부동액의 역할(에틸렌글리콜)

 부동액은 잘 얼지 않는 냉각수를 의미한다. 냉각수는 엔진 및 부속장치들이 과열되는 것을 막아주어 열로 인한 피해를 줄여주는 액체이다. 냉각수의 주성분으로는 물이 사용되는데 그 이유는 물의 비열이 크기 때문이다. 다른 물질에 비해 같은 양으로 더 많은 열을 흡수할 수 있다는 것을 의미한다. 또한 유동성이 좋아서 실린더 블럭이나 실린더 헤드의 열을 흡수하여 라디에이터를 순환하며 열을 방출하기에도 적합하다.

  하지만 냉각수를 물로만 사용할 경우 문제점이 있다. 물은 녹을 발생시키고 0℃ 이하로 떨어지면 얼게된다. 물이 얼면 부피도 9% 정도 증가하게 되고 엔진의 동파를 초래하게 된다. 또 물은 100℃에서 끓어 비등하게 된다. 비등한 물은 점성이 낮아지고 냉각계통에 압력이 크게 상승하게 되며, 열전달 성능이 크게 저하된다. 따라서 빙점이 낮고 비등점이 높으면서 방식성도 우수한 냉각수가 필요하다.

- 부동액의 기능
  부동액은 에틸렌글리콜에 부식방지제, 규산염 안정제, 기포방지제, 변성제, 윤활제, 색소 등이 첨가된 혼합 용액이다. 주성분인 에틸렌글리콜과 물이 배합 비율에 따라 부동액의 어는 점은 -10℃~-60℃ 수준이며, 끓는 점은 108℃~197℃ 수준이다. 따라서 여름철에는 비등해지지 않으며, 겨울에는 잘 얼지 않아 냉각수 역할을 잘 수행할 수 있게 된다.

- 에틸렌글리콜의 특징
  에틸렌글리콜의 어는 점은 -13℃이고 끓는 점은 198℃이며, 비중은 1.1131이다.물과 섞이게 되면 혼합 비율에 따라 어는 점, 비중, 비열, 열전도도, 점도 등이 달라진다.

 

 

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 물에 에틸렌글리콜을 혼합할 경우 처음에는 어는 점이 내려가지만 일정비율(70%부근)이상 에틸렌글리콜을 더 첨가하면 오히려 어는 점이 올라가게 된다. 그리고 부동액의 비율이 높아질수록 비등점은 올라가지만 유동성은 점차 떨어지게되어 냉각수 순환 및 열방출에 오히려 악영향을 줄 수 있다. 따라서 부동액을 사용할 경우 추천혼합비율인 40~50%를 준수해야 한다.

 

 

출처:

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=kt9411&logNo=150156836902

부동액(Antifreeze)과 냉각수(Coolant)

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관련 문항: (차량기술사 2022년 126회차 2교시 6번 문제)

내연기관에서 부동액의 기능을 설명하고 부동액의 구성 물질 중 에틸렌글리콜 (Ethylene Glycol)의 특징을 설명하시오.