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자동차 냉각 장치 구성부품 Automotive cooling unit components

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작성자 월하月下 작성일18-01-08 12:23 조회3,985회 댓글0건

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■ 라디에이터(Radiator)

라디에이터(Radiator)는 엔진에서 가열된 냉각수를 냉각하는 장치이며, 큰 방열 면적을 가지고 있고 대량의 물을 받아 들이는 일종의 물 탱크이다.
라디에이터는 상부탱크와 코어 및 하부 탱크로 구성되어 있으며 상부탱크에는 라디에이터 캡, 오버 프로워 파이프 및 입구 파이프가 있고 하부탱크에는 출구 파이프와 드레인 콕(Drain cock)이 부착되어 있다.  또 코어는 튜브와 핀으로 구성되어 있으며,라디에이터의 재질은 일반적으로 황동제를 많이 사용하였으나 최근의 승용차에는 알루미늄제를 많이 사용하고 있다. 황동제는 열전도성이나 강도면에서 우수한 점이 있고 알루미늄제는 황동제에 비해 강성과 내압성이 좋으며, 특히 판의 두께를 두껍게하여 전체의 강도를 크게 하여도 무게는 황동제의 반이하로 줄일 수 있는 장점이 있다.
 


 
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▶ 라디에이터캡

라디에이터 캡은 압력밸브와 부압밸브가 설치된 가압식을 사용하고 있으며, 압력밸브는 냉각수가 110~120℃ 정도로 가압(보통 1.9kgf/㎠) 되면 열려서 보조탱크로 배출되도록 작동한다. 또한 엔진의 온도가 내려가 라디에이터 내부의 압력이 대기압 보다 낮아지게 되면 부압밸브가 열려 보조탱크에 있는 냉각수를 빨아들인다.
 

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▶ 냉각수와 부동액
 
수냉식 냉각장치에는 대부분 물을 사용해 왔으나 물에 의한 녹 발생 등의 문제를 해결하기 위해 부식 방지제나 동결 방지제가 첨가된 냉각수를 쓰게 되었다. 이러한 냉각수를 롱 쿨런트(long life coolant)라 하며, 특히 동결을 방지할 목적으로 쓰이는 것을 부동액이라 한다.

물은 0℃가 되면 얼어서 체적이 약 10% 정도 팽창하므로 한냉기에 라디에이터나 실린더가 파손될 경우가 있다. 따라서 겨울철에는 냉각수에 빙점이 낮은 부동액을 첨가한다.
부동액에는 보통 에틸렌 글리콜에 청색 물감과 안정제, 부식 방지제 등을 넣어 물과 혼합하여 사용한다. 혼합비율은 그 지역의 최저 온도를 기준으로 하여 물과 약 40~50%로 희석하여 사용한다.

부동액을 선정할 때에는 라디에이터의 재질에 따라 선택해야 하며, 종래의 황동제에서는 일반적인 부동액을 사용했으나 알루미늄 라디에이터에서는 알루미늄 전용의 부동액을 사용해야 한다. 황동제의 라디에이터에서는 알루미늄 전용 부동액을 사용해도 무방하나 알루미늄제인 경우에는 부동액과 혼용하면 냉각계통의 부식 또는 침전물이 생기기 때문에 주의할 필요가 있다.
또한 여름철이라고 부동액을 빼고 물만 사용하게 되면 쉽게 녹발생이 되기 때문에 피해야 하며, 냉각수(부동액)는 2년에 1번씩 가을철에 교환하는 것이 좋다.
 

 ■ 냉각수 보조탱크(Reservoir)

라디에이터의 상부탱크에 고무 호스로 연결된 냉각수 보조탱크는 운전시 냉각수가 가열되어 팽창하고, 팽창한 만큼의 냉각수량은 호스를 통해 라디에이터로부터 흐른다. 운전이 정지하면 냉각수는 수축되어 부압에 의해 탱크로부터 냉각수가 라디에이터로 흐른다. 이같이 라디에이터내의 냉각수를 일정량으로 조절함으로써 냉각 효율을 높이고 있다.
 

 ■ 냉각팬(Cooling Fan)과 팬 밸트(Fan Belt)

냉각팬은 보통 펌프축과 일체로 회전하며 엔진앞쪽에 부착되어 강제 통풍을 시켜 냉각효과를 얻고 고속시에는 배기 매니폴드등의 과열을 방지한다.  냉각팬은 보통 4∼6개의 날개를 달고 있는 합성수지, 알루미늄 합금, 철판 등으로 만들어진다. 팬벨트는 크랭크샤프트의 회전을 이 Fan Pully와 발전기 풀리(Generator Pulley)에 전달한다. 또한 팬의 회전을 자동적으로 조절하여 팬의 구동손실을 줄여주고 기관의 과냉(Over Cool)을 막아준다.

 전동팬

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전동팬은 모터로 냉각 팬을 구동하는 형식이며 앞엔진 앞바퀴 구동(FF CAR) 자동차에서는 이 형식을 많이 이용하고 있다.  라디에이터에 부착된 서모 스위치는 냉각수의 온도를 감지하여 어느 온도에 도달하면 팬을 작동(냉각팬 ON)시키고, 어느 온도 이하로 내려가면 팬의 작동을 정지(냉각 팬 OFF)시킨다.
서모 스위치의 설정온도는 일반적으로 90~100℃ 사이이고, ON~OFF의 온도차는 대략 3~5℃이다. 이러한 전동팬은 다음과 같은 장점으로 근간의 승용차에서 상당히 많이 사용되고 있다.
전동팬은 그림과 같이 팬 시라우드에 부착된후 라디에이터와 밀착된 상태로 자동차에 조립된다.
-  라디에이터의 설치가 자유롭다.
-  엔진의 워밍 업이 빠르다.
-  냉각수의 일정한 온도에서 작동되므로 불필요한 동력 손실을 줄일 수 있다.
 
팬 벨트

팬 벨트는 V벨트(V 리브드 벨트)를 사용하며 크랭크 축의 회전을 발전기 풀리와 팬 풀리(워터 펌프와 동시 구동)에 전달하여 팬을 회전시킨다. 그러나 전동 팬을 사용하는 엔진에서는 팬 풀리 대신에 워터 펌프 풀리를 회전시킨다.
팬 벨트의 장력이 너무 팽창하면 워터 펌프 또는 알터네이터의 베어링 마모가 쉽게 되고, 너무 헐거우면 벨트가 미끄러져 충전불량 및 과열의 원인이 되기도 하기 때문에 적절한 장력(10kg의 힘을 가했을 때 약 8mm 정도)을 유지하여야 한다.
 

 ■ 물 펌프(Water Pump)

물펌프는 냉각수를 순환시키는 장치로 임펠러(Impeller)의 회전으로 원심력을 일으켜 물을 뿜어내는 펌프작용을 하는데 물펌프는 펌프몸체, 임펠러(Impeller), Pump Axle, 베어리(Bearing), 풀리(Pully), 씰(Seal) 등으로 구성되어 있다.

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 ■ 수온 조절기(Thermostat)

수온조절기는 기관내부의 냉각수 온도 변화에 따라 밸브가 자동적으로 개폐하여 라디에이터로 흐르는 유량을 조절함으로써 냉각수의 적정온도를 유지시켜주는 일종의 개폐장치이다. 수온조절기의 밸브가 열리는 온도는 80℃안팎이다.
 

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서모스탯(수온조절기)에는 펠릿형(Pellet type)과 벨로스형(Bellows type)이 있으며 벨로스형에 비해 수압의 영향을 덜 받아 온도를 정확히 제어할 수 있는 펠릿형을 많이 사용한다.
펠릿형 서모스탯의 작동은 수온이 규정온도(약 80℃)까지 높아지면 펠릿안의 왁스가 팽창하여 고무부분을 압축함으로써 그 중심부에 있는 스핀들을 밀어 올리려고 하나 스핀들은 케이스에 고정되어 있으므로 펠릿이 밑으로 내려가서 밸브가 열린다.
반대로 수온이 낮아지면 팽창했던 왁스가 수축되고 고무의 압축이 제거되어 펠릿은 스프링에 의해 원위치로 돌아가면서 밸브는 닫힌다.

 ■ 서머 스탯의 주요 역할
  -  엔진의 온도를 일정하게 하므로 엔진의 성능을 최고로 발휘시킨다.
  -  과열 및 과냉을 방지한다.
  -  오일의 노화방지 및 엔진 수명을 연장시킨다.
  -  차내 난방효과를 높인다.
  -  냉각수의 소모를 방지한다.

 

 

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