1. 공기흡입시스템
1) 공기청정기 2) 스포틀 바디 3) 흡기 매니폴드 2. 배기 시스템
1) 배기 먀니폴드 2) 머플러 3) 촉매 변환기 3. 연료증발가스 제어장치
1) 연료증발가스 2) 차콜캐니스터의 작동 4.엔진 윤활장치
1) 윤활의 필요성 2)윤활유 특성 3)윤활 장치의 작동 5. 엔진 냉각 장치
1) 구성 부품 2)워터 자캣 과 펌프 3)라디에이터 4)열교환기5 5) 서모스텟 6)냉각수 유동 6.과급장치
1)구동방법 2)슈퍼차저의 종류 3) 슈퍼차저의 공기유동 4).터보차저 구동 5) 터보차저 작동 6) 터보차저 웨이스트 게이트
엔진 부속 장치
1. 흡배기시스템의 구조와 작동방법을 설명할 수 있다.
2. 엔진 윤활장치와 냉각장치의 구성과 작동원리를 설명할 수 있다.
3. 자동차에서 사용하는 과급장치의 종류와 작동원리를 설명할 수 있다.
5 장
공기 흡입 과정
1.흡입공기는 엔진으로 유입되기 전에 공기청정기를 통과하며 스로틀 밸브가 있는 스로틀 버디, 흡기매니폴드, 흡기포트를 거쳐 실린더로 유입된다.
2.여기서 기화기는 스로틀 바디 위에 설치하며 연료 분사 장치는 스로틀 바디 위나 흡기 포트에 설치된다.
공기 흡입 시스템( air intake system)
애니메이션 (플래시) 제시 설명은 뒷 장에
흡기 메니폴드
(intake manifold) 스로틀 바디
(throttle body)
공기튜브 (air tube)
공기유량계 (air flow meter) 공기청정기
(air cleaner)
공기 청정기(air cleaner)
O 공기에 있는 여러 고체 입자와 먼지 입자들은 엔진에 들어가기 전에 제거하지 않으면 엔진이 마모가 심해진다.
O 공기 청정기는 흡기 소음을 줄이기 위해 입구에 튜닝 벤추리관 (tuning venturi)이 있다.
필터 엘리먼트 (filter element) 공기(air)
링형 필터 공기청정기
필터 엘리먼트 (filter element)
튜닝 벤츄리 (tuning venturi) 공기 (air)
패널형 필터 공기청정기
스로틀 바디 (throttle body)
1. 흡입되는 공기의 양은 가속 페달(accelerator pedal)을 밟는 운전자 의해 조정된다.
2. 발로 작동되는 페달은 케이블로스로틀 바디에 있는 스로틀 밸브까지 연결되어 있다.
3. 이 방식은 모든 가솔린 엔진들 (기화기 방식과 연료 분사 방식)의 공기-제어 장치이다.
캐이블 (cable) 흡기메니폴드
(intake manifold)
스로틀밸브
(throttle valve) 가속패달 (accelerator
Pedal) 스로틀 바디
흡기 매니폴드(intake manifold)
1. 흡기 매니폴드는 스로틀 바디와 실린더 안의 흡기 포트를 연결한다.
2. 흡기 매니폴드는 공기나 혼합기를 유동시키는 통로로 공기 챔버와 러너(runner)를 가짐 3. 포트 연료분사와 가솔린 직접분사의 경우는 공기만 러너를 통해 유동한다.
4, 기화기또는 스로틀 바디 연료분사의 경우는 공기와 연료가 흡기 매니폴드에 흡입되면서 공기와 혼합된다.
공기챔버와 러너를 갖는 흡기매니폴드 공기 쳄버
(air chamber)
스로틀 바디 (throttle body)
런너 (runner)
하부 흡기메니폴드 (lower intake
manifold)
스로틀 밸 브(throttle valve)
상부흡기메니폴드 (upper intake
manifold)
하부 흡기메니폴드 (lower intake
manifold)
혼합기의 분배
혼합기가 흡기 매니폴드를 통과하는 동안 각 실린더에 같은 농도의 혼합기가 유입되어야 한다.
가솔린 액적
(gasoline droplet) 가솔린 액체
(gasoline liquid)
공기 연료 혼합기 (air fuel mixture) 냉간 운전 시
엔진이 충분히 작동된 후에는 흡기 매니폴드가 충분히 가열되어 대부분 연료가 기화되어 균등한 분배가 이루어진다.
난기 운전 시
연료가 완전히 증발되지 않아 관성에 의해 큰 액적은 코너를 통과 하는 사이 끝부분에 연료가 고이게 되고, 고여있는 연료가 증발하 므로 끝부분의 혼합기는 농후하게 되며 중심 부근 실린더는 희박한 혼합기가 유입된다
1. 흡기 매니 폴드 튜닝은 체적효율을 향상시킨다.
2. 고속과 저속에서 엔진의 성능 향상을 위해 가변 흡기 시스템을 갖는다 3. 각 실린더 마다 긴 런너와 짧은 런너의 2개의 런너가 있다.
저속 상태 고속 상태
길이가 긴 주 런너
(primary runner)통해 유입된다.
엔진회전에 4000 rpm 이상이면 고속 스로틀 밸브(high speed throttle valve)가 열리고, 짧은 런너인 이차 러너 (secondary runner)와 함께 양 런너를 통해 혼합기가 유 입된다.
가변 흡기 시스템 (variable induction system)
흡기메니폴드 (intake manifold)
고속 스로틀밸브 (high speed throttle valve) 긴 런너
(long runner) 짧은 런너 (short runner)
흡기밸브 (intake valve) 흡기메니폴드
(intake manifold)
스로틀 바디 (throttle body)
저속 상태 고속 상태
배기 시스템(exhaust system)
배기 시스템은 엔진으로부터 나오는 배기가스를 모아 정화시키고, 배기소음을 줄여 차의 후미를 통하여 대기중으로 배출시킨다.
배기 시스템의 구조
배기 매니폴드 촉매 변환기 머플러 레조네이터 테일 파이프
배기메니폴드 (exhaust
manifold)
촉매컨버터 (catalytic Converter)
머플러
(muffler) 레조네이터 (resonator
테일파이프 (tail pipe)
이중 배기 시스템(dual exhaust system)
V-형 엔진이 장착된 자동차는 두 개의 배기 시스템을 가지고 있다. 이 시스 템은 각 실린더 뱅크에 대해 하나씩 두개로 분리된 배기 시스템이다.
크로스 오버 파이프(crossover pipe)
1. 소음의 감소를 위하여 두 개의 배기 파이프 사이를 연결한다.
2. 두 개의 배기 시스템은 배기 가스를 원활하게 배출함으로써 엔진의 흡입 능을 향상 시키고, 엔진 동력을 더욱 증가 시킨다.
배기파이프 ( exhaust pipe)
촉매변환기 (catalytic Converter)
크로스오버 파이프 (crossover pipe)
머플러 (muffler)
레소레이터 (resonator 테일파이프 (tail pipe)
배기 매니폴드(exhaust manifold)
1. 배기매니폴드는 통로 또는 관들의 세트이다.
2. 실린더 헤드의 배기포트로부터 배출되는 배기 가스를 배기 파이프까지 이송
3. 배기매니폴드는 각 배기포트로부터 배출된 배기가스를 모아 하나의 흐름으로 합침
배기포트
(exhaust port)
배기메니폴드 (exhaust
manifold) 실린더헤드
(cylinder head)
머플러(muffler)
고압 배기가스 (high pressure Exhaust gas)
저압 배기가스 (low pressure Exhaust gas) 역전 부위
(reversing section) 파이프
선회 챔버 (turnaround Chamber) 선회 챔버
(turnaround Chamber)
1. 머플러의 용도는 배기 소음을 줄여서 조용하게 운전하기 위한 장치 2. 머플러에는 구멍들과 통로 그리고 배기가스가 통과하는 공명실이 있음 3. 여기서 배기밸브가 열림에 따라 발생하는 소음 중 고압파를 약하게 한다
촉매변환기(catalytic converter)
1.
촉매는 자신은 아무런 화학반응이 없이 다른 물질의 화학변화를 유도하는 물질
2. 촉매 변환기는 배기가스의 유독한 오염물질(CO,HC,NOX)을 무해한 가스로 변환시켜 배출 3. 촉매변환기는 2가지의 촉매 물질 (산화, 환원)을 가지고 있다.
산화변환기 환원변환기
오염물질 HC, CO NOx
촉매물질 백금, 파라듐 로 늄
반응식 2CO+O2 2CO2
2C2H6+7O2 4CO2+6H2O 2NO+2CO 2CO2+N2
촉매변환기 (catalytic converter) 의 구조
1. 담체: 작은 입자층이나 벌집모양의 구조로 세라믹이나 알루미나를 재료로 제작됨
2. 촉매물질: 촉매변환기 내부의 담체 표면에 있는 촉매물질인 백금이나 파라듐, 로듐을 코팅함 3. 반응 : 배기가스는 촉매 물질로 코팅된 표면을 지나면서 화학반응인 산화작용과 환원작용을
일으켜 배기가스를 정화시킨다.
배기가스 중의 CO, HC, NOX를 동시에 저감시키는 기능을 가지고 있다.
산화변환물질 백금이 CO와 HC를 산화시켜 CO2와 H2O로 변화시킨다,
환원변화물질-> 로듐이 NOX를 환원시켜 N2와 CO2로 변환시킨다.
삼원 촉매 (three way catalyst)
단열재 (insulation)
촉매
(Catalyst)
필레트형 담체 (pellet compound) 입구
(inlet)
출구 (Outlet)
단열재 (insulation) 변환기 셀
(converter shell)
입구(inlet)
외부셀
(outer shell) 환원변화기 (reduction catalyst)
산화변환기 (oxidation catalyst) 변환기 셀
(converter shell)
외부셀
(outer shell)
삼원 촉매(three way catalyst)
촉매변환기 (catalytic converter) 의 구조
연료 증발 가스 제어 장치
증발 가스 제어 장치는 연료 탱크와 기화기 플로트 실에서의 연료 증발 가스(HC)가 대기 로 방출되는 것을 막는다.
플로트 실이 없는 연료 분사 장치가 개발된 후, 증발 가스 제어 장치는 연료 탱크에서 발생되는 연료 증기만을 제어한다.
연료탱크 벤트라인 (fuel tank vent line)
플로트실 벤트라인 (float vent line)
차콜 캐니스터 (charcoal Canister)
기화기
(Carburetor) 퍼지라인 (purge line) 증기분리기
(vapor separator)
공기청정기 (air cleaner)
기화기식 엔진 증발가스 제어장치
연료분사식 엔진 증발가스 제어장치
연료 증발 가스 제어 장치
공기청정기 (air cleaner) 퍼지라인
(purge line) 스로틀 밸브
(throttle valve)
연료증기 (fuel vapor)
연료 (fuel) 차콜캐니스터
(charcoal Canister)
스로틀바디 (throttle body)
연료탱크 (fuel tank)
기화기식 엔진 증발 가스 제어 장치
1. 엔진이 정지되어 있을 때 연료 탱크와 기화기 플로트실에서 발생된 연료증발가스는 차콜 캐니스터(charcoal canister)로 유입된다.
2. 캐니스터 내의 활성탄이 증발가스를 흡착한다.
3. 엔진이 시동하면 신선한 공기가 캐니스터로 유입되어 연료 증발 가스와 혼합된다.
4. 이 공기가 흡입 매니폴드로 흘러 엔진 실린더로 들어오는 혼합기와 섞이게 된다.
5. 캐니스터로부터 연료 증발 가스를 제거하는 것을 퍼징(purging)이라 한다.
6. 엔진이 작동되는 동안 캐니스터의 증발가스는 제거 또는 퍼징된다.
연료 증발가스 제어장치의 작동
O 캐니스터는 금속 패킹내에 금속망과 활성탄으로 구성
O 캐니스터에는 퍼지 밸브가 있으며, 공회전시에는 퍼징을 제한 O 스로틀 밸브가 움직이면 퍼징은 계속된다.
차콜 캐니스터의 작동
기화기 플로트실에서 연료증기가 들어옴 연료탱크로 부터
연료증기가 들어옴
퍼지밸브 (Purge valve)
퍼지라인을 통해 연료증기가 기화기로 나감
신선한 공기가 들어옴
필터 (filter)
필터 (filter)
윤활의 필요성
엔진 윤활 장치 (engine lubrication system)
엔진 운동에서 금속과 금속이 접속하면 어떻게 될까?
1. 마찰에 의한 동력손실의 증가 2. 엔진 출력의 감소
3. 마모에 의한 부품의 손상
4. 마찰열로 엔진이 타 붙는 현상(소착 현상)발생 5. 공 회전 조절이 쉽고, 작동이 인정되어야 한다.
이와 같은 현상을 막기위해서는?
접촉면에 유막을 형성시켜 윤활(lubrication)을 해야 한다.
베어링
저널 유막이 형성되어
유체 마찰이 됨
유막의 형성이 안된 저널의 손상 사진
유막이 형성 되지 않아고 체마찰이 됨
윤활의 목적
엔진 내부에서 작동하는 각 부품에 오일을 공급하여 마찰을 감소시키고 마모를 방지하며 마찰부분의 열을 냉각 시킨다. 또한 각 접촉운동 부위에 유막 을 형성하여 마찰력이 적은 유체 마찰이 되도록 함으로써 마찰열이 발생하여 융착되는 현상을 막아준다.
윤활의 작용
마모 방지 밀봉 작용 냉각 작용
세척 작용 방청작용 응력분산작용
윤활
윤활 장치의 목적과 작용
(1) 마모방지
완전윤활을 유지하고 강인한 유막을 형성하여 접촉부분의 표면 마찰과 마모를 방지한다.
(6) 방청작용
윤활면에 수분이나 부식성 가스의 침투를 막아 부식을 막아준다.
(4) 세척작용
카본 및 철분 등의 불순물을 흡수한 후 오일 필터에서 제거하여 윤활부를 깨끗하게 한다.
(3) 냉각작용
윤활부에서 발생된 마찰열을 흡수하여 오일 팬이나 오일 냉각기에서 방열시킨다.
(5) 응력 분산 작용
완전윤활을 유지하고 강인한 유막을 형성하여 접촉부분의 표면 마찰과 마모를 방지한다.
(2) 밀봉작용
실린더와 피스톤 윤활에서 피스톤 링과 함께 고압가스의 누설을 방지한다.
윤활의 작용
윤활유의 특성
(1). 적당한 점도
윤활유가 작동 부품으로 잘 흐르게 하기 위해서는 적당한 점도 를 가져야 한다.
(2). 일정한 점도지수
오일의 점도가 온도에 따라 변하는 비율이 적어 일정한 점도를 가져야 한다.
(3).카본 생성 및 산화 방지
고온에 의해 오일이 산화 변질 되거나 카본이 생성되지 않아야 한다.
(4).부식과 녹 방지
연소에 의한 생성물이나 열화물이 마찰부의 금속을 부식시키므로 이를 막는 성질이 필요하다
(6).청정 세척
오일이 열화나 먼지 가루 등에 오염되어 윤활 불량이 되지않도록 깨끗하게 유지되어야 한다 (7).과도압력에 대한 저항
과도한 압력이 발생했을 때 유막의 저항성이 크고높은 압력을 오일이 흡수 해야 한다.
(5).기포발생방지
기포가 발생하면 윤활 효율이 감소하므로 기포 발생에 대한 저항력이 있어야 한다
오일필터 (oil filter)
오일냉각기 (oil cooler)
로커암 축 (rocker arm)
오일픽업 (oil pickup) 오일 팬
(oil fan) 오일펌프
(oil pump) 오일갤러리 (oil gallery) 압력조정기 (pressure Regulator)
메인 베어링 (main bearing) 오일필터
(oil filter)
오일픽업 (oil pickup) 오일펌프
(oil pump)
오일 레밸게이지 (oil level gage)
오일 팬 (oil fan)
크랭크축 ( crank shaft) 캠 축
(cam shaft)
직렬형 OHV 엔진의 윤활장치 직렬형 OHC 엔진의 윤활장치
윤활 장치의 작동
엔진 내에서 작동하는 모든 부품에 윤활유를 공급하여 유막을 형성시켜 마찰과 마모를 줄인다
피스톤 실린더 커넥팅 로드
크랭크 축
캠 축 저널 실린더 헤드 밸브 리프터
밸브 스템 캠
압력조정밸브
오일 필터 오일 펌프 오일 픽업
오 일 팬
윤활유의 유동
1. 오일 팬에 있는 윤활유는 오일필터를 통해 크랭크축의 메인 베어링으로 보낸다.
2. 오일의 일부는 크랭크축의 오일 구멍을 메인 베어링에서 커넥팅 로드 베어링으로 흐른다.
3. 이와 동시에 윤활유는 오일 통로를 통해 실린더 헤드로 이동한다.
4. 실린더 헤드의 오일 통로를 통해 캠 축 베어링과 밸브 트레인 부분을 윤활 시킨다 5. 작용이 끝난 오일은 다시 오일 팬으로 돌아간다.
오일 갤러리
구성 부품
오일 펌프
오일 픽업
오일 갤러리
크랭크 축 실린더 헤드
캠
밸브 리프터 밸브 스템 오일 필터
압력조정 밸브
오일팬 .오일 펌프는 캠 축에 의해 구동되고, 윤활
유에 압력을 가해 각부로 윤활유를 보낸다.
.오일 펌프
오일압력이 필요 이상으로 높게 될 때 릴리 프 밸브에서 바이패스홀로 오일을 보내어 급유과다가 되지 않게 한다.
윤활유 내의 찌꺼기, 금속가루, 수분 등의 불순물을 제거한다
오일의 과열을 막기위해 냉각수가 오일을 냉각 시킨다.
오일 압력 조정기
오일 필터
오일쿨러
오일 펌프 (oil pump)
오일 펌프(oil pump)는 캠 축에 의해 구동되고, 윤활유에 압력을 가해 각부로 윤활유를 보내는 역할을 하고 있다.
구동기어 (drive gear)
피동기어 (driven grar) 구동축
(drive shaft)
펌프 바디 (pump bady)
픽업 (pick up)
[기어펌프 (gear pump) ]
기어펌프작동
펌프 하우징 (pump housing)
외부로터 (outer rotor) 내부로터
(inner rotor) 커버
(cover)
로터 펌프작동
[로터 펌프(roter pump)]
픽업 (pick up)
오일 펌프(oil pump)
1. 오일 펌프에 의해 압송된 윤활유는 엔진의 회전이 빠르게 되면 펌프의 회전도 빠르게 되어유압이 필요 이상으로 높게 되면서 급유 과다가 일어난다
2. 유압이 필요 이상으로 높게 될 때 릴리프 밸브에서 바이패스 홀로 오일을 보내어 급유 과다가 되지 않게 되어 있다.
오일 압력 조정기
1. 엔진에 부착된 오일 냉각기는 오일의 과열을 막는다
2. 엔진 냉각수는 오일이 지나가는 관의 주위를 흐르면서 오일을 냉각시킴
오일 냉각기 (oil cooler)
오일필터 (oil filter) 오일 냉각기
(oil cooler) 입구 호스 (inlet let hose)
출구 호스 (out let hose)
오일 필터 (oil filter)
1. 오일필터에는 여과 엘레먼트가 있어서 오일이 흐를 때 먼지나 카본 입자를 여과한다.
2. 필터에는 스프링으로 지지 되어 잇는 바이패스 밸브가 있다.
3. 필터가 막히면 바이패스 밸브가 열려 여과되지 않은 오일이 엔진으로 흐른다
바이패스 밸브 (bypass valve)
실링 가스캣 (sealing gasket)
입구 (inlet )
출구 (outlet )
여과 엘레먼트 (filtering element)
엔진 냉각 장치의 작동온도
엔진의 온도가 너무 높으면
엔진의 온도가 너무 낮으면
실린더 벽이 약 260℃이상 뜨거워지면 나타나는 현상 1. 윤활유가 분해되거나 윤활 성능이 떨어진다
2. 부품재료의 강도가 저하되어 고장이 생기거나 수명이 단축된다 3. 연소상태가 나빠져 엔진의 엔진의 출력이 저하된다
너무 냉각되면 손실 열량이 크기때문에 엔진 효율이 낮아진다 연료 소비량이 증가한다
엔진의 적절한 온도는
엔진의 원활한 작동을 위하여 엔진 냉각수의 온도를 약80~90℃로 유지 해야 한다
냉각장치는 엔진의 모든 회전속도와 작동상태에서 과열을 방지하고 가장 효율적인 온도를 유지시키는 장치이다
엔진 냉각 장치 목적
워터재킷에서 열을 흡수
워터 펌프가 냉각수를 강제 순환시킴
라디에이터에서 냉각수의 열을 공기 중에 방출
뜨거운 냉각수
찬 냉각수 외부공기
워터재킷
(water jackets) 워터 펌프
(water pump) 서모 스탯 (thermostat) 라디에이터
(radiator)
팬 (fan)
히트 코어 (heat core)
냉각 장치 구성 부품
1. 워터재킷(water jackets) 2.워터 펌프(water pump) 3.서모스탯(thermostat) 4.라디에이터(radiator) 5.엔진 팬 (engine fan)
엔진 실린더주위의 열을 냉각
냉각수의 열을 방열
라디에이터의 방열 효과를 촉진한다 냉각수를 강제 순환시킴
냉각수의 순환을 제어한다
워터재킷과 워터 펌프
1.워터재킷은 실린더 벽과 실린더 블록 및 헤드 위벽사이의 빈 공간
2.워터 펌프로부터의 냉각수는 실린더 블록 과 실린더 헤드의 워터 재킷을 흘러서 열을 흡수하여 라디에이터로 돌아간다.
1. 워터펌프는 임펠러 펌프로서 엔진의 앞쪽에 부착되어 크랭크 축 폴리 벨트에 의해 구동됨.
2. 임펠러 축은 윤활이 필요 없는 밀폐된 베어링 으로 지지됨
임펠러 (impeller)
베어링 실 (bearing seal)
출구 (outlet ) 입구
(inlet ) 축
(shaft) 워터 재킷
(water jackets) 실린더헤드
(cylinder head)
실린더 블럭 (cylinder block)
바이패스 (by pass)
풀리 (pulley)
워터재킷 (water jackets) 워터 펌프 (water pump)
1.엔진 팬(engine fan)은 라디에이터에 추가의 공기를 끌어들이는 장치 2. 고속으로 차량이 앞으로 달려갈 때는 라디에이터를 통과하는 공기가
필요한 모든 냉각작용을 하지만 공회전이나 저속에서는 라디에이터를 통한 추가의 공기 유동이 필요하다.
엔진 팬 (engine fan)
라디에이터 (radiator)
팬 (fan) 라디에이터 압력 캡
(radiator pressure cap)
가변 속도 팬 (variable-speed fan)
엔진의 온도가 낮으면 팬 클러치가 미끄러져서 팬은 작동하지 않게 되며 잡음이 감소되고 엔진의 동력이 절감된다.
엔진의 온도가 높으면-> 더 많은 오일이 팬 클러치로 들어오도록 하며, 팬 클러치는 팬을 구동하기 시작한다.
그림
팬 클러치 ( fan cclutch) 팬 날개
(fan blade) 풀리
(pulley) 밸트
(belt)
팬 클러치는 워터 펌프 폴리와 팬 사이에 부착되어 있는 온도 제어 유체 커플링.
유연 날 팬 (flexible-blade fan)
1. 유연 날을 사용하여 날의 경사나 피치가 팬의 속도가 증가함에 따라 감소한다 2. 원심력은 날을 평평하게 하여 날이 공기를 적게 통과 시키게 한다.
3 소음과 공기흐름, 팬을 회전시키는데 필요한 동력을 감소시킨다.
유연날 팬
(flexible-blade fan) 스페이서
(spacer) 풀리
(pulley)
전기 팬 (electric fan)
1. 전기 팬은 전기 모터가 팬을 회전시킨다.
2. 자동온도 조절 스위치는 냉각수의 온도가(93℃)에 달할 때만 팬을 회전시키고, 냉각수가 이 온도 이하로 떨어지면 팬의 회전이 정지된다.
3. 전자엔진제어 장치인 경우 팬은 전자제어 모듈(ECM)에 의해 작동 제어된다.
전기 팬
(electric fan) 라디에이터
(radiator)
전기 팬
(electric fan)
라디에이터 (radiator)
1. 공기를 통과시켜 냉각수로부터 열을 제거하는 열 교환기이다.
2. 열이 라디에이터에서 고온의 냉각수에서 저온의 외부공기로 전달된다.
라디에이터 코어 (radiator core) 입구 탱크
(inlet tank)
출구탱크 (outlet tank) 공기유동
냉각수유동
입구 탱크 (inlet tank)
출구탱크 (outlet tank) 라디에이터 코어 (radiator core)
하향 유동 리디에이터 (down flow radiator)
횡 방향 유동 리디에이터 (cross flow radiator)
열 교환기 (heat exchanger)
전기 팬
(electric fan)
에어컨 컨덴서 (air conditioner Condenser))
인터쿨러 (intercooler)
라디에이터 (radiator) 오일쿨러
(oil cooler)
전기 팬
(electric fan) 주행풍
자동차에서 발생하는 열을 제거하기 위한 열교환기.
1. 엔진 냉각수의 방열 라디에이터 2.윤활유의 온도를 조절 오일쿨러 3. 에어컨의 응축작용 컨덴서 4.자동 변속기,동력조향 작동유 오일쿨러 5. 과급 엔진의 압축되는 흡입공기의 냉각 인터쿨러
서모 스탯 ( thermostat )
1. 서모 스텟은 열에 의해 작동되는 벨브로 냉각수의 온도를 조절한다, 2. 엔진에서 라디에이터로 흐르는 냉각수의 흐름을 제어한다.
3. 실린더 헤드와 라디에이터 사이 냉각수 통로에 위치하며, 냉각수의 온도 변화에 따라 개패
그림
서모스텟 작동범위
작동 온도 범위는 85℃와 91℃로서 작동 시작 온도 인 85도에서 열리기 시작해서 약 11℃가량 상승한 온도에서 완전히 열린다.
밸브 닫힘
밸브 열림
리턴 스프링 (return spring) 스틸 피스톤 (steel piston)
찬 냉각수
뜨거운 냉각수
약 85도에서 밸브가 열리기 시작한다 바이패스통로
(by pass Passage)
밸브 (valve)
냉각수의 유동
엔진온도가 낮을 때
엔진온도가 높을 때
서모 스탯 열림 서모 스탯 닫힘
히터 코어 (heater core)
냉간 운전 시에 라디에이털의 통로를 닫아서 엔진의 온도를 빨리 상승시킨다
엔진이 충분히 예열되면 서모 스탯이 열리고 냉각수의 유동시켜 적정한 엔진온도를 유지시킨다
라디에이터 캡의 구조
1. 보조탱크로 연결되고 캡에 진공밸브와 압력밸브를 만들어 라디에이터 내부를 밀폐함 2. 냉각수 온도가 높아지면 물이 팽창하여 라디에이터 내부 압력이 가해져 냉각수가 100℃
이상 되어도 비등하지 않고 외부 공기와의 온도 차가 커져 냉각 효율도 좋아진다.
압력이 진공압 일 때
압력이 높을 때
압력 릴리프 밸브 닫힘 진공 릴리프
밸브 열림
진공 릴리프 밸브 닫힘
압력 릴리프 밸브 열림
1. 냉각수온이 110~120℃정도 되어 압력이 0.83~1.1 Kg/㎠ 로 되면 압력밸브가 개방되어 오버 플로우관을 통해 팽창 탱크로 배출되어 냉각시스템은 일정한 압력 으로 유지된다.
라디에이터 캡의 작동
압력이 높을 때 압력 밸브의 작동
팽창 탱크 라디에이터
압력 밸브가 열림 1. 냉각수 온도가 상승되면 팽창하여 넘친 양만큼 팽창 탱크에 저장된다.
2. 냉각수온이 내려가면 냉각수는 수축하므로 팽창 탱크에서 라디에이터로 이동한다.
냉각수
엔진의 온도가 내려가서 라디에이터 내부의 압력이 대기압보다 낮아졌을 때 진공 밸브가 열려 팽창 탱크로부터 냉각수가 유입되어 냉각시스템 내의 부압이 해소된다.(개방압력: -0.07 Kg/㎠)
압력이 진공 압 일 때
라디에이터 팽창 탱크
진공밸브의 작동
냉각수
진공밸브가 열림
라디에이터 캡의 작동
과급의 정의
공기를 공기 압축기를 이용하여 강제적으로 실린더에 공급.
많은 혼합기를 형성하여 연소시킴
연소압력의 증가
엔진 출력을 향상
과급의 장점
①엔진 크기를 늘리지 않고 회전수를 높히지 않고 출력을 증가
②체적 효율과 평균 유효압력이 증가함
③엔진의 출력이 35~40%증가한다.
과급 장치 ( forced induction)
많은 혼합기를 실린더 안으로 공급하여 동일 속도에서 더 큰 동력을 얻는 장치
과급의 효과
과급기의 구동 방법
슈퍼 차저(super charger) 엔진 크랭크축으로부터 동력이용
슈퍼 차저
(정적형 공기펌프) 압축 공기를
실린더로 강제 유입
터보차저 (turbo charge) 배기가스로 터빈을 돌려 발생하는 동력을 이용
터보 차저
(원심형 공기 펌프) 압축공기를
실린더로 강제 유입
공기
공기 압축 공기
배기가스 인터쿨러
슈퍼 차저의 종류
루츠식 수퍼차지 (roots super charger )
1. 하우징 내부에서 회전하는 두개의 긴 로터를 내장하고 있다.
2. 각 로터는 두 세개의 로브를 가지고 있으며 로터들은 서로 맞물려서 회전한다 3. 크랭크 축에서 벨트에 의해 로터가 구동되며 회전속도는 엔진속도보다 두배에서
세 배 정도 빠르다.
흡입공기
압축공기
하우징 (housing)
로터 (rotor)
로브 (lobe)
1. 하우징 내에서 디스플레이서는 스파이럴 내부를 따라 편심적으로 움직인다.
2. 디스플레이서는 두개의 편심 축이 사용되며 디스플레이서는 상하로 움직인다.
3. 디스플레이서 축이 회전할 때 축 위의 캠은 디스플레이서를 직선으로 움직인다.
4. 스파이럴에 의해 형성되는 내실과 외실을 열고 닫는다.
5. 이작용은 공기를 막아서 압축하고 펌프 중심 근방의 방출 포트를 지나서 배출한다.
스파이럴 수퍼차저 (spiral super charger)
하우징 (housing) 디스플레이서 (displacer)_
구동축
(drive shaft)
공기 입구
공기 출구 캠 (cam)
슈퍼 차저의 종류
기화기 또는 스트롤 바디 분사장치 (TBI) 에서 수퍼차저는 흡기매니폴드 앞쪽에 설치된다.
기화기에서 만들어진 혼합기 는 수퍼 차저를 통과하여 실린더 내로 유입된다.
기화기식 엔진의 수퍼 차저의 공기 유동
흡입공기 공기청정기 기화기 슈퍼 차저 흡기매니폴드
실린더 (cylinder) 공기청정기 흡입공기 (air cleaner)
기화기
(carburetor)
슈퍼 차저
(super charger) 흡기매니폴드
(intake manifold) 압축 혼합기
실린더
수퍼차저의 공기 유동
포트 연료 분사 엔진에서 루츠식 수퍼차저를 통과하는 공기는 수퍼차저를 통과한 후 압축되어 인터쿨러에서 냉각되고 흡기포드로 유입된다
포트 연료 분사식 엔진 수퍼 차저의 공기 유동
흡입공기
루츠식
슈퍼차저 인터 쿨러 외부공기 인터 쿨러
흡입공기 공기청정기 슈퍼차저 흡기매니폴드 흡기포트 실린더
수퍼차저의 공기 유동
터보차저의 구동
오일
배기가스 흡입공기
배기가스가
터빈을 회전시킴 터빈과 같은 속도로
공기압축기가 회전하며 공기를 압축함
터빈 (turbine) 압축기
(compressor)
압축기와 터빈의 두개의 날개가 축의 양 끝에 설치되어 있다.
엔진오일이 베어링을 통하여 흐르며, 베어링을 냉각시키고 ,윤활작용을 한다 터보차저는 엔진 배기가스에 의해 터빈을 작동시키고 이 구동력으로 공기 압축기를
작동하는 것으로 엔진에 공기 또는 혼합기을 강제적으로 유입시키는 장치이다
터보차저 단면도
터빈 (turbine) 압축기
(compressor)
축 (shaft) 베어링
(bearing)
터보차저의 구조
압축기와 터빈의 두개의 날개가 축의 양 끝에 설치되어 있다.
터보 차저의 작동
1, 엔진이 작동 중일 때 배기가스는 터빈으로 유동하여 터빈 날개를 회전시킴 2. 배기 가스가 터빈의 날개에 충돌하여 120,000rpm 이상으로 회전시킴.
3. 압축기도 같은 축에 설치되어 있으므로 압축기가 같은 속도로 회전한다.
4. 압축기가 회전하여 흡입 공기를 압축시켜 실린더 내로 강제 유입한다.
압축기
(compressor) 터빈
(turbine)
공기청정기 (air cleaner)
인터 쿨러 (intercooler) 웨스트게이트
작동기(waste Gate actuator)
공기유량계 (air flow meter)
터보차저 웨이스트 게이트
1.터보차저는 부스트 압력이 너무 커서 이상연소와 엔진의 손상을 초래할 수도 있음.
2.과도한 부스트 압력을 억제하기 위하여 웨이스트게이트(waste gate)밸브를 부착함
2. 부스트 압력이 미리 정해진 최대값에 도달하면 열려서 배기가스의 일부분을 외부로 버림 3 웨이스트 게이트 장치는 부스트 압력 또는 컴퓨터에 의해 제어된다.
웨스트게이트 밸브
터빈 (turbine) 압축기
(compressor)
공기 배기가스
다이어프램 작동기 (diaphragm actuator)
컴퓨터 제어 웨이스트 게이트
1. 흡기매니폴드에 압력센서가 부착되어 부스트 압력이 지나치게 높아지면 ECM으로 신호를 보냄 2. ECM은 웨스트 게이트를 제어하는 솔레노이드 밸브가 작동하여 웨스트 게이트를 개방시킴
웨스트 게이트 작동기 (waste gate actuator)
터빈 (turbine) 압축기
(compressor) 흡입공기
배기가스 압력센서
(pressure sensor)
노크센서
(knock sensor)
솔레노이드 밸브 ( solenoid valve)
스로틀 밸브 (throttle valve)
웨스트 게이트 (waste gate)
