The development of cooling system in the gasoline engine with the aluminum alloy cylinder block

알루미늄 합금 실린더 블럭을 적용한 가솔린 엔진의 냉각계 개발

본 논문에서는 주철 라이너를 삽입한 알루미늄 블럭 엔진 개발과정에서 주조 불량이 발생하였을때, 냉각계에 일어나는 제반 현상을 분석하고, 이를 해결해 나가는 과정을 기술하였다. 이를 위하여 주철 블럭과 알루미늄 블럭을 장착한 엔진의 피스톤 온도와 블럭의 열유속, 열정산을 측정하였다. 측정한 결과는 다음과 같다. 1. 알루미늄 블럭 제작시 주철 라이너와 알루미늄 블럭 사이에 공기층이 크거나, 용탕 충진이 불완전한 주조 불량이 발생하면 열접촉 저항이 커져 엔진 열전달 경로에 큰 영향을 준다. 2. 알루미늄 블럭 제작시 주조 불량이 발생하면 피스톤에서 라이너로의 전열량이 줄어듦에 따라 냉각수로의 전열량은 감소하는데, 6,000rpm, 전부하에서 알루미늄 블럭의 출력 대비 냉각수로의 방열량의 비는 38.3%이고, 주철 블럭은 44.1%이다. 3. 알루미늄 블럭 제작시 주조 불량이 발생하면, 피스톤 온도가 15-20.deg.C 정도 상승하여 피스톤 손상을 유발시킬 수 있다. 4. 알루미늄 블럭의 주조가 완벽하게 되어 주철 라이너와 알루미늄 몸체 사이에서의 열접촉저항이 없어지면, 스토로크 방향에 따른 금속면 온도 분포가 균일하게 된다. 5. 실린더 라이너의 주조상태 개선없이 오일젯을 사용한 결과 피스톤의 온도를 만족할 만한 수준으로 감소시켰다. 6. 6000rpm, 전부하에서 오일젯 적용시 출력 대비 냉각수로의 방열량의 비가 38.3%에서 36.2%로 감소하고, 출력대비 오일로의 방열량의 비는 9.6%에서 11.2%로 증가한다. 7. 오일젯 작용시 오일 펌프의 용량 증대와 오일 쿨러의 장착이 필수적이다.