오늘은 엔진을 구성하는 각종 부품에 대해 알아보겠습니다.
엔진 블록(Engine block)
엔진을 구성하는 기본 뼈대입니다. 중앙에는 피스톤이 왕복운동하는 원통형 실린더는 피스와 함께, 냉각수, 오일의 흐름을 위해 여러개의 구멍이 있습니다(물과 오일이 엔진을 자켓처럼 감싸준다고 해서 워터재킷이라고 함)
피스톤(Piston)
위 그림에서 가장 위 동그란 원통형 부분만 피스톤이라 칭합니다. 실런더와 맞닿아 있고 완전히 밀폐되어야 하기 때문에
알루미늄으로 제작된 피스톤 링을 둘레에 끼워줍니다. 실린더 안에서 폭발이 일어나면 그 힘을 구동축으로 보내주는 역할을 합니다. 피스톤과 구동축 사이를 연결해주는 막대기를 커넥팅 로드(Connecting Rod)라고 합니다.
실린더(Cyliner)
피스톤이 움직일수 있는 엔진블록 내부의 공간을 지칭합니다. 연료와 공기가 공급되고, 점화가 이 안에서 이루어 집니다.
실린더 라이너(Cylinder liner)
가운데가 비어있는 원통형의 부품으로 실린더 안쪽 상부에 장착이 되어 실린더가 마모되는 것을 방지 기능을 합니다. 라이너는 안감이라는 뜻으로 옷의 안감도 같은 단어를 씁니다. 실런더 내부는 고열, 고압 상태이기 때문에, 팽창과 수축을 반복할수있게 엔진블록에 절반 정도 끼워져 있고, 냉각수와 가스가 유출되지 않게 링 모양의 개스킷(Gasket) 과 함께 체결됩니다.
실린더 헤드(Cylinder head)
실린더를 덮는 뚜껑입니다. 피스톤, 실린더와 함께 연소실을 구성하고, 마찬가지로 고열과 높은 압력을 견뎌야하기에 강성이 높은 재료를 사용해서 제작합니다. 엔진 블록과 결합하고 가스의 누출을 막기위해 그 사이에 역시 링 모양의 개스킷(Gasket)을 끼워줍니다.
실린더 헤드 커버(Cylinder head cover)
실린더 헤드를 덮어주는 커버, 엔진의 가장 윗부분에 위치하고 있습니다. 이 커버와 실맅더 헤드 사이에 엔진 오일이 새는것을 막아주기 위해 얇은 링 모양의 개스킷(Gasket)을 또 장착해줍니다. 엔진 내부에서 어떠한 것도 누출이 되면 안되기 때문에 다른 부품과의 체결 부위에는 항상 개스킷을 사용합니다.
크랭크(Crank)
위에서 보시는것처럼 직선운동을 회복운동으로 변환해주는 부품이에요. 피스톤의 움직임으로 바퀴를 굴러가게 해주는 핵심적인 부품입니다.
크랭크 축(Crankshaft)
크랭크가 여러개 연결된 봉입니다. 샤프트는 봉, 막대라는 뜻이구요. 피스톤과 연결되어 그 왕복운동을 회전운동으로 바꾸어주는 역할을 합니다.
위 그림을 보시면 각 피스톤이 왕복하는 순서가 다르기 때문에 원활한 회전을 위한 형상으로 디자인되어 있습니다. 회전수가 많기 때문에 가속력과 원심력을 많이 받아 강도가 높은 재질로 제작됩니다.
크랭크 케이스(Crank case)
엔진 블록의 아랫 부분으로 크랭크축을 커버해주는 밑 판이라고 생각하시면 됩니다. 그 아래에는 엔진오일을 담아주는 오일팬이 위치합니다. 프라이팬 형상처럼 생겨서 팬이라고 합니다. 오일 펌프로 오일 팬에 저장된 오일을 엔진에 필요한 부분으로 순환시킵니다.
흡배기밸브(Intake valve, Exhaust value)
위 그림 처럼 피스톤 위에 스프링과 함께 설치되어 실린더 내부에 연료를 공급하는것이 흡기 밸브(Intake valve), 연소 이후 가스를 배출해주는게 배기 밸브(Exhaust value)입니다.
위 쪽으로 밸브가 연결된 봉은 캠샤프트(Cam shaft)라고 하는데, 엔진 밑쪽의 크랭크 샤프트와 체인으로 연결되어 함께 움직이며 밸브를 타이밍에 맞게 열고 닫게 해줍니다.
캠(Cam)
엔진 위쪽에 위치한 캠샤프트의 부품 중 하나로 흡배기 밸브가 열고 닫을수 있게 해주는 역할을 합니다. 계란형의 모양으로 회전 하면서 튀어나온 부분으로는 밸브를 밀어내서 열리게 하고, 완만한 부분으로는 닫게 해줍니다. 이런 방식으로 회전 운동을 직선 운동으로 변환을 시켜주는 것이죠.
캠 샤프트(Cam shaft)
위에서 언급한대로 엔진 상부에 설치되어 흡배기 밸브를 개폐하는 역할을 해줍니다. 왼쪽 그림의 계란형 부분을 캠(Cam)이라고 하며 비대칭이기 때문에 회전하며 밸브를 열고 닫을 수 있게 해주고, 축의 끝에 설치한 톱니바퀴 모양의 캠축 풀리(Camshaft pulley)로 엔진 밑부분의 크랭크 축과 벨트로 연결되어 함께 움직입니다. 이 벨트를 타이밍 벨트(Timing belt)라고 합니다.
오일팬(Oil pan)
오일을 저장하는 통이며, 엔진의 가장 하부에 설치됩니다. 엔진에 설치되어있는 오일 펌프로 이 오일을 순환시켜 엔진을 구동하는데 사용합니다. 마찬가지로 오일의 누출을 막기 위해 개스킷을 함께 장착해줍니다. 엔진 오일이 차량 밖으로 새어나오는 건 대부분 이 오일팬에 문제가 생기면 발생합니다.
흡기매니폴드(Intake manifold)
매니폴드란 여러 갈래의 파이프를 말하고, 흡기 매니폴드는 엔진 실린더 내부로 공기를 공급하는 파이프를 의미합니다. 가속페달을 밟으면 스로틀 바디(Throttle body)가 열리며 공기가 유입되는데, 여기서 부터 실린더 헤드 입구까지 흡기매니폴드가 연결되어 있다. 스로틀 바디는 공기의 흐름을 제어하는 출입문의 역할을 합니다.
배기매니폴드(Exhaust manifold)
실린더에서 발생하는 배출가스를 이동시켜주는 파이프입니다. 실린더는 여러개이므로 여러 파이프가 하나의 파이프로 모이는 모양을 하고 있습니다. 실린더헤드에 부착되어 있고, 섭씨 1,000도 이상의 고열에도 견뎌내야하기 때문에 주철로 만들어집니다.
점화플러그(Spark plug)
실린너 내부에서 연료를 폭발시킬때 필요한 스파크를 일으켜주는 부품이며, 라이터의 부싯돌을 과 같은 기능을 합니다. 불꽃은 실린터 내부에서 일어나야 하므로 그 부분은 내부에 노출되는 형태로 실린더에 장착이 됩니다.
플라이휠(Flywheel)
위 그림에서 보시는 동그란 팝입니다. 크랭크 축에 피스톤과 함께 연결된 톱니바퀴 원판모양의 부품입니다. 크랭크 축을 구성하는 부품들은 원형이 아니기 때문에 회전이 균일하지 않고 불규칙적으로 될수가 있는데, 이런 현상을 막고 부드러운 회전을 위해 원판을 부착합니다. 플라이휠은 회전을 시작하면 관성이 생기고, 이 관성에 의해 회전이 용이하게 됩니다.
디스트리뷰터(Distributor) 혹은 배전기
점화플러그는 전기로 작동이 됩니다. 그런데 엔진의 실린더는 여러개이고, 실런더에 설치된 점화플러그도 여러개 입니다. 실린더는 순차적으로 움직여줘야하기 때문이 이에 맞춰서 전기를 공급해주는 역할을 하는 배전기가 필요합니다.
타이밍 벨트(Timing belt)
말그대로 타이밍을 조절해주는 벨트입니다. 위 그림에서 보시면, 피스톤이 연결된 아래의 축은 크랭크 샤프트라고 합니다. 피스톤의 상하운동을 회전운동으로 바꿔주는 역할을 하죠. 여기에 벨트를 장착해서 실린더 위에 있는 캠샤프트를 같이 움직이게 해줍니다. 이 캠샤프트는 흡기,배기 밸브를 열고 닫게 해주구요. 순차적으로 움직여서 실린더에 연료를 공급하고, 배기가스를 빼주기도 합니다. 이 타이밍을 조절해주는 역할입니다.
팬밸트(Fan belt)
외부벨트, 겉벨트라고도 불립니다. 엔진 주변에는 동력을 필요로하는 부품들이 있는데, 이 부품들에 동력을 공급해주는 벨트입니다. 하나의 벨트로 여러 부품을 엮어서 함께 돌아가게 해줍니다. 위 그림에서 가운데 보이는 큰 동그라미가 엔진에 연결되어서 돌아감으로, 나머지 부품에도 회전력을 전달할수 있습니다. 이 동그라미를 크랭크 샤프트 풀리(Crankshaft Pulley)라고 합니다. 크랭크 샤프트에 연결된 도르래라는 뜻입니다. 크랭크 샤프트는 엔진에 연결되서 함께 돌아가는 봉입니다.
크랭크 샤프트 풀리(Crankshaft Pulley)
엔진과 연결되어 회전하는 봉에 부착된 동그란 모양의 도르레입니다. 막대를 크랭크 샤프트라고 하고 여기에 부착된 도르래. 그래서 이름이 크랭크 샤프트 풀리입니다. 크랭크의 모양이 원형이 아니기 때문에 불규칙하게 회전하고 이는 진동을 일으킵니다. 그래서 부드러운 회전을 위해 원형 모양을 장착해주고 여기에 벨트를 걸어 다른 부품에도 엔진의 동력을 전달해줍니다.
워터펌프(Water pump)
냉각수가 엔진 주변을 순환할수있게 해줍니다. 엔진은 작동하는 동안 항상 열이 발생하므로, 이 열을 식혀줘야 합니다. 그래서 차가운 물을 엔진 주변에 순환시키기고, 엔진의 열을 빼앗아 온도가 올라간 냉각수는 라디에이터를 통과하며 온도가 내려가게 됩니다. 이런 과정으로 냉각수를 계속 순환시키기 위해 엔진의 동력으로 작동합니다.
벨트 텐셔너(Belt tensioner)
체인이나 벨트의 장력을 조절하는 장치입니다. 적정한 장력 유지를 통해 벨트의 소모와 마모를 줄여주고, 진동과 충격을 흡수해주는 역할도 합니다. 수명이 다하면 제 기능을 못해서, 소음이 발생하거나, 엔진에 이상을 초래할수도 있습니다.
아이들러 풀리(Idler pulley)
타이밍 벨트가 정해진 궤도를 이탈하지 않게 해주는 도르레입니다. 이 부품 역시 수명이 있고, 마모가 되면 소음이 발생하고, 벨트에 마찰이 생겨 손상을 초래합니다.
오늘은 엔진을 구성하는 부품들에 대해서 알아봤습니다. 참 많은 부품들이 있죠? 여기서 하나라도 문제가 생기면 차량에 이상 신호가 오니, 차량 부품 교환 주기에 맞춰서 미리 잘 교체 하시기 바랍니다.