열교환 기는 자동차 엔진에서 중추적 인 역할을하여 효율성, 성능 및 수명에 기여합니다. 히트 교환기 공급 업체로서 저는 자동차 산업에서 이러한 장치의 다양한 응용 프로그램과 이점을 직접 목격했습니다. 이 블로그 게시물에서는 자동차 엔진에있는 열교환 기의 다양한 응용 프로그램을 조사하여 중요성과 다양한 유형을 강조합니다.
엔진 냉각
자동차 엔진에서 열 교환기의 주요 응용 중 하나는 엔진을 식히는 것입니다. 엔진의 연소 공정은 상당한 양의 열을 생성하여 제대로 관리되지 않으면 과열 및 엔진 손상을 초래할 수 있습니다. 열교환 기의 한 종류 인 라디에이터는 엔진 냉각수에서 주변 공기로 열을 전달하는 데 사용됩니다.
엔진 냉각수, 전형적으로 물과 부동액의 혼합물은 엔진 블록을 통해 순환하여 연소실 및 기타 뜨거운 구성 요소의 열을 흡수합니다. 핫 냉각수는 라디에이터로 흐르고 핀으로 둘러싸인 일련의 작은 튜브를 통과합니다. 공기가 지느러미를지나 가면 냉각수의 열을 흡수하여 엔진으로 돌아 오기 전에 냉각합니다.
이 지속적인 가열 및 냉각주기는 최적의 작동 온도에서 엔진을 유지하여 효율적인 연소를 보장하고 엔진 부품의 손상을 방지하는 데 도움이됩니다. 올바르게 작동하는 라디에이터가 없으면 엔진은 빠르게 과열되어 성능이 감소하고 연료 소비가 증가하며 잠재적으로 비용이 많이 드는 수리를 초래합니다.
전송 냉각
엔진을 식히는 것 외에도 열교환 기는 자동 변속기에서 변속기 유체를 냉각시키는 데 사용됩니다. 변속기는 기어를 이동시키고 엔진에서 휠로 전원을 전달함에 따라 열을 생성합니다. 시간이 지남에 따라,이 열로 인해 투과 유체가 분해되어 윤활이 감소하고 투과 성분의 마모가 증가 할 수 있습니다.
다른 유형의 열교환 기인 변속기 냉각기는 변속기 유체로부터 열을 소산하는 데 사용됩니다. 변속기 유체는 냉각기의 일련의 튜브 또는 플레이트를 통해 흐르며, 공기 또는 엔진 냉각수로 냉각됩니다. 투과 유체를 낮은 온도로 유지함으로써 냉각기는 전송 수명을 연장하고 성능을 향상시키는 데 도움이됩니다.
공기 냉각을 충전하십시오
터보 차저 및 과급 엔진은 인터쿨러라고도하는 충전 공기 냉각기 (CAC)를 사용하여 엔진으로 들어가기 전에 압축 공기를 식히기 위해 사용합니다. 터보 차저 또는 과급기에 의해 공기가 압축되면 온도가 크게 증가합니다. 열기는 차가운 공기보다 밀도가 낮으므로 단위량 당 산소가 적습니다. 압축 공기를 냉각시킴으로써 CAC는 밀도를 증가시켜 더 많은 산소가 엔진으로 들어가고 연소 효율을 향상시킵니다.
전하 공기 냉각기에는 두 가지 주요 유형의 공기 대기 및 액체가 있습니다. 공기 대기 충전 공기 냉각기는 주변 공기를 사용하여 압축 공기를 냉각시키는 반면, 공기 대 액체 충전 공기 냉각기는 엔진 냉각수 나 물과 같은 액체 냉각수를 사용하여 압축 공기에서 열을 전달합니다. 두 유형의 냉각기는 압축 공기의 온도를 줄이는 데 효과적이지만, 액체-액체 냉각기는 일반적으로 더 효율적이며 더 큰 냉각 용량을 제공 할 수 있습니다.
배기 가스 재순환 (EGR) 냉각
배기 가스 재순환 (EGR)은 자동차 엔진에서 질소 산화물 (NOX) 배출을 감소시키는 데 사용되는 기술입니다. EGR 시스템은 배기 가스의 일부를 엔진 섭취로 다시 재순환하여 신선한 공기와 연료와 혼합됩니다. 공기 연소 혼합물을 배기 가스로 희석함으로써, EGR 시스템은 피크 연소 온도를 감소시켜 NOX의 형성을 감소시킨다.
그러나 배기 가스는 매우 뜨겁고 엔진 흡입구로 직접 재순환하면 과열이 발생하고 엔진 구성 요소가 손상 될 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 EGR 냉각기는 엔진 흡입에 들어가기 전에 배기 가스를 식히는 데 사용됩니다. EGR 냉각기는 배기 가스에서 열을 엔진 냉각수 또는 주변 공기로 전달하는 열교환 기입니다.
배기 가스를 냉각시켜 EGR 냉각기는 엔진을 최적의 작동 온도로 유지하고 NOX 배출의 형성을 줄입니다. 이는 환경 규정을 충족하는 데 도움이 될뿐만 아니라 엔진의 전반적인 효율성과 성능을 향상시킵니다.
자동차 엔진에 사용되는 열교환 기의 유형
자동차 엔진에는 고유 한 설계와 장점이있는 여러 유형의 열교환 기가 있습니다. 가장 일반적인 유형 중 일부는 다음과 같습니다.
- 라디에이터 :앞에서 언급했듯이 라디에이터는 엔진 냉각수를 냉각시키는 데 사용됩니다. 이들은 일반적으로 열 전달에 사용할 수있는 표면적을 최대화하도록 설계된 일련의 튜브와 핀으로 구성됩니다.
- 변속기 냉각기 :변속기 냉각기는 변속기 유체를 냉각시키는 데 사용됩니다. 응용 프로그램에 따라 공냉식 또는 액체 냉각제 일 수 있습니다.
- 충전 공기 냉각기 :충전 공기 냉각기는 터보 차저 및 과급 엔진에서 압축 공기를 냉각시키는 데 사용됩니다. 엔진 설계에 따라 공기 대기 또는 공기 대기 시간이 될 수 있습니다.
- EGR 쿨러 :EGR 냉각기는 EGR 시스템에서 배기 가스를 냉각시키는 데 사용됩니다. 응용 프로그램에 따라 수냉식 또는 공냉식 일 수 있습니다.
- 코일 열 교환기 동축:이 유형의 열교환 기는 동축 설계를 특징으로하여 두 유체 사이의 효율적인 열 전달이 가능합니다. 공간이 제한된 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다.
- 고압판 열교환 기: 플레이트 열교환 기는 열전달을위한 넓은 표면적을 만들기 위해 함께 쌓인 일련의 얇은 판으로 구성됩니다. 그들은 고효율과 소형 설계로 유명하여 고압 응용에 적합합니다.
- 물 정수기를위한 동축 열교환 기: 일반적으로 자동차 엔진에서는 일반적으로 사용되지 않지만 동축 열 교환기는 물 정제 시스템에 사용하여 들어오는 물 흐름과 나가는 물 흐름 사이의 열을 전달할 수 있습니다.
결론
열 교환기는 자동차 엔진의 필수 구성 요소로 최적의 작동 온도를 유지하고 성능 향상 및 배출량을 줄이는 데 중요한 역할을합니다. 엔진 냉각 및 전송에서 공기 냉각 및 EGR 냉각을 충전하는 것에 이르기까지 열교환 기는 다양한 응용 분야에 사용되어 자동차 엔진의 효율적이고 안정적인 작동을 보장합니다.
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참조
- Heywood, JB (1988). 내 연소 엔진 기초. 맥그로 힐.
- Stone, R. (1999). 내연 기관 소개. 자동차 엔지니어 협회.
- Crolla, DA (2001). 차량 역학 : 이론 및 응용. 자동차 엔지니어 협회.