자동차용 엔진의 냉각시스템의 설치 이유 및 과열과 과냉의 원인

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과열 시 영향: 혼합기가 연소될 때 연소가스의 온도는 최대 약 2500℃ 정도이다. 이 열의 일부는 기관의 각 부품들(피스톤, 실린더, 실린더헤드, 배기가스 과급기 등)과 윤활유에 전달되고 방열된다. 동시에 기관과 동력전달장치에서 운동부품들의 마찰에 의해서 기계적 에너지의 일부가 다시 열에너지로 변환되어 운동부품들과 윤활유에 열부하를 가하게 된다. 윤활유는 고온이 되면 점도가 낮아져 쉽게 흘러내리는 성질이 있어 과열 상태에서는 제대로 윤활이 되지 않아 마찰열로 부품이 녹거나 고착될 수 있다. 이러한 오버히트 상태를 방지하는 장치로서 냉각장치가 필요하다.​

 

과열의 원인:

① 구동벨트의 장력이 적거나 파손되었음

② 냉각팬이 파손되었음

③ 라디에이터 코어가 20%이상 막히거나 파손된 경우

④ 워터펌프의 작동이 불량하거나 라디에이터 호스가 파손

⑤ 수온조절기가 닫힌 채로 고장나거나 완전 열림 온도가 높은 경우

⑥ 워터재킷에 스케일이 많이 쌓인 경우

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과냉 시 영향: 과냉 시에는 연소실의 방열로 인해 열효율이 낮아져 연료소모량이 늘어나게된다. 또한 엔진의 부품들은 기본적인 구동 온도 상태에서 팽창하는 것을 전제로 설계되어있고 저온상태에서는 부품들이 덜 팽창되므로 피스톤과 실린더의 틈새가 벌어지거나 부품이 헐거워지고 이로 인해 기관의 마멸도 증대된다.

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과냉의 원인:

① 수온조절기가 열린 채로 고장이 난 경우

② 구동벨트의 장력이 너무 커서 워터펌프가 고속으로 회전

③ 수온조절기 열림온도가 너무 낮게 설정되어있음

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관련문항: (차량기술사 2021년 125회차 1교시 2번 문제)

자동차용 엔진의 냉각시스템의 설치 이유 및 과열과 과냉의 원인을 설명하시오.