더 큰 라디에이터 또는 더 얇은 피스톤 링? 내부 연소 엔진의 마찰

우리 모두는 내연기관이 연소의 부산물로 열을 발생시킨다는 것을 알고 있습니다. 공냉식 엔진과 수냉식 엔진 모두 해당 열을 발산하는 전략을 사용합니다. 이는 모두 엔진이 너무 뜨거워지는 것을 방지하기 위한 노력의 일환으로 수행됩니다.

그런데 그것이 피스톤 링과 무슨 관계가 있는 걸까요? 이에 대해 이야기하기 전에 엔진의 또 다른 열원인 마찰에 대해 이야기해야 합니다.

열은 마찰의 부산물입니다. 추운 날 손을 비비며 따뜻하게 해준다고 생각해보세요. 손을 빨리 비비면 비빌수록 더 뜨거워집니다. 이제 초당 200사이클보다 빠르게 움직이는 엔진의 피스톤을 생각해 보십시오.

이것이 바로 엔진 온도와 관련하여 피스톤 링이 중요한 이유입니다.

엔진에서 가장 큰 마찰 원인은 피스톤 링이 실린더 벽과 마찰하는 것입니다. 여러 연구에 따르면 피스톤 링과 실린더 벽이 모든 엔진 마찰의 40%를 차지한다는 결론이 나왔습니다. 오늘날의 OEM 엔진이 이전 엔진보다 피스톤 링이 더 얇은 것은 당연합니다.

Shaver Specialties Racing Engines의 최근 테스트에서는 링 크기와 장력이 엔진 작동 온도에 미치는 영향이 측정되었습니다.

이 테스트의 기본 라인은 Total Seal Diamond Finish 0.7mm, 0.7mm, 2.0mm 링 세트였습니다. 엔진은 75ft.lbs의 고정 부하 설정으로 2,800RPM으로 작동되었습니다. 고정된 냉각수 흐름 설정. 30분이 지나면 3회 연속 동력 스위프 테스트(3,000RPM~6,000RPM)가 수행되었습니다. 3번의 테스트가 끝나면 수온과 오일 온도가 모두 기록되었습니다.

그런 다음 엔진에는 1/16인치, 1/16인치, 3/16인치 링의 표준 세트가 장착되었습니다. 이번에도 엔진은 75ft.lbs의 고정 부하 설정으로 2,800RPM으로 작동되었습니다. 고정된 냉각수 흐름 설정. 30분이 지나면 3회 연속 동력 스위프 테스트(3,000RPM~6,000RPM)가 수행되었습니다. 3번의 테스트가 끝나면 수온과 오일 온도가 모두 기록되었습니다.

1/16, 1/16, 3/16 링을 사용한 두 가지 다른 테스트에서는 0.7mm, 0.7mm, 2mm 링 세트에 비해 수온은 약 15도 더 뜨겁고 오일 온도는 거의 20도 더 뜨겁습니다.

결과는 피스톤 링과 실린더 벽의 마찰이 엔진 작동 온도에 의미 있는 기여 요인임을 확인했으며 마찰을 열원으로 식별하는 것은 매우 쉬웠습니다. 표준 1/16, 1/16, 3/16 링은 엔진 출력을 거의 20lbs 줄였습니다. 가스 포트 .7mm, .7mm, 2mm 링 세트에 비해 피트의 토크와 15HP 이상. 실제로 1/16, 1/16, 3/16 링 세트는 오일 온도가 너무 높아서 오일 필터의 라벨이 열로 인해 "수축"되기 시작했습니다!

"실제" 비교에서 Joe Gibbs Racing Engines는 Total Seal Diamond Finish .7mm, .7mm, 2.0mm 링을 사용하여 새로운 JD-1 사막 오프로드 레이싱 엔진을 제작했습니다. 다른 많은 오프로드 레이싱 엔진은 전통적인 1/16, 1/16, 3/16 링을 사용하고 엔진 과열을 방지하기 위해 애쓰는 반면, JD-1 엔진은 놀라울 정도로 시원하게 작동합니다. 실제로 BAJA 1000 기간에는 밤새 기온이 거의 화씨 40도까지 떨어졌을 때 너무 추울 뻔했습니다.

이러한 모든 동력 및 경주 결과는 실린더 벽에 마찰되는 피스톤 링이 마찰을 발생시키고 그 마찰이 열을 발생시키고 동력을 빼앗는 동일한 사실을 가리킵니다. 더 얇은 피스톤 링을 사용하면 마찰이 크게 줄어들 수 있으며, 마력 증가와 작동 온도 감소라는 두 가지 이점이 있습니다.

따라서 뜨거운 엔진을 위해 더 큰 라디에이터를 구입하기로 결정하기 전에 먼저 더 얇은 피스톤 링 세트를 사용해 보는 것이 좋습니다.

이 기사는 Total Seal Piston Rings의 후원을 받았습니다. 자세한 내용은 당사 웹사이트 www.totalseal.com을 참조하십시오.