검사 결과 및 사진의 선명도 면에서 고객에게 매우 좋은 피드백을 받고 있습니다. 이는 분명히 Olympus와 장비뿐만 아니라 Bayard와 그의 지원 덕분입니다. 모범 사례 가이드는 이러한 관계를 더욱 돈독하게 만들어 줄 것이며 계속해서 우리의 역량을 키워갈 수 있을 것입니다.

Andy Lewis: 솔직히 말해서 보어스코프를 보유하는 일은 상당한 투자이며 수리에 큰 비용이 들기 때문에 잘못 사용하지 않는 것이 좋습니다. 보이스코프를 안전하게 작동하기 위해 고려해야 할 많은 요소(예: 엔진 온도)가 있기 때문에 그 모든 요소를 한곳에 모으면 유용할 것입니다.

Olympus 보어스코프 장비를 사용하여 밸브 자세히 보기

Olympus 보어스코프 장비를 사용하여 캡처한 피스톤의 개요 이미지

Q: 전기 자동차로 변화하고 있는데 그래도 보어스코프 검사가 여전히 유효할까요?

Karl Giles: 네, 그렇습니다. 기어박스 및 변속기와 같은 다운스트림 파워트레인 구성 요소는 전기 모터 또는 내연 기관에 의한 구동 여부와 관계없이 매우 유사한 생김새를 보일 것입니다. 저희와 같은 R 환경에서는 이러한 하위 시스템을 해체하지 않고 검사할 수 있다는 이점이 있습니다. 이러한 용도로 보어스코프를 사용한 경험이 많진 않지만, 신규 IAAPS 시설 내 전기 파워트레인 시스템의 프로젝트 작업이 늘어나면서 수요가 증가할 것으로 예상합니다.

Andy Lewis: 네, 변속기는 언제나 존재할 것입니다. 내연 기관이 사양길을 걸어도 기어박스 및 변속기는 전기 자동차와 호환되어야 하므로 내부 검사가 필요합니다. 전기 자동차와 비교하여 보어스코프 검사는 예를 들어 열 손상 징후로 권선을 검사하기 위해 모터 안쪽을 실제로 살펴보는 형태를 띨 수 있습니다.

전기 모터가 점점 강력해지면서 내장 냉각 갤러리 등 주변부의 열 관리가 더욱 복잡해질 것입니다. 그러므로 검사에 모터 내 냉각수 또는 기름 누출의 잔류물을 확인하는 것을 포함할 수 있습니다. 장비를 해체하지 않고 내부를 확인할 필요는 언제나 존재할 것입니다. 이를 통해 여러분이 보고 있는 것이 해체 과정의 결과가 아니라고 확신할 수 있습니다. 전체 시스템을 해체하지 않고 답을 찾아낼 수 있는 문제가 많을수록 좋습니다.

요즘 우리는 효율성을 중시하는 시대를 살아가고 있으며 파워트레인 시설을 운영하는 비용은 매우 많이 듭니다. 장비를 해체하고 재조립하는 일로 하루를 낭비하게 되면 매우 큰 손해입니다. 구성 요소를 해체하고 검사 작업을 매주 진행한다면 낭비되는 시간은 더 늘어납니다. 카메라를 넣어 검사 시간을 30분으로 최소화할 수 있다면 보어스코프는 몇 주에 걸친 테스트 검사 중에 가치를 증명할 것입니다.