내연 기관의 냉각 시스템 이해

내연 기관은 매우 높은 온도의 열을 생성하기 때문에 냉각 시스템이 사용됩니다. 냉각의 순환은 엔진과 그 구성 요소의 작동 시간을 결정합니다. 자동차 엔진에서 냉각 과정은 물 또는 공기 중 하나이지만 두 과정 모두 효과가 있습니다. 윤활유는 엔진 부품을 어느 정도 냉각시키는 데도 도움이 됩니다.

자동차는 수년에 걸쳐 많은 변화가 있었지만 엔진 냉각 시스템에는 큰 변화가 없습니다. 글쎄, 현대적인 디자인은 엔진을 통한 순환을보다 안정적이고 효율적입니다. 설계가 매우 효율적이어서 엔진을 일정한 온도로 유지합니다. 외부 온도가 화씨 약 110도 또는 영하 10도로 뜨겁더라도 냉각은 여전히 ​​일정하게 유지됩니다. 연비가 저하되고 배기 가스가 증가할 수 있습니다.

오늘 우리는 내연 기관의 냉각 시스템의 정의, 기능, 구성 요소, 다이어그램, 유형, 작동 원리 및 유지 보수 및 수리에 대해 살펴볼 것입니다.

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엔진 냉각 시스템이란 무엇입니까 ?

냉각 시스템은 연소열을 흡수하기 위해 엔진 블록과 헤드의 통로로 액체 냉각수를 흐르게 하는 구성 요소 세트입니다. 가열된 유체는 냉각을 위해 고무 호스를 통해 라디에이터로 되돌아갑니다. 가열된 유체(뜨거운 물)가 얇은 튜브를 통해 라디에이터로 흐르면서 기류에 의해 냉각됩니다.

현대의 내연 기관은 물과 공기로 냉각되지만 일부 엔진은 공기 또는 액체를 사용하여 엔진에서 폐열을 제거합니다. 특수 목적 또는 소형 엔진은 대기의 공기를 사용하여 냉각되므로 시스템이 가볍고 상대적으로 덜 복잡합니다. 일부 엔진에서 열은 폐쇄된 물 루프에서 냉각이 이루어지는 라디에이터로 전달됩니다.

물은 더 높은 능력을 가지고 있으며 공기보다 빨리 엔진에서 열을 이동할 수 있습니다. 수냉식 시스템의 구성 요소는 엔진에 무게, 복잡성 및 비용을 추가합니다. 이 시스템은 더 많은 폐열을 생성하지만 더 많은 무게를 이동할 수 있는 고출력 엔진에 적합합니다.

엔진 냉각 시스템의 기능

다음은 내연 기관의 냉각 시스템 기능입니다.

IC 엔진의 냉각 시스템의 본질은 엔진 실린더의 연소 가스(연소 가스)의 온도가 섭씨 1500~2000도에 달하기 때문입니다. 이것은 실린더 헤드와 엔진 바디의 재료의 융점보다 높습니다. 따라서 열이 발산되지 않으면 실린더 재질에 심각한 문제 및 고장이 발생합니다.

자동차 엔진에서 냉각 시스템의 또 다른 기능은 움직이는 부품을 윤활하고 냉각시키는 윤활유의 온도를 낮추는 것입니다. 매우 높은 온도는 윤활유의 피막을 산화시켜 표면에 탄소 침전물을 생성합니다. 이로 인해 피스톤이 고착되는 경우가 많습니다.

열 제거가 너무 많으면 엔진의 열효율이 떨어지기 때문입니다. 시스템은 연소실에서 발생하는 열의 최소 30%를 제거하도록 설계되었습니다.

기능적 냉각 시스템은 엔진이 뜨거울 때 빠른 속도로 열을 제거할 수 있어야 합니다. 엔진은 시동 중에 냉각되며 작동 부품이 짧은 시간에 작동 온도에 도달할 수 있도록 많은 냉각이 필요하지 않습니다.

더 높은 온도는 엔진의 체적 효율을 낮춥니다. 그리고 과열로 인해 온도 차이가 클수록 설정된 열 응력으로 인해 엔진 구성 요소가 왜곡됩니다. 이를 위해서는 온도 변화를 정상으로 유지하기 위한 기능적 냉각 시스템이 필요합니다.

자세히 보기:내연 기관의 구성 요소

엔진 냉각 시스템의 구성요소

다음은 내연 기관의 냉각 시스템 구성 요소와 그 기능입니다.

라디에이터:

이 엔진 냉각 부품은 알루미늄 튜브와 튜브 사이에서 지그재그로 움직이는 스트립으로 구성됩니다. 고온의 유체가 호스를 통해 라디에이터 내부로 흐릅니다. 이 가열된 유체는 튜브에서 공기 흐름으로 옮겨진 다음 대기로 날아갑니다.

냉각 팬:

냉각 팬은 엔진과 가장 가까운 라디에이터 약간 뒤에 있습니다. 이 부분은 손가락을 보호하고 공기 흐름을 유도하도록 설계되었습니다. 엔진이 작동하는 동안 뜨거운 유체를 식히기 위해 라디에이터에 공기를 불어넣고 팬이 라디에이터의 온도를 식히는 데 도움이 됩니다.

최신 선풍기는 차량의 컴퓨터로 제어됩니다. 엔진 온도를 모니터링하고 ECU에 정보를 보내는 온도 센서가 있습니다.

압력 캡 및 예비 탱크:

라디에이터는 이제 압력 캡으로 설계되어 팽창할 때 냉각수 흐름을 가압합니다. 따라서 가압 캡의 기능은 냉각 시스템의 압력을 특정 지점까지 유지하는 것입니다. 이 캡에는 제곱인치당 정확한 파운드(psi)로 보정된 스프링 밸브가 있습니다. 압력이 설정 압력 포인트보다 높으면 열리고 소량의 냉각수가 배출됩니다.

예비 탱크는 가압 캡에서 배출된 냉각수를 수집하는 저장소입니다. 탱크는 일반적으로 플라스틱으로 만들어지며 냉각수의 온도를 나타낼 수 있습니다.

워터 펌프:

워터 펌프는 엔진 냉각 시스템의 또 다른 중요한 구성 요소입니다. 엔진 전면에 장착되어 엔진이 작동하는 한 냉각수를 계속 순환시킵니다. 부품은 주철 또는 주물 알루미늄과 냉각수를 펌핑하는 임펠러 블레이드로 만들어집니다.

온도 조절기:

온도 조절 장치는 단순히 엔진 냉각수의 온도를 감지하거나 측정하는 밸브입니다. 냉각수가 충분히 뜨겁지 않은 경우 온도 조절 장치는 닫혀 있지만 냉각수 온도가 특정 온도에 도달하자마자 열리며 냉각수가 라디에이터를 통해 흐를 수 있습니다.

히터 코어:

뜨거운 냉각수는 필요할 때 자동차 내부에 더 나은 목적을 제공합니다. 이를 달성하기 위해 냉각 시스템은 라디에이터와 유사한 히터 코어로 설계되었습니다. 구성 요소는 한 쌍의 고무 호스를 사용하여 연결되어 워터 펌프에서 냉각수를 수집하고 엔진 상단으로 되돌립니다. 히터 코어를 불어주는 팬 블로어가 있어 뜨거운 냉각수로부터 차량 내부로 열을 공급합니다.

호스:

라디에이터에서 엔진 내부 부품으로 냉각수를 완전히 순환시키고 다시 라디에이터 및 일부 관련 부품으로 순환하는 것은 호스를 통해 이루어집니다. 그러나 메인 호스는 상부 및 하부 라디에이터 호스로 알려져 있습니다. 다른 제품에 비해 더 크고 넓습니다.

우회 시스템:

이 구성 요소는 엔진의 냉각수가 온도 조절 장치를 열 수 있을 정도로 뜨거울 때 작동합니다. 따라서 냉각수가 라디에이터를 우회하여 엔진으로 직접 되돌아갈 수 있으므로 냉각수 온도가 균형을 이룰 수 있습니다. 종종 고무 호스를 사용할 수 있지만 일부 제조업체는 고정된 스틸 튜브를 사용합니다.

실린더 헤드 개스킷 및 흡기 매니폴드 개스킷:

이 구성 요소는 또한 연소실의 결합 표면을 단단히 조이기 때문에 엔진 냉각 시스템을 돕습니다. 냉각수와 오일이 엔진에서 또는 연소실로 누출되는 것을 방지합니다. 결합 표면이 정밀하게 가공되고 조밀하더라도 냉각수는 여전히 이를 통해 흐를 수 있습니다. 이것이 가스켓을 사용하는 이유입니다.

프리즈 플러그:

쇳물과 함께 특수한 모래로 만든 엔진의 부품이다. 엔진 블록의 냉각수 통로 모양에 맞게 성형했습니다. 냉각수가 부품을 통해 흐르기 때문에 구멍에 끼워야 합니다. 그렇지 않으면 냉각수가 바로 쏟아집니다.

냉각 시스템 구성 요소의 대부분은 새로운 게시물에서 완전히 논의되었습니다. 명확하게 이해하려면 확인해야 합니다.

자세히 보기:수동 및 자동 변속기 시스템의 작동 원리

내연 기관의 냉각 시스템 전체 다이어그램 인:

엔진 냉각 시스템의 유형

내연 기관에는 두 가지 유형의 냉각 시스템이 있습니다.

공기 냉각 시스템:

공랭식 냉각 시스템에서는 엔진의 외부 부품을 반사한 열이 공기의 흐름에 의해 복사되어 날아갑니다. 이 기류는 핀에 의해 엔진 구성 요소로 효과적으로 전달되는 대기에서 얻습니다. 지느러미는 금속 능선으로 만들어졌으며 크기에 따라 프로세스 중에 항상 날릴 열의 양이 결정됩니다.

공기 냉각 시스템은 핀 표면의 전체 면적, 냉각 공기의 속도, 핀과 냉각 공기의 온도에 따라 달라집니다. 냉각 시스템은 마력이 낮은 트랙터, 스쿠터, 오토바이, 소형 항공기 및 소형 자동차 엔진에 적합합니다. 일부 소형 산업용 엔진도 공랭식 시스템을 사용하도록 설계되었습니다.

공냉식 시스템의 장점:

다음은 공랭식 엔진의 장점입니다.

• 시스템 제조 비용이 저렴합니다.
• 워터 재킷, 라디에이터, 순환 펌프, 물 자체를 포함하지 않는 디자인으로 무게가 가볍습니다.
• 유지 관리가 덜 필요합니다.
• 실린더 재킷 균열이나 라디에이터 워터 튜브와 같은 서리로 인한 손상 위험이 발생하지 않습니다.
• 공랭식 엔진은 덜 복잡합니다.

수냉식 시스템:

지금까지 우리는 자동차 엔진에서 흔히 볼 수 있는 냉각 시스템의 물 유형에 대해 많이 논의했습니다. 글쎄, 그들은 과열을 방지하는 과도한 열을 제거하는 것을 포함하여 엔진 작동에 두 가지 목적을 제공합니다. 또한 엔진을 효율적인 작동 온도로 유지하고 경제적입니다.

수냉식 시스템에는 다음과 같은 네 가지 유형이 있습니다.

• 직접 또는 무반송 시스템
• 열사이펀 시스템
• 호퍼 시스템
• 펌프/강제 순환 시스템

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작동 원리

앞서 언급했듯이 자동차 냉각 시스템에는 두 가지 유형이 있습니다. 이 설명에서 우리는 수냉식 시스템의 작동을 다룰 것입니다. 이 시스템은 엔진 블록과 헤드 내부의 통로와 냉각수를 순환시키는 워터 펌프로 구성됩니다. 또한 냉각수의 온도를 제어하는 ​​서모스탯과 시스템의 압력을 제어하는 ​​라디에이터 캡으로 구성되어 있습니다. 냉각수는 상호 연결된 호스를 통해 이 모든 지점으로 흐릅니다.

수냉식 시스템은 엔진 블록과 헤드의 통로를 통해 액체 냉각수를 전달하여 작동합니다. 냉각수는 연소 과정에서 발생하는 과도한 열을 흡수하기 위해 라디에이터에서 흐릅니다. 냉각수가 뜨거운 열을 받은 후 고무 호스를 통해 라디에이터로 전달됩니다. 뜨거운 냉각수가 라디에이터에 들어가 자마자 냉각이 시작됩니다. 냉각은 차량 전면에서 엔진룸으로 들어가는 공기 흐름에 의해 이루어집니다.

냉각수는 냉각된 후 엔진으로 돌아가 동일한 과정을 수행합니다. 워터 펌프는 냉각수가 숨겨진 통로로 들어갈 수 있도록 도와줍니다. 엔진과 라디에이터 사이에 온도 조절 장치가 있어 냉각수가 라디에이터에 들어가기 전에 미리 설정된 특정 온도로 가열됩니다. 온도 조절기는 냉각된 냉각수를 감지하면 닫혀 있으므로 순환 프로세스를 중지하는 대신 라디에이터를 우회하여 엔진으로 돌아갑니다.

냉각 시스템은 냉각수가 끓는 것을 방지하기 위해 가압 밸브로 설계되었습니다. 압력이 가해지면 냉각수의 끓는점이 높아지므로 라디에이터 캡은 압력이 일정 지점을 초과하면 압력을 완화하도록 설계되었습니다. 또는 너무 많은 압력을 가하면 호스 및 기타 부품과 같은 시스템 구성 요소가 파손될 수 있습니다.

수냉식 시스템 동영상 보기:

냉각 시스템 유지 관리

냉각 시스템은 엔진에서 매우 중요하므로 냉각 시스템은 물론 엔진의 수명을 절약하기 위해 유지 보수가 반드시 필요합니다. 수행할 수 있는 가장 일반적인 유지보수는 엔진 냉각수를 주기적으로 세척하고 보충하는 것입니다. 이렇게 하면 냉각 시스템의 부식을 방지하는 데 도움이 되는 부동액에 여러 첨가제가 들어 있습니다.

제조업체가 항상 표시하는 것처럼 일반 냉각수를 사용하면 여러 유형의 금속이 서로 상호 작용할 때 증가하는 경향이 있는 부식이 발생합니다. 이로 인해 스케일이 결국 발생하여 히터 코어와 라디에이터의 얇은 납작한 튜브가 막히기 시작합니다. 이러한 일이 발생하면 엔진이 결국 과열됩니다.

부동액은 차량 사용자가 냉각 시스템의 기능을 기록해야 하므로 매우 중요합니다. 엔진 수명을 늘리고 비용을 절약할 수 있기 때문입니다. 부동액 제제는 교체하기 전에 5년 또는 150,000마일 동안 사용할 수 있습니다. 일반적으로 붉은색과 녹색을 띠고 있습니다.

역세척 냉각 시스템에는 전문적이고 특별한 장비가 필요하므로 올바른 정비사 작업장에서 작업을 수행해야 합니다. 유지 관리 과정에서 온도 조절기, 라디에이터 압력 캡, 워터 펌프 등과 같은 작은 중요한 구성 요소를 테스트해야 합니다. 약한 경우 교체해야 합니다.

냉각 시스템 부품의 외부 누출을 식별하기 위해 압력 테스트를 수행해야 합니다. 라디에이터, 냉각수 통로, 히터 호스 및 히터 코어와 같은 부품. 엔진 팬도 제대로 작동해야 합니다.

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결론적으로 우리는 내연기관의 냉각 시스템이 무엇인지 자세히 알아보았고, 이를 엔진 시스템에서 냉각수가 순환하여 열을 흡수한다고 설명했습니다. 우리는 또한 다양한 영역과 그 구성 요소에서 냉각 시스템 기능을 보았습니다. 자동차 엔진에서 사용할 수 있는 두 가지 유형으로 공랭식과 수랭식 시스템을 검토했습니다. 마지막으로 작업 및 유지 보수가 처리되었습니다.

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