Catoo

형식	엔진	제목	냉각장치
실린더 내에서 연소되는 연소 온도는 약 2000～2200℃정도 되며, 이 열은 엔진의 각 부품에 전달된다. 냉각 장치는 이들 부품이 과열되지 않게 과잉의 열을 흡수하여 엔진을 적당한 온도로 유지하기 위한 장치이다. 엔진이 과열(Over heat)되면 윤활 불충분으로 유막의 파괴, 부품의 변형, 연소 불량으로 출력이 저하되며, 그와 반대로 과냉(Over Cooling)이 되면 연료 소비 증대, 오일 희석 및 베어링부의 마멸을 촉진시킨다. 냉각 장치 구성 1. 냉각 방식 1.1. 공랭식(Air cooling type) 강제 통풍식 자연 통풍식 주행 중에 받은 공기로 냉각시키며 실린더나 실린더 헤드부에 일체로 주조된 냉각핀이 있다. 냉각수 보충, 누수, 동결 등의 우려가 없고 구조가 간단하며 취급도 쉽다. 그리고 공랭식에는 자연 통풍방식과 강제 통풍방식이 있다. (1) 자연 통풍방식 이 방식은 자동차가 주행할 때 받는 공기로 냉각시키는 방식이다. 실린더 헤드와 블록과 같이 과열되기 쉬운 부분에 냉각 핀(cooling fin)을 두고 있으며 냉각핀의 리브는 핀의 고주파 진동을 방지한다. (2) 강제 통풍방식 이 방식은 냉각팬(cooling fan)을 사용하여 강제로 많은 양의 공기를 기관으로 보내어 냉각하는 방식이다. 냉각팬은 크랭크축과 연결되어 있으며 기관을 균일하게 냉각시키기 위하여 기관 주위를 시라우드(덮개, shroud)로 감싸고 이곳을 냉각공기가 지나가게 되어 있다. 1.2. 수냉식(Water Cooling Type) 수냉식 냉각장치는 냉각수를 사용하여 기관을 냉각시키는 것으로 냉각수 순환에 따라 물의 대류를 이용한 자연 순환식과 물펌프를 이용하여 방열기와 실린더 사이에 냉각수를 강제 순환시켜 냉각하는 강제 순환식이 있다. 자연 순환식은 고성능 엔진에는 부적합하여 사용되지 않으며, 주로 강제 순환식이 널리 사용된다. 또 강제 순환식은 압력 캡을 사용하여 비등에 의한 손실을 적게 한 압력 순환식과 캡을 밀봉하고 냉각수 팽창을 고려하여 저장 탱크를 별도로 설치한 밀봉 압력식이 있다. 수냉식 냉각 장치 2. 냉각 장치의 구성품 2.1. 물 재킷(Water jacket) 실린더 블록과 헤드에 설치된 냉각수 통로로 실린더벽, 밸브 시트, 밸브 가이드, 연소실등과 접촉하여 열을 흡수한다. 2.2. 물 펌프(Water Pump) 구동 벨트에 의해 엔진 회전수의 1.2∼1.6배로 회전하여 냉각수를 순환시킨다. 원심력 펌프의 원리를 이용하며 구조는 펌프 하우징, 임펠러, 펌프축 및 베어링, 임펠러 시일(Impeller seal), 풀리 등으로 되어 있다. 펌프 능력은 송수량으로 표시되며, 펌프의 효율은 냉각수 온도에 반비례하고 냉각수 압력에 비례한다. 엔진 정상 작동시 물펌프가 정상적으로 작동할 때는 상부 호스에 압력이 가해진다. 물펌프 2.3. 구동 벨트(Drive Belt) 팬벨트 또는 V벨트라고도 하며 크랭크축, 발전기, 물펌프, 동력조향 오일펌프, 냉방 압축기의 풀리를 연결 구동한다. 재질은 내구성 향상을 위해 섬유질과 고무이며, 벨트의 길이는 두께 중심선상의 길이이다. 벨트 크기는 A형, B형, C형, D형, E형 순이며, A형이 제일 작고 E형으로 갈수록 커진다. V리브드 벨트는 새로 적용된 벨트로 두께가 적어 굴곡에 대한 피로성이 우수하고 코드와 고무의 박리 또는 균열등이 적다. 수명이 길고 전달 효율이 양호하며 풀리의 직경 허용량이 작기 때문에 발전기 등의 소형화가 가능하다. 구동벨트의 장력점검은 발전기 풀리와 물 펌프 풀리 사이에서 점검하며 10kgf의 힘으로 눌렀을 때 13～20mm(최근의 승용차에서는 7～10mm 정도임)의 헐거움이면 양호하다. 그리고 장력 조정은 발전기 브래킷의 고정 볼트를 풀고 발전기를 이동시키면 된다. (×) (○) (×) V리브드 벨트의 접촉상태 구동 벨트의 설치 (1) 구동벨트 장력이 너무 크면(팽팽하면) ① 발전기 및 물 펌프 풀리의 베어링 마멸이 촉진된다. ② 물 펌프의 고속회전으로 기관이 과냉할 염려가 있다. (2) 구동벨트 장력이 너무 작으면(헐거우면) ① 물 펌프 회전속도가 느려 기관이 과열되기 쉽다. ② 발전기의 출력이 저하하여 축전지 충전이 불충해 진다. ③ 소음이 발생하며, 구동벨트의 손상이 촉진된다. 2.4. 냉각팬 (Cooling fan) 전동식 유체 커플링식 라디에이터의 냉각과 배기 다기관의 과열도 방지하며 보통 4～6개의 날개로 되어 있다. 재질로는 강판, 경합금, 합성수지 등이 사용된다. 팬 클러치(자동팬) 형식은 유체 커플링, 팬 클러치식 등이 있다. 전동 팬은 축전지의 전원을 이용하는 전동기(Motor)로 냉각 팬이 구동되며 라디에이터 내의 수온이 90℃이상 되면 회전 되고, 온도가 내려가면 정지한다. 앞 엔진 앞 바퀴 구동차(FF 방식)에서는 이 형식이 많이 사용된다. 수온 센서의 설정 온도는 90～100℃이고, 팬 작동의 온도차는 대략 3～5℃이다. 설치 위치가 자유롭고 신속한 난기 운전과 공회전이나 저속 주행시에도 충분한 냉각 및 일정한 풍량 확보가 가능하지만, 팬의 소비 전력이 많고(35~130W) 소음이 크며 제작비가 비싸다. 2.5. 시라우드(Shroud) 방열기와 팬을 감싸고 있는 판으로 공기 흐름을 도와 냉각 효과를 증대시킨다. 재질은 강판, 합성 수지 등이 사용된다. 2.6. 라디에이터(Radiator) 엔진에서 열을 흡수한 냉각수를 냉각시키는 방열기이며, 압력이나 진동에 견디고 소형이면서 냉각 효과가 우수한 것이 사용된다. 구조는 위 탱크, 아래 탱크, 코어로 되어 있으며, 위 탱크에는 캡, 입구 파이프, 오버 플로 파이프 등이 아래 탱크에는 출구 파이프, 드레인 플러그가 설치되어 있다. 냉각 작용은 냉각수가 코어를 흐를때 차속과 냉각 팬에 의해 유입되는 대기와의 열 교환으로 이루어진다. 방열기의 구비 조건은 단위 면적당 방열이 잘 되고, 공기 저항이 적으며, 냉각수 흐름 저항이 적고, 가볍고 적으며 강도가 커야한다. 라디에이터 (1) 라디에이터 점검 및 정비 1) 라디에이터의 수압시험 ① 압축공기에 의한 방법 : 라디에이터의 입구나 출구 중 어느 하나를 막고, 다른 하나는 압축공기의 호스를 연결한 후 라디에이터를 물탱크에 넣고 압축공기를 불어넣을 때 기포발생 여부를 점검한다. 이때 압축공기의 압력은 0.5～2.0kgf/cm2(게이지 압력) 정도가 좋다. ② 테스터에 의한 방법 : 라디에이터의 냉각수 출?입구를 모두 막고, 물을 가득 담은 후 라디에이터 주입구멍에 테스터를 설치하고 테스터의 펌프로 수압시험 압력까지 펌프질한다. 이때 라디에이터에 누출이 없으면 테스터 지침이 내려가지 않으나 누출이 있으면 지침이 상승하지 않거나 상승하더라도 곧 하강한다. 테스터에 의한 방법 2) 라디에이터 세척 라디에이터의 세척은 스케일(물 때)을 제거하는데 있으며, 라디에이터 아래 탱크에서 위 탱크로 역수(逆水)시켜 세척한다. (2) 라디에이터 코어 막힘 점검 사용 중인 라디에이터의 물 주입량과 신품 라디에이터의 주입량을 비교하여 신품보다 주입량이 적을 경우에는 세척하고, 세척한 후의 주입량이 20% 이상 적을 경우에는 라디에이터를 교환하여야 하며 코어 막힘율은 다음의 공식으로 산출한다. 2.7. 수온 조절기(Thermostat) 물 재킷 내에 설치되어 냉각수 통로를 개폐, 냉각수의 온도를 알맞게 조절한다. 냉각수 온도가 규정 이하이면 밸브를 닫아 냉각수를 방열기 쪽으로 흐르지 못하게 하고, 규정에 가까워짐에 따라 열리기 시작하여 규정 온도가 되었을 때 완전히 열린다. 일반적으로 65℃ 정도에 열리기 시작하여 85℃ 정도에서 완전히 열린다. 벨로즈형 펠릿형 펠릿형 저온시(밸브닫힘) 펠릿형 고온시(밸브열림) 수온조절기 수온 조절기가 엔진 냉각수 통로 출구 쪽(헤드)에 설치된 출구 제어식, 수온 조절기가 엔진 냉각수 통로 입구 쪽(물펌프 앞)에 설치된 입구 제어식이 있다. 수온 조절기의 종류 에는 작용물질이 에텔이나 알콜을 벨로즈 내에 봉입한 벨로즈형(Bellows Type)과 왁스와 합성 고무인 펠릿형(Pellet Type)이 있다. 벨로즈형은 휘발성이 크고 팽창력이 작으며, 펠릿형은 내구성이 우수하고 압력에 의한 영향이 적다. 2.8. 라디에이터 캡(radiator cap) (1) 라디에이터 캡의 개요 라디에이터 캡은 냉각수 주입구멍의 뚜껑이며, 냉각장치 내의 비등점(비점)을 높여 냉각 범위를 넓게 하기 위하여 압력식 캡을 사용한다. 압력식 캡의 압력은 게이지 압력으로 0.2～0.9kgf/cm2 정도이며 이때 냉각수 비등점은 112℃ 정도이다. 라디에이터 캡 (2) 라디에이터 캡의 작동 1) 압력이 낮을 때 압력이 낮을 때(냉각수가 냉각된 상태) 압력밸브와 진공(부압)밸브는 밸브스프링의 장력으로 각각 시트에 밀착되어 냉각장치의 기밀을 유지한다. 2) 압력밸브의 작동 냉각장치 내의 압력이 규정 값 이상이 되면 압력밸브가 스프링장력을 이기고 열려 통로를 연다. 이에 따라 냉각장치 내의 과잉압력의 수증기가 오버플로 파이프(over flow pipe)를 거쳐 배출된다. 압력밸브의 주작용은 냉각수의 비등점을 상승시키는 것이므로 압력밸브 스프링이 파손되거나 장력이 약해지면 비등점이 낮아진다. 3) 진공(부압)밸브의 작동 냉각수가 냉각되어 냉각장치 내의 압력이 부압으로 되면 대기압력으로 인하여 진공밸브가 그 스프링을 누르고 열려 압력 순환방식의 경우에는 라디에이터 내로 대기가 유입되고, 밀봉 압력방식의 경우에는 보조 물탱크 내의 냉각수가 들어가 라디에이터 수관(코어)의 파손을 방지한다. 2.9. 수온계 수온계는 실린더헤드 물 재킷 내의 냉각수 온도(75～95℃)를 표시하는 것이며, 여기서는 현재 자동차에서 사용하고 있는 밸런싱 코일방식(balancing coil type)에 대해서만 설명하도록 한다. 이 방식은 계기부분과 기관 유닛부분으로 구성되어 있으며, 기관 유닛부분에는 서미스터를 두고 있다. 서미스터는 전기저항이 낮은 온도에서는 크고, 온도가 상승함에 따라 감소하는 성질이 있다. 작동은 기관의 냉각수 온도가 낮을 때에는 코일 L2의 흡입력이 약하다. 이에 따라 온도계의 지침이 C(cool)쪽에 머문다. 냉각수의 온도가 상승하면 코일 L2의 흡입력이 커지므로 지침이 H(high)쪽으로 움직여 머물게 된다. 밸런싱 코일방식 3. 냉각수와 부동액 3.1. 냉각수 기관에서 사용하는 냉각수는 연수(증류수, 수돗물, 빗물)를 사용하며 물은 구하기 쉽고, 열을 잘 흡수하는 장점이 있으나 100℃에서 비등하고, 0℃에서 얼며 스케일(scale)이 생기는 단점이 있다. 엔진 블록 및 헤드에는 코어 플러그가 있어 한냉시 냉각수가 동결되었을 때 블록 및 헤드의 동파를 방지한다. 3.2. 부동액 냉각수가 동결되는 것을 방지하기 위하여 냉각수와 혼합하여 사용하는 액체이며, 그 종류에는 에틸렌글리콜, 메탄올, 글리세린 등이 있으며 현재는 에틸렌글리콜이 주로 사용된다. (1) 에틸렌글리콜 부동액의 특징 ① 비등점이 197.2℃, 응고점이 최고 －50℃이다. ② 도료(페인트)를 침식하지 않는다. ③ 냄새가 없고 휘발하지 않으며, 불연성이다. ④ 기관 내부에 누출되면 교질상태의 침전물이 생긴다. ⑤ 금속 부식성이 있으며, 팽창계수가 크다. (2) 메탄올 부동액의 특징 알코올이 주성분이며, 응고점이 －30℃이며 가연성이어서 도료를 침식시킨다. 비등점이 80℃ 정도이므로 휘발성이 크다. (3) 글리세린 부동액의 특징 비중이 커 혼합할 때 잘 저어야 하고 금속 부식성이 있다. (4) 부동액 다루기 1) 부동액의 구비조건 ① 물보다 비등점이 높아야 하며, 빙점(응고점)은 낮을 것 ② 물과 혼합이 잘 되고 침전물이 없을 것 ③ 휘발성이 없고, 순환이 잘 될 것 ④ 내부식성이 크고, 팽창계수가 적을 것 2) 부동액의 혼합 비율 부동액의 혼합 비율은 그 지방 최저 온도보다 5～10℃ 더 낮은 기준으로 사용하며, 부동액의 세기(농도)는 비중계로 측정한다. 3) 부동액 넣기 ① 부동액 원액과 연수를 혼합한다. ② 냉각계통의 냉각수를 완전히 배출시키고, 세척제로 냉각장치를 세척한다. ③ 라디에이터 호스, 호스 클램프, 물 펌프, 헤드 개스킷, 드레인 플러그 등에서 누출 여부를 점검한다. ④ 부동액 주입은 냉각수 용량의 80% 정도 넣고, 기관을 시동하여 난기운전시킨 후 수온 조절기가 열린 후 나머지를 규정 위치까지 채운다. ⑤ 보충은 영구 부동액(에틸렌글리콜)일 경우에는 물만 보충해 주고, 반영구 부동액(메탄올)은 최초에 주입한 농도의 부동액을 주입한다. ⑥ 부동액이 녹 등으로 변색이 된 경우에는 다시 한번 더 냉각계통을 세척하고, 새 부동액을 주입한다. 4. 수냉식 기관의 과열원인 ① 구동벨트의 장력이 적거나 파손되었다. ② 냉각 팬이 파손되었다. ③ 라디에이터 코어가 파손되었거나 20% 이상 막혔다. ④ 물 펌프의 작동이 불량하거나 라디에이터 호스가 파손되었다. ⑤ 수온조절기가 닫힌 채 고장이 났다.(열린 채 고장은 과냉이 된다.) ⑥ 물 재킷 내에 스케일이 많이 쌓여 있다. ⑦ 수온조절기 열리는 온도가 너무 높다. ※ 라디에이터에 기포발생 및 오일이 올라오는 이유 엔진은 과열하지 않고 있는데 라디에이터 내에 기포가 발생 또는 엔진오일이 올라오는 이유는 실린더 헤드 가스킷의 불량 또는 헤드의 균열이다. 자동변속기 차량은 라디에이터 아래 부분에 변속기 오일 쿨러가 설치된 경우 라디에이터 의 냉각수와 자동변속기 오일 칸막이가 파손시 자동변속기 오일이 라디에이터 내로 올라온다.

형식

엔진

제목

냉각장치

실린더 내에서 연소되는 연소 온도는 약 2000～2200℃정도 되며, 이 열은 엔진의 각 부품에 전달된다. 냉각 장치는 이들 부품이 과열되지 않게 과잉의 열을 흡수하여 엔진을 적당한 온도로 유지하기 위한 장치이다. 엔진이 과열(Over heat)되면 윤활 불충분으로 유막의 파괴, 부품의 변형, 연소 불량으로 출력이 저하되며, 그와 반대로 과냉(Over Cooling)이 되면 연료 소비 증대, 오일 희석 및 베어링부의 마멸을 촉진시킨다.

냉각 장치 구성

1. 냉각 방식

1.1. 공랭식(Air cooling type)

강제 통풍식 자연 통풍식

주행 중에 받은 공기로 냉각시키며 실린더나 실린더 헤드부에 일체로 주조된 냉각핀이 있다. 냉각수 보충, 누수, 동결 등의 우려가 없고 구조가 간단하며 취급도 쉽다. 그리고 공랭식에는 자연 통풍방식과 강제 통풍방식이 있다.

(1) 자연 통풍방식

이 방식은 자동차가 주행할 때 받는 공기로 냉각시키는 방식이다. 실린더 헤드와 블록과 같이 과열되기 쉬운 부분에 냉각 핀(cooling fin)을 두고 있으며 냉각핀의 리브는 핀의 고주파 진동을 방지한다.

(2) 강제 통풍방식

이 방식은 냉각팬(cooling fan)을 사용하여 강제로 많은 양의 공기를 기관으로 보내어 냉각하는 방식이다. 냉각팬은 크랭크축과 연결되어 있으며 기관을 균일하게 냉각시키기 위하여 기관 주위를 시라우드(덮개, shroud)로 감싸고 이곳을 냉각공기가 지나가게 되어 있다.

1.2. 수냉식(Water Cooling Type)

수냉식 냉각장치는 냉각수를 사용하여 기관을 냉각시키는 것으로 냉각수 순환에 따라 물의 대류를 이용한 자연 순환식과 물펌프를 이용하여 방열기와 실린더 사이에 냉각수를 강제 순환시켜 냉각하는 강제 순환식이 있다. 자연 순환식은 고성능 엔진에는 부적합하여 사용되지 않으며, 주로 강제 순환식이 널리 사용된다. 또 강제 순환식은 압력 캡을 사용하여 비등에 의한 손실을 적게 한 압력 순환식과 캡을 밀봉하고 냉각수 팽창을 고려하여 저장 탱크를 별도로 설치한 밀봉 압력식이 있다.

수냉식 냉각 장치

2. 냉각 장치의 구성품

2.1. 물 재킷(Water jacket)

실린더 블록과 헤드에 설치된 냉각수 통로로 실린더벽, 밸브 시트, 밸브 가이드, 연소실등과 접촉하여 열을 흡수한다.

2.2. 물 펌프(Water Pump)

구동 벨트에 의해 엔진 회전수의 1.2∼1.6배로 회전하여 냉각수를 순환시킨다. 원심력 펌프의 원리를 이용하며 구조는 펌프 하우징, 임펠러, 펌프축 및 베어링, 임펠러 시일(Impeller seal), 풀리 등으로 되어 있다. 펌프 능력은 송수량으로 표시되며, 펌프의 효율은 냉각수 온도에 반비례하고 냉각수 압력에 비례한다. 엔진 정상 작동시 물펌프가 정상적으로 작동할 때는 상부 호스에 압력이 가해진다.

물펌프

2.3. 구동 벨트(Drive Belt)

팬벨트 또는 V벨트라고도 하며 크랭크축, 발전기, 물펌프, 동력조향 오일펌프, 냉방 압축기의 풀리를 연결 구동한다. 재질은 내구성 향상을 위해 섬유질과 고무이며, 벨트의 길이는 두께 중심선상의 길이이다. 벨트 크기는 A형, B형, C형, D형, E형 순이며, A형이 제일 작고 E형으로 갈수록 커진다. V리브드 벨트는 새로 적용된 벨트로 두께가 적어 굴곡에 대한 피로성이 우수하고 코드와 고무의 박리 또는 균열등이 적다. 수명이 길고 전달 효율이 양호하며 풀리의 직경 허용량이 작기 때문에 발전기 등의 소형화가 가능하다. 구동벨트의 장력점검은 발전기 풀리와 물 펌프 풀리 사이에서 점검하며 10kgf의 힘으로 눌렀을 때 13～20mm(최근의 승용차에서는 7～10mm 정도임)의 헐거움이면 양호하다. 그리고 장력 조정은 발전기 브래킷의 고정 볼트를 풀고 발전기를 이동시키면 된다.

(×) (○) (×)

V리브드 벨트의 접촉상태 구동 벨트의 설치

(1) 구동벨트 장력이 너무 크면(팽팽하면)

① 발전기 및 물 펌프 풀리의 베어링 마멸이 촉진된다.

② 물 펌프의 고속회전으로 기관이 과냉할 염려가 있다.

(2) 구동벨트 장력이 너무 작으면(헐거우면)

① 물 펌프 회전속도가 느려 기관이 과열되기 쉽다.

② 발전기의 출력이 저하하여 축전지 충전이 불충해 진다.

③ 소음이 발생하며, 구동벨트의 손상이 촉진된다.

2.4. 냉각팬 (Cooling fan)

전동식 유체 커플링식

라디에이터의 냉각과 배기 다기관의 과열도 방지하며 보통 4～6개의 날개로 되어 있다. 재질로는 강판, 경합금, 합성수지 등이 사용된다. 팬 클러치(자동팬) 형식은 유체 커플링, 팬 클러치식 등이 있다. 전동 팬은 축전지의 전원을 이용하는 전동기(Motor)로 냉각 팬이 구동되며 라디에이터 내의 수온이 90℃이상 되면 회전 되고, 온도가 내려가면 정지한다. 앞 엔진 앞 바퀴 구동차(FF 방식)에서는 이 형식이 많이 사용된다. 수온 센서의 설정 온도는 90～100℃이고, 팬 작동의 온도차는 대략 3～5℃이다. 설치 위치가 자유롭고 신속한 난기 운전과 공회전이나 저속 주행시에도 충분한 냉각 및 일정한 풍량 확보가 가능하지만, 팬의 소비 전력이 많고(35~130W) 소음이 크며 제작비가 비싸다.

2.5. 시라우드(Shroud)

방열기와 팬을 감싸고 있는 판으로 공기 흐름을 도와 냉각 효과를 증대시킨다. 재질은 강판, 합성 수지 등이 사용된다.

2.6. 라디에이터(Radiator)

엔진에서 열을 흡수한 냉각수를 냉각시키는 방열기이며, 압력이나 진동에 견디고 소형이면서 냉각 효과가 우수한 것이 사용된다. 구조는 위 탱크, 아래 탱크, 코어로 되어 있으며, 위 탱크에는 캡, 입구 파이프, 오버 플로 파이프 등이 아래 탱크에는 출구 파이프, 드레인 플러그가 설치되어 있다. 냉각 작용은 냉각수가 코어를 흐를때 차속과 냉각 팬에 의해 유입되는 대기와의 열 교환으로 이루어진다. 방열기의 구비 조건은 단위 면적당 방열이 잘 되고, 공기 저항이 적으며, 냉각수 흐름 저항이 적고, 가볍고 적으며 강도가 커야한다.

라디에이터

(1) 라디에이터 점검 및 정비

1) 라디에이터의 수압시험

① 압축공기에 의한 방법 : 라디에이터의 입구나 출구 중 어느 하나를 막고, 다른 하나는 압축공기의 호스를 연결한 후 라디에이터를 물탱크에 넣고 압축공기를 불어넣을 때 기포발생 여부를 점검한다. 이때 압축공기의 압력은 0.5～2.0kgf/cm2(게이지 압력) 정도가 좋다.

② 테스터에 의한 방법 : 라디에이터의 냉각수 출?입구를 모두 막고, 물을 가득 담은 후 라디에이터 주입구멍에 테스터를 설치하고 테스터의 펌프로 수압시험 압력까지 펌프질한다. 이때 라디에이터에 누출이 없으면 테스터 지침이 내려가지 않으나 누출이 있으면 지침이 상승하지 않거나 상승하더라도 곧 하강한다.

테스터에 의한 방법

2) 라디에이터 세척

라디에이터의 세척은 스케일(물 때)을 제거하는데 있으며, 라디에이터 아래 탱크에서 위 탱크로 역수(逆水)시켜 세척한다.

(2) 라디에이터 코어 막힘 점검

사용 중인 라디에이터의 물 주입량과 신품 라디에이터의 주입량을 비교하여 신품보다 주입량이 적을 경우에는 세척하고, 세척한 후의 주입량이 20% 이상 적을 경우에는 라디에이터를 교환하여야 하며 코어 막힘율은 다음의 공식으로 산출한다.

2.7. 수온 조절기(Thermostat)

물 재킷 내에 설치되어 냉각수 통로를 개폐, 냉각수의 온도를 알맞게 조절한다. 냉각수 온도가 규정 이하이면 밸브를 닫아 냉각수를 방열기 쪽으로 흐르지 못하게 하고, 규정에 가까워짐에 따라 열리기 시작하여 규정 온도가 되었을 때 완전히 열린다. 일반적으로 65℃ 정도에 열리기 시작하여 85℃ 정도에서 완전히 열린다.

벨로즈형 펠릿형 펠릿형 저온시(밸브닫힘) 펠릿형 고온시(밸브열림)

수온조절기

수온 조절기가 엔진 냉각수 통로 출구 쪽(헤드)에 설치된 출구 제어식, 수온 조절기가 엔진 냉각수 통로 입구 쪽(물펌프 앞)에 설치된 입구 제어식이 있다. 수온 조절기의 종류 에는 작용물질이 에텔이나 알콜을 벨로즈 내에 봉입한 벨로즈형(Bellows Type)과 왁스와 합성 고무인 펠릿형(Pellet Type)이 있다. 벨로즈형은 휘발성이 크고 팽창력이 작으며, 펠릿형은 내구성이 우수하고 압력에 의한 영향이 적다.

2.8. 라디에이터 캡(radiator cap)

(1) 라디에이터 캡의 개요

라디에이터 캡은 냉각수 주입구멍의 뚜껑이며, 냉각장치 내의 비등점(비점)을 높여 냉각 범위를 넓게 하기 위하여 압력식 캡을 사용한다. 압력식 캡의 압력은 게이지 압력으로 0.2～0.9kgf/cm2 정도이며 이때 냉각수 비등점은 112℃ 정도이다.

라디에이터 캡

(2) 라디에이터 캡의 작동

1) 압력이 낮을 때

압력이 낮을 때(냉각수가 냉각된 상태) 압력밸브와 진공(부압)밸브는 밸브스프링의 장력으로 각각 시트에 밀착되어 냉각장치의 기밀을 유지한다.

2) 압력밸브의 작동

냉각장치 내의 압력이 규정 값 이상이 되면 압력밸브가 스프링장력을 이기고 열려 통로를 연다. 이에 따라 냉각장치 내의 과잉압력의 수증기가 오버플로 파이프(over flow pipe)를 거쳐 배출된다. 압력밸브의 주작용은 냉각수의 비등점을 상승시키는 것이므로 압력밸브 스프링이 파손되거나 장력이 약해지면 비등점이 낮아진다.

3) 진공(부압)밸브의 작동

냉각수가 냉각되어 냉각장치 내의 압력이 부압으로 되면 대기압력으로 인하여 진공밸브가 그 스프링을 누르고 열려 압력 순환방식의 경우에는 라디에이터 내로 대기가 유입되고, 밀봉 압력방식의 경우에는 보조 물탱크 내의 냉각수가 들어가 라디에이터 수관(코어)의 파손을 방지한다.

2.9. 수온계

수온계는 실린더헤드 물 재킷 내의 냉각수 온도(75～95℃)를 표시하는 것이며, 여기서는 현재 자동차에서 사용하고 있는 밸런싱 코일방식(balancing coil type)에 대해서만 설명하도록 한다. 이 방식은 계기부분과 기관 유닛부분으로 구성되어 있으며, 기관 유닛부분에는 서미스터를 두고 있다. 서미스터는 전기저항이 낮은 온도에서는 크고, 온도가 상승함에 따라 감소하는 성질이 있다.

작동은 기관의 냉각수 온도가 낮을 때에는 코일 L2의 흡입력이 약하다. 이에 따라 온도계의 지침이 C(cool)쪽에 머문다. 냉각수의 온도가 상승하면 코일 L2의 흡입력이 커지므로 지침이 H(high)쪽으로 움직여 머물게 된다.

밸런싱 코일방식

3. 냉각수와 부동액

3.1. 냉각수

기관에서 사용하는 냉각수는 연수(증류수, 수돗물, 빗물)를 사용하며 물은 구하기 쉽고, 열을 잘 흡수하는 장점이 있으나 100℃에서 비등하고, 0℃에서 얼며 스케일(scale)이 생기는 단점이 있다. 엔진 블록 및 헤드에는 코어 플러그가 있어 한냉시 냉각수가 동결되었을 때 블록 및 헤드의 동파를 방지한다.

3.2. 부동액

냉각수가 동결되는 것을 방지하기 위하여 냉각수와 혼합하여 사용하는 액체이며, 그 종류에는 에틸렌글리콜, 메탄올, 글리세린 등이 있으며 현재는 에틸렌글리콜이 주로 사용된다.

(1) 에틸렌글리콜 부동액의 특징

① 비등점이 197.2℃, 응고점이 최고 －50℃이다.

② 도료(페인트)를 침식하지 않는다.

③ 냄새가 없고 휘발하지 않으며, 불연성이다.

④ 기관 내부에 누출되면 교질상태의 침전물이 생긴다.

⑤ 금속 부식성이 있으며, 팽창계수가 크다.

(2) 메탄올 부동액의 특징

알코올이 주성분이며, 응고점이 －30℃이며 가연성이어서 도료를 침식시킨다. 비등점이 80℃ 정도이므로 휘발성이 크다.

(3) 글리세린 부동액의 특징

비중이 커 혼합할 때 잘 저어야 하고 금속 부식성이 있다.

(4) 부동액 다루기

1) 부동액의 구비조건

① 물보다 비등점이 높아야 하며, 빙점(응고점)은 낮을 것

② 물과 혼합이 잘 되고 침전물이 없을 것

③ 휘발성이 없고, 순환이 잘 될 것

④ 내부식성이 크고, 팽창계수가 적을 것

2) 부동액의 혼합 비율

부동액의 혼합 비율은 그 지방 최저 온도보다 5～10℃ 더 낮은 기준으로 사용하며, 부동액의 세기(농도)는 비중계로 측정한다.

3) 부동액 넣기

① 부동액 원액과 연수를 혼합한다.

② 냉각계통의 냉각수를 완전히 배출시키고, 세척제로 냉각장치를 세척한다.

③ 라디에이터 호스, 호스 클램프, 물 펌프, 헤드 개스킷, 드레인 플러그 등에서 누출 여부를 점검한다.

④ 부동액 주입은 냉각수 용량의 80% 정도 넣고, 기관을 시동하여 난기운전시킨 후 수온 조절기가 열린 후 나머지를 규정 위치까지 채운다.

⑤ 보충은 영구 부동액(에틸렌글리콜)일 경우에는 물만 보충해 주고, 반영구 부동액(메탄올)은 최초에 주입한 농도의 부동액을 주입한다.

⑥ 부동액이 녹 등으로 변색이 된 경우에는 다시 한번 더 냉각계통을 세척하고, 새 부동액을 주입한다.

4. 수냉식 기관의 과열원인

① 구동벨트의 장력이 적거나 파손되었다.

② 냉각 팬이 파손되었다.

③ 라디에이터 코어가 파손되었거나 20% 이상 막혔다.

④ 물 펌프의 작동이 불량하거나 라디에이터 호스가 파손되었다.

⑤ 수온조절기가 닫힌 채 고장이 났다.(열린 채 고장은 과냉이 된다.)

⑥ 물 재킷 내에 스케일이 많이 쌓여 있다.

⑦ 수온조절기 열리는 온도가 너무 높다.

※ 라디에이터에 기포발생 및 오일이 올라오는 이유

엔진은 과열하지 않고 있는데 라디에이터 내에 기포가 발생 또는 엔진오일이 올라오는 이유는 실린더 헤드 가스킷의 불량 또는 헤드의 균열이다. 자동변속기 차량은 라디에이터 아래 부분에 변속기 오일 쿨러가 설치된 경우 라디에이터 의 냉각수와 자동변속기 오일 칸막이가 파손시 자동변속기 오일이 라디에이터 내로 올라온다.