자동차 냉각 팬의 작동 위치 및 원리
1. 탱크 온도 센서(실제로는 수위계 온도 센서가 아닌 온도 조절 밸브)가 탱크 온도가 임계값(대부분 95도)을 초과하는 것을 감지하면 팬 릴레이가 작동합니다.
2. 팬 회로는 팬 릴레이를 통해 연결되고 팬 모터가 작동을 시작합니다.
3. 물탱크 온도 센서가 물탱크 온도가 임계값보다 낮음을 감지하면 팬 릴레이가 차단되고 팬 모터 작동이 중지됩니다.
팬 작동과 관련된 요소는 탱크 온도이며, 탱크 온도는 엔진 냉각수 온도와 직접적인 관련이 없습니다.
자동차 냉각 팬의 작동 위치 및 원리: 자동차 냉각 시스템은 크게 두 가지 유형으로 나뉩니다.
액체 냉각과 공랭식. 액체 냉각 방식의 차량 냉각 시스템은 엔진 내부의 파이프와 통로를 통해 냉각액을 순환시킵니다. 뜨거운 엔진을 통과하는 냉각액은 열을 흡수하여 엔진을 냉각합니다. 엔진을 통과한 냉각액은 열교환기(또는 라디에이터)로 이동하여 열이 공기 중으로 방출됩니다. 공랭식은 초기 자동차에서 사용되었지만, 현대 자동차에서는 거의 사용되지 않습니다. 엔진에 냉각액을 순환시키는 대신, 엔진 실린더 표면에 알루미늄 판을 부착하여 냉각합니다. 강력한 팬이 알루미늄 판 사이로 공기를 불어넣어 열을 공기 중으로 방출함으로써 엔진을 냉각합니다. 대부분의 자동차가 액체 냉각 방식을 사용하기 때문에, 덕트식 냉각 시스템을 사용하는 차량에는 냉각 시스템에 많은 배관이 있습니다.
펌프가 냉각수를 엔진 블록으로 보내면, 냉각수는 실린더 주변의 엔진 통로를 따라 흐르기 시작합니다. 그런 다음 냉각수는 엔진 실린더 헤드를 통해 서모스탯으로 되돌아가 엔진 밖으로 배출됩니다. 서모스탯이 꺼져 있으면 냉각수는 서모스탯 주변의 파이프를 통해 펌프로 직접 되돌아갑니다. 서모스탯이 켜져 있으면 냉각수는 라디에이터로 흐른 후 다시 펌프로 돌아갑니다.
난방 시스템에도 별도의 사이클이 있습니다. 이 사이클은 실린더 헤드에서 시작하여 히터 벨로우즈를 통해 액체를 공급한 후 펌프로 되돌아갑니다. 자동 변속기가 장착된 차량의 경우, 일반적으로 라디에이터에 변속기 오일을 냉각하는 별도의 사이클 과정이 내장되어 있습니다. 변속기 오일은 변속기에 의해 펌핑되어 라디에이터의 또 다른 열교환기를 통과합니다. 이 액체는 영하의 온도부터 38도 이상의 온도까지 넓은 온도 범위에서 작동할 수 있습니다.
따라서 엔진 냉각에 사용되는 액체는 매우 낮은 어는점과 매우 높은 끓는점을 가져야 하며, 넓은 범위의 열을 흡수할 수 있어야 합니다. 물은 열을 흡수하는 데 가장 효율적인 액체 중 하나이지만, 어는점이 너무 높아 자동차 엔진에 필요한 조건을 충족하지 못합니다. 대부분의 자동차에 사용되는 액체는 물과 에틸렌 글리콜(C2H6O2)의 혼합물로, 냉각수라고도 합니다. 물에 에틸렌 글리콜을 첨가하면 끓는점을 크게 높이고 어는점을 낮출 수 있습니다.
엔진이 작동하는 동안 펌프는 냉각수를 순환시킵니다. 자동차에 사용되는 원심 펌프와 유사하게, 펌프가 회전하면서 원심력에 의해 냉각수를 바깥쪽으로 밀어내고 중앙을 통해 지속적으로 냉각수를 빨아들입니다. 펌프의 흡입구는 중앙 부근에 위치하여 라디에이터에서 돌아온 냉각수가 펌프 날개와 접촉할 수 있도록 합니다. 펌프 날개는 냉각수를 펌프 바깥쪽으로 밀어내어 엔진으로 보냅니다. 펌프에서 나온 냉각수는 엔진 블록과 실린더 헤드를 통과한 후 라디에이터로 갔다가 최종적으로 다시 펌프로 돌아갑니다. 엔진 실린더 블록과 실린더 헤드에는 냉각수 흐름을 원활하게 하기 위해 주조 또는 기계 가공으로 만들어진 여러 개의 통로가 있습니다.
이 파이프 안의 액체가 원활하게 흐른다면, 파이프와 직접 접촉하는 액체 부분만 냉각될 것입니다. 파이프를 통해 흐르는 액체에서 파이프로 전달되는 열은 파이프와 파이프에 닿는 액체 사이의 온도 차이에 따라 달라집니다. 따라서 파이프에 닿는 액체가 빠르게 냉각되면 전달되는 열은 매우 작아집니다. 파이프 내부에 난류를 발생시켜 액체 전체를 혼합하고, 파이프에 닿는 액체의 온도를 높게 유지하여 더 많은 열을 흡수하도록 하면 파이프 안의 모든 액체를 효율적으로 사용할 수 있습니다.
변속기 쿨러는 라디에이터와 매우 유사하지만, 오일이 공기와 열을 교환하는 대신 라디에이터의 부동액과 열을 교환한다는 점이 다릅니다. 압력 탱크 커버는 부동액의 끓는점을 25℃까지 높일 수 있습니다.
서모스탯의 핵심 기능은 엔진을 빠르게 예열하고 일정한 온도를 유지하는 것입니다. 이는 라디에이터를 통해 흐르는 물의 양을 조절함으로써 이루어집니다. 온도가 낮을 때는 라디에이터 배출구가 완전히 막혀 부동액이 엔진 전체를 순환하게 됩니다. 부동액 온도가 82~91°C에 도달하면 서모스탯이 작동하여 부동액이 라디에이터를 통해 흐르게 됩니다. 부동액 온도가 93~103°C에 도달하면 서모스탯은 항상 작동 상태를 유지합니다.
냉각 팬은 온도 조절 장치와 유사하므로 엔진 온도를 일정하게 유지하도록 조정해야 합니다. 전륜 구동 차량은 엔진이 일반적으로 수평으로 장착되어 엔진 배기구가 차량 측면을 향하기 때문에 전기 팬을 사용합니다.
냉각 팬은 온도 조절 스위치 또는 엔진 컴퓨터로 조절할 수 있습니다. 온도가 설정값 이상으로 올라가면 팬이 작동하고, 설정값 이하로 내려가면 팬이 꺼집니다. 후륜 구동 차량 중 세로형 엔진을 장착한 차량에는 일반적으로 엔진 구동식 냉각 팬이 있습니다. 이 팬에는 온도 조절식 점성 클러치가 있습니다. 클러치는 팬 중앙에 위치하며 라디에이터에서 나오는 공기 흐름에 둘러싸여 있습니다. 이 점성 클러치는 때때로 사륜 구동 차량의 점성 커플러와 유사한 구조를 가집니다. 차량이 과열되었을 때는 모든 창문을 열고 히터를 작동시키면서 팬을 최대 속도로 가동하십시오. 히터는 차량의 주 냉각 시스템 상태를 반영하는 보조 냉각 시스템 역할을 하기 때문입니다.
히터 시스템 차량 대시보드에 위치한 히터 벨로우즈는 실제로 작은 라디에이터입니다. 히터 팬은 빈 공기를 히터 벨로우즈를 통해 차량 내부로 보냅니다. 히터 벨로우즈는 작은 라디에이터와 유사한 역할을 합니다. 히터 벨로우즈는 실린더 헤드에서 열 냉각수를 흡입한 후 펌프로 다시 보내어 온도 조절 장치가 켜지거나 꺼질 때 히터가 작동할 수 있도록 합니다.
