1. 흡기 시스템

0x01 graphic

공기를 취해 넣어, 가솔린을 혼합해서 실린더에 보내는 장치를 흡기계라고 부르고 있다. 흡기계는 외기에 포함되어 있는 먼지를 제거하는 에어클리너, 공기에 가솔린을 혼합시키는 카뷰레타, 혼합기를 각 실린더에 보내는 인테이크 매니폴드 (인렛 매니폴드) 로 되어, 이것을 하나로 모아 실린더 헤드에 취부하고 있는 것이 보통이었다. 하지만 카뷰레타에 대체하여 전자제어식 연료분사 장치가 보급되어, 가솔린이 노즐에 의해 인테이크 매니폴드에 직접 분사되도록 되어, 흡기계는 크게 변하였다.

우선 실린더 헤드의 바로 가까이에 있던 공기 흡입구가 프런트 그릴에 설치되도록 되어, 엔진 룸 내의 뜨거운 공기가 아닌, 온도가 낮은 외기가 유입되도록 되었다.

공기는 온도가 낮은 만큼 밀도가 높아서, 함유된 산소량이 많아지므로, 같은 양의 공기를 흡입하는 것이라면 그 온도는 가능한 한 낮은 것이 바람직하다. 한여름의 기온이 30℃ 정도일 때, 교통 체증시의 느릿느릿한 운전으로 에어컨을 틀게 되면, 엔진 룸 내의 공기는 80℃ 이상이 되는 것이 있다. 그렇게 하면 계산상 약 15% 밀도가 작게 되어, 산소는 그만큼 적게 되어 버리고 마는 것이다.

0x01 graphic

프런트 그릴에 유입된 공기는 긴 덕트에 의해 인테이크 매니폴드에 도입되지만, 그 도중에 에어클리너, 레저넌스 챔버, 스로틀 바디가 취부되어 있다.

이전에는 본네트를 열면, 카뷰레타 위에 있는 원반형의 에어클리너가 잘 보였지만, 현재는 에어클리너는 박스 타입으로 변하여 엔진 룸의 구석 방향으로 배치되어 있는 것이 보통이다. 에어클리너는 실린더에 들어가는 공기를 깨끗하게 하지만, 동시에 흡기에 동반하여 발생하는 소음을 작게 하는 역할도 있다. 에어클리너의 가운데에 있는 에어클리너 엘리멘트는 정기적으로 청소를 하는 것이 필요하다.

레저넌스 챔버로 불리는 것은 덕트 도중에 가지 치기하여 취부되고 있는 작은 상자식의 것으로, 레저네이터室 이라든가 사이드 브랜치 등으로도 불리고, 흡기 소음을 감쇠시키는 장치이다. 흡기 밸브의 개폐에 따라 에어클리너의 박스 및 덕트 중의 공기가 진동하여, 흡기음이 나온다든지, 때로는 흡기를 방해하게 되므로, 도중에 이런 식의 공명 장치를 설치하여, 공진 현상을 이용하여 이음을 제거한다는 의미이다.

 

 2, 스로틀밸브와 매니폴드

0x01 graphic

우리들은 엔진 회전을 올리려고 생각하면 액셀 페달을 밟고, 내리려면 페달로부터 발을 떨어뜨린다. 액셀 페달은 와이어 및 링키지로 스로틀 밸브에 연결되어 있고, 페달을 밟으면 이것에 연동하여 스로틀 밸브가 열리고, 공기가 실린더에 들어가도록 된다. 그렇게 하면, 카뷰레타 및 연료분사 장치가 자동적으로 그 공기량을 체크하여, 엔진의 운전 상태에 적합한 가솔린을 공급한다는 의미이다.

이 스로틀 밸브는 카뷰레타에 조립되어 있지만, 연료분사 장치는 흡기계 도중에 독립하여 설치되어 있는 스로틀 바디 (스로틀 챔버) 가운데에 있어, 공기 유량을 계측하는 에어 플로우 센서 및 스로틀 밸브의 열리는 상태를 체크하는 스로틀 개도 센서 등과 일체로 되어 있는 것이 많다.

스로틀 밸브는, 파이프 가운데에 나비 날개 식으로 된 축에 붙은 얇은 원판을 두어, 축을 회전시켜 공기 유량을 조절하는 버터플라이 식이 보통이지만, 레이스용 엔진에는 스로틀 밸브를 전개로 할 때에 방해되는 것이 없도록, 둥근 구멍을 여는 알루미늄 판으로 밸브의 열기를 조절하는 슬라이드 식도 있다.

0x01 graphic

스로틀 바디를 통과한 공기 및, 카뷰레타에서 가솔린과 혼합된 혼합기는 인테이크 매니폴드에서 각 실린더에 나누어 보내진다. 연료분사는 공기가 매니폴드에서 나누어지기 전에 행해지는 경우와, 실린더마다 행해지는 경우가 있지만, 뭐니뭐니 해도 혼합기를 가능한 한 SMOOTH하게 실린더에 도입하는 것이 인테이크 매니폴드의 역할이므로, 통기 저항이 작도록 가능한 한 굴곡이 적고, 내면이 매끄럽게 되어 있는 것이 바람직하다.

카뷰레타에서 혼합된 가솔린은 공기중에 안개 식으로 떠 있는 상태로 실린더에 들어간다. 시동 직후 등 온도가 낮을 때에는, 이 가솔린의 입자가 매니폴드 벽에 부착되면서 실린더에 유입된다. 그렇게 되면 혼합기가 엷어져 연소가 잘 되지 않는다. 그래서 이그조스트 매니폴드와 조합된 배기 열로 이 부분을 데운다든지, 매니폴드 주변에 냉각수를 도입하여 온도를 올리는 등의 방법이 취해진다.

즉 배기로 온도를 올리는 방식은 인테이크와 이그조스트의 양 매니폴드가 엔진의 편측에 있는 카운터 플로우 타입의 엔진 밖에는 사용되지 않고, 양 매니폴드가 엔진의 반대 측에 있는 크로스 플로우 타입에는 냉각수를 도입하는 방식이 채용되고 있다.