플라이휠

플라이휠(flywheel)은 회전 속도를 고르게 하기 위해 장치된 바퀴이다.

개요

플라이휠은 엔진에서 연료의 연소에 의해 만들어진 에너지가 크랭크 샤프트에 전달되어 회전운동을 만드는데, 이때 내연기관의 구조적 특징으로 실린더 내에서는 일정한 에너지가 만들어지지 못하게 되면서 회전의 불규칙성이 나타나게 되며 이러한 현상을 보완하기 위해 고안된 것이다.

구조

크랭크축의 뒤쪽 플랜지에 장착되며, 주로 마찰계수가 큰 주철로 만들어진다. 엔진의 폭발 행정으로 얻은 힘이 크랭크축을 회전 운동으로 바꾸어 플라이휠이 회전하게 되는데, 이 회전력은 클러치 마찰로 자동차를 구동하게 되며, 압축 행정에서는 반대로 회전력을 떨어뜨리게 되어 있다. 그러므로 플라이휠은 무게가 가볍고 회전 관성이 커야 하는데, 관성은 엔진의 원활한 회전을 돕는다. 플라이휠은 엔진의 회전력을 바퀴의 회전력으로 전달하기 위하여 클러치판이 접촉하는 마찰면이 있으며, 엔진 시동 시 엔진을 회전시키기 위한 링 기어가 장착되어 있고, 이 링 기어는 열박음이 되어 플라이휠에 고정되어 있다.

기능

세륜, 탄력 바퀴, 회전을 원활히 하게 하기 위하여 축에 부착하는 무거운 바퀴라는 의미로써 엔진의 회전력은 크랭크 축의 크랭크 각도에 따라 달라지는데 흡입, 압축, 폭발, 배기의 행정 중 폭발 행정에서 가장 큰 회전력이 크고 점점 감소되어 맥동이 발생하게 되는데 4행정 사이클 엔진에서는 720° 2행정 사이클에서는 360°의 주기로 변동을 반복하기 때문에 회전력의 차이로 인한 회전 속도의 변화가 발생한다. 만약 엔진의 실린더 수가 적은 경우 엔진에서는 주기의 변동 때문에 운전불능이 될 가능성도 있다. 플라이 휠은 이것을 막고 회전 속도를 고르게 하여 엔진의 작동을 원활하게 하기 위하여 설치하는 것이며 크랭크 축의 뒤끝에 볼트로 장착한다. 엔진의 공급된 연료가 폭발하여 발생한 동력을 얻어 나머지 행정에서 소모한다고 볼 수 있다.즉 폭발 행정으로부터 전달된 회전력을 저장하여 두었다가 다른 행정시에 관성력을 전달시켜 원활하게 회전하도록 한다.

종류

	싱글 메스 플라이휠	듀얼 메스 플라이휠
연비	보통	좋음
변속충격	보통	좋음
교체시기	반영구	짧음
수리비	낮음	높음

• 싱글 메스 플라이휠

싱글 메스 플라이휠은 클러치와 직접 닿아 있는 구조를 가진다. 일부 클러치는 엔진 진동 감소를 위한 스프링을 플라이휠과의 접촉면에 추가하는 경우가 있지만 일반적으로 싱글 메스 플라이휠은 듀얼 메스 플라이휠에서 진동 감소 역할을 하는 스프링이 포함되지 않아 진동 감소 폭이 작은 편이다. 그러나 하나의 플라이휠로 이루어져 구조가 단순하며 간단한 표면 처리를 통해 재사용이 가능하여 가격이 저렴하다는 장점을 가진다.

• 듀어 메스 플라이휠

듀얼 메스 플라이휠은 두 개의 플라이휠과 중간에 댐퍼 역할을 하는 스프링이 포함되어 있는 구조를 가진다. 각각의 플라이휠은 독립적으로 정해진 구간 사이에서 움직이며 스프링과 함께 엔진의 진동을 흡수하여 트랜스미션과 자동차 구동부의 마모를 줄여주는 역할을 한다. 이외에도 변속 시 부드러운 변환과 소음 진동을 줄여주지만 복잡한 구조와 고장 시 플라이휠 어셈블리 전체를 교환하기 때문에 높은 유지비용이 든다.

활용

• 플라이휠 효과

플라이휠 효과는 플라이휠의 특성을 경영에 도입한 것으로, 가격을 낮추면 고객이 모이게 되고, 고객이 많아지면 물건을 팔려는 판매자가 많아지게 되며, 이로 인해 규모가 커지면 고정비용이 낮아져 비용이 절감되고, 효율성이 높아져 가격을 더 낮출 수 있는 선순환이 성립된다는 것이다. 아마존의 창업자이자 최고경영자인 제프 베조스가 제시한 아마존의 성장 원리이자 사업 모델로 알려져 있다. 2000년 베조스는 아마존 임원들 앞에서 냅킨에 이러한 순환구도를 그림으로 그리면서 플라이휠 효과를 제시했다. 아마존은 이러한 플라이휠 효과를 적용하는 경영전략을 도입했고, 막대한 인프라 투자를 통해 소비자를 끌어모으며 투자 13년 만에 흑자전환을 이뤄낸 바 있다. 한편, 플라이휠 효과가 성공적으로 이루어지기 위해서는 저비용 구조와 더 낮은 가격이 필수 조건이다. 이 중 저비용 구조를 유지하기 위해서는 단순한 유통구조, 수익의 가격 재투자 등이 필요하다.

• 스포츠카

플라이휠이 무거울수록 더 큰 운동 에너지를 안정적으로 수집 및 방출할 수 있기에 엔진 회전은 부드럽게 되지만 그걸 역으로 보자면 그만큼 엔진 반응이 둔중해진다는 의미가 된다. 엔진 회전수를 능동적으로 컨트롤해야 하는 상황에서 무거운 플라이휠은 방해만 되기 때문에 자동차를 튜닝할 때 기본적으로 포함되는 항목이 바로 경량 플라이휠 교환이기도 하다.

• 에너지 저장 장치

교체

• 과열

마찰 표면의 균열 및 마모의 출현, 이중 질량 플라이휠 내부의 과열 또는 오일 누출 아크 스프링 파괴 등 플라이휠에 문제가 있다는 경고 증상이다.

• 스위칭

기어를 변경하려고 하지만 다음 기어가 이전 기어로 돌아갈 때 이는 플라이휠 마모 때문일 가능성이 크다. 이 경우 갈리거나 문지르는 등 큰 소음이 들린다.

• 타는 냄새

마모 된 플라이휠의 주요 증상 중 하나는 차량 내부에서도 느낄 수있는 타는 냄새다. 이 냄새는 클러치가 오작동하고 많은 열을 발생시킬 때 발생한다.

• 페달 진동

클러치 페달을 밟을 때 진동을 느끼기 시작하면 일반적으로 플라이휠 스프링 베어링이 마모 된 것이다.

• 차가운 엔진을 시동 할 때 럼블

쇽 스프링이 닳아서 차가운 엔진으로 시동하면 큰 소리가난다. 이 덜거덕 거리는 소리는 보통 차를 시작한 후 몇 분 동안 지속되고 그 후에 사라집니다. 차를 시동 할 때 아침에 더 자주 듣기 시작하면 플라이휠에 주의를 기울여야 한다는 분명한 신호다.

같이 보기

• 휠
• 바퀴

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