|
냉각수온의 결정
엔진의 정상적인 작동을 보장하기 위해서는 엔진의 냉각수통로(Water Jacket)뿐만 아니라 냉각팬이나 라디에이터와 같은 냉각계의 부품도 적절하게 선택되어져야 합니다. 자동차의 냉각계를 설계할 때에는 유지되어야 하는 냉각수온을 지표로 하여, 가장 가혹한 환경조건하에서도 엔진의 과열(Over-heat)이 발생되지 않도록 설계해야 할 필요가 있습니다. 이를 위해서는 엔진의 작동조건에서의 열발생량, 그 경우에 필요한 라디에이터의 열교환량, 순환하고 있는 냉각수량, 라디에이터 그릴 등을 통한 냉각풍량 등을 결정하는 데에 있어 세심한 주의가 필요합니다. 여기에서 '유지되어야 하는 냉각수온'이란 엔진의 원활한 작동에 필요한 냉각수온을 말합니다. 냉각수온이 너무 낮으면, 엔진의 출력이 감소하고 연료의 소모도 많아지며, 반대로 냉각수온이 높으면 노킹과 같은 이상연소가 발생할 가능성이 많아질 뿐만 아니라 연료의 공급이 원활하지 못하는 등의 문제가 발생할 수도 있습니다.
차량이 어떤 속도로 주행하게 되면 그때 요구되는 엔진의 출력과 엔진회전수에 따라 엔진의 열발생량이 달라집니다. 엔진이 적정한 상태에서 운전되기 위해서는 어느 정도의 열발생량을 냉각을 통하여 외부로 방출해야 하는데, 이때 필요한 열방출량은 열발생량과 마찬가지로 엔진의 고유특성에 해당합니다. 요구되는 열방출량만큼을 처리하는 것이 라디에이터입니다. 라디에이터는 열교환기의 일종입니다.
 라디에이터의 열교환특성은 냉각수의 순환유량, 냉각풍량, 그리고 라디에이터 입구부의 냉각수온과 공기 온도의 차이가 얼마인가에 따라 달라집니다. 냉각수의 순환유량은 엔진에 내재되어 있는 냉각수펌프의 특성으로 결정되므로 결국 엔진회전수에 의해 영향을 받습니다. 냉각풍량은 냉각팬과 주행풍에 의해 결정됩니다. 주행풍이란 자동차가 주행함에 따라 라디에이터그릴, 범퍼의 공기통로 등을 통해 유입되어서 라디에이터를 통과하게 되는 공기의 흐름을 말합니다.
냉각수의 순환유량이 많을수록, 또 냉각풍량이 많을수록, 그리고 라디에이터에 유입되는 냉각수온의 온도와 외부 공기의 온도와의 차이가 클수록 라디에이터에서의 열교환량이 많아집니다. 따라서 라디에이터그릴부에 장식물을 장착하여 통풍면적을 줄이는 일은, 필요한 만큼의 냉각이 일어나지 못하게 하여 엔진의 냉각수온을 높게 하고 결과적으로 엔진에 무리를 줄 수도 있으므로 삼가야 합니다.
한편 라디에이터의 구조나 재질이 동일하다면 라디에이터의 통풍면적이 넓은 것이 열교환에 유리하나, 열교환량을 증대시키기 위해 라디에이터의 통풍면적을 넓히는 것은 차체설계상 불가능한 경우가 많기 때문에 보다 더 열을 잘 전달하는 재질로 변경하는 방법으로 열교환량을 증대시킵니다.
|
