자동차 기관-3. 냉각장치[엔진냉각방법 및 정비, 수랭식구조 및 기능 외]

 

"자동차 기관의 윤활장치(엔진오일)와 냉각장치(엔진의 냉각방법)"

이번 포스팅에서는 엔진의 냉각방법, 수랭식 주요구조와 기능, 부동액, 냉각장치 정비등에 대해 알아보겠습니다.

냉각장치는 내연기관의 폭발행정에서 생기는 고온에 의한 실린더의 과열을 방지하는 장치입니다. 냉각장치는 구조에 따라 공랭식과 수랭식이 있습니다. 

1. 엔진의 냉각방법

엔진을 냉각시키는 방식에는 공랭식과 수랭식이 있으며, 수랭식은 냉각수를 순환시키는 방식에 따라 자연 순환식, 강제 순환식, 밀봉 압력식 등이 있습니다. 

 

2. 수랭식의 주요 구조와 그 기능 

ⓐ 물재킷(water jacket) : 실린더 헤드 및 블록에 일체 구조로 된 냉각수가 순환화는 물통로

ⓑ 물펌프(water pump) : 구동벨트를 통하여 크랭크 축에 의해 구동되며, 실린더헤드 및 블록의 물재킷 내로 냉각수를 순환시키는 원심력 펌프

ⓒ 냉각팬(cooling fan) 

- 전동팬의 특징 : 전동식 냉각 팬은 냉각수 온도를 감지하여 규정 온도에 도달하면 냉각 팬을 회전시키고 규정 온도 이하에서는 작동시키지 않으며, 소음과 연비저감과 함께 난기 운전에 요하는 시간을 단축시킴
- 팬 클러치의 특징 : 엔진의 소비마력 감소 / 구동벨트의 내구성 향상 / 냉각 팬에서 발생하는 소음 방지

ⓓ 구동벨트(drive belt or fan belt) : 이 벨트는 이음새가 없는 고무제 V벨트를 사용하며 크랭크 축 풀리, 발전기 풀리, 물 펌프 풀리 등을 연결 구동. 구동벨트는 각 풀리의 양쪽 경사진 부분에 접촉되어야 하며, 폴리 밑바닥에 닿으면 미끄러짐.

ⓔ 라디에이터(radiator : 방열기)

★ 라디에이터 구비조건 
   - 단위 면적당 방열량이 클 것
   - 가볍고 작으며, 강도가 클 것
   - 냉각수 흐름 저항이 적을 것
   - 공기흐름 저항이 적을 것

★ 라디에이터 캡(radiator cap) : 라디에이터 캡은 냉각수 주입구 뚜껑이며, 냉각장치 내의 비등점(비점)을 높여 냉각 범위를 넓게 하기 위하여 압력식 캡을 사용
** 라디에이트 코어 막힘 산출공식 = 신품용량*사용품용량/신품용량*100

ⓕ 수온조절기 (thermostat) : 실린더 헤드 물 재킷 출구 부분에 설치되어 냉각수 온도에 따라 냉각수 통로를 개폐하여 엔진의 온도를 알맞게 유지하는 기구. 종류에는 바이메탈형, 벨로즈형, 펠릿형 등이 있으며 현재는 펠릿형 이외에는 사용하지 않고 있음.

3. 부동액

냉각수가 동결되는 것을 방지하기 위하여 냉각수와 혼합하여 사용하는 액체입니다. 종류에는 에틸렌글리콜, 메탄올, 글리세린 등이 있으며, 현재는 에틸렌글리콜이 주로 사용됩니다. 

 

4. 냉각장치의 정비 

ⓐ 수냉식 엔진의 과열원인
  - 구동벨트의 장력이 적거나 파손됨
  - 냉각 팬 파손
  - 라디에이터 코어가 20%이상  막힘
  - 라디에이터 코어가 파손되었거나 오손됨
  - 물 펌프의 작동이 불량하거나 라디에이터 호스가 파손
  - 수온조절기가 닫힌 채 고장남
  - 수온조절기가 열리는 온도가 높음
  - 물 재킷 내에 스케일이 많이 쌓임

ⓑ 기관의 냉각회로에 공기가 차 있으면
  - 냉각수의 순환 불량
  - 냉각수 순환 불량으로 인해 기관 과열
  - 히터의 성능저하
  - 냉각장치 구성부품에 손상을 초래 
  
ⓒ 온도 게이지가 HOT 위치에 있을 때 점검사항
  - 냉각 전동 팬 작동상태 점검 
  - 라디에이터의 막힘 상태 점검
  - 냉각수량 점검
  - 수온센서 혹은 수온스위치의 작동상태
  - 물 펌프 작동상태 점검
  - 냉각수 누출여부 점검