흡기장치

흡기장치(Intake System)는 흡기 행정이 잘 이루어 질 수 있도록 도와 주는 보조장치다.

개요

흡기장치는 엔진을 작동시키기 위하여 실린더 안에 혼합 가스를 흡입하는 장치다. 흡입하는 공기 속에 존재하는 먼지 및 이물질 등을 여과시키는 공기 청정기와 각 실린더에 혼합 가스를 분배하는 흡기 매니폴드로 구성되어 있다. 흡기 행정의 경우 효율이 높지 못하면 이후로 이루어지는 압축 폭발 배기 행정이 아무리 효율이 높아도 그만큼의 효과를 보지 못하게 된다. 흡기장치는 이러한 흡기 행정이 잘 이루어질 수 있도록 도와준다. 흡기 장치는 여러 부품으로 이루어지지만 보통 흡기구/에어필터/스로틀밸브/흡기 매니폴드로 구성되며, 각 장치는 에어덕트와 같은 파이프로 연결된다. 흡기 행정에서 피스톤이 내려가면 실린더 안의 압력이 낮아지면서 공기를 빨아들인다. 이 힘을 흡기 압력이라고 하며 이때 흡기장치의 역할은 공기가 흐르는 통로를 만들고 원활하게 흐르도록 하는 것이다. 또한 공기를 빨아들이는 소리를 조절하는 역할도 있다. 이를 위해 흡기장치 중간이나 특히 에어필터의 앞뒤에 일정 공간을 가진 챔버가 장착된다. 이러한 챔버는 공기의 흐름을 원활하게 하거나 공기의 흐름 시 발생하는 진동 주파수를 조절하여 탑승자가 듣기 좋은 주파수로 만들도록 설계된다.

구조

• ```흡기구``` : 흡기장치로 유입되는 공기가 가장 먼저 지나가는 곳은 흡기장치의 입구인 흡기구다. 일반적으로 차량의 앞 범퍼 뒤쪽 엔진에 위치하며, 흡기구 장착 시 가장 중요한 것은 물이 들어오지 않는 장소에 설치되어야 한다는 것이다. 물론 비 오는 날 주행 시 들어오는 일정 수준의 물방울은 에어 필터에 의해 걸러지지만 많은 물이 유입되면 에어필터로도 소용이 없기 때문이다. 만약 흡기구를 통해 다량의 물이 유입된다면 흡기장치를 통해 흘러 들어온 물이 엔진 연소실로 들어가 엔진 연소를 방해하고 엔진의 부품을 손상하는 원인이 된다. 이는 압축 행정시 연소 실내 물이 존재할 때 물의 낮은 압축률로 인해 압축 행정이 제대로 이루어지지 못하게 하고 혼합기가 연소하는 것도 방해하기 때문이다. 따라서 비가 오거나 물이 많은 곳을 주행할 때 엔진룸으로 물이 들어가는 것에 주의하고 서행운전이 필요하다.
• ```에어필터``` : 흡기구를 통해 들어온 공기는 에어덕트를 통해 에어필터로 보내진다. 에어필터는 공기 속의 이물질을 제거하여 깨끗한 공기가 엔진으로 들어갈 수 있도록 도와주는 장치다. 공기 중에는 눈으로는 잘 보이지 않는 먼지나 모래와 같은 여러 미세한 이물질이 존재한다. 이러한 불순물이 엔진에 들어가면 피스톤이나 실린더 사이에 끼어 부품을 마모 시키게 한다. 에어필터에 의해 걸러진 깨끗한 공기는 연소의 효율을 높여 엔진이 기능을 할 수 있도록 도와준다. 반대로 에어필터가 제대로 관리되지 않으면 공기 중 불순물의 유입이 늘어나 엔진의 연소 효율을 떨어뜨리고 엔진의 수명을 단축하기도 한다. 이러한 에어필터는 주기적인 관리가 필요하다. 차종에 따라 에어필터의 규격이 다르며 차량 운행 환경에 따라 달라지지만, 일반적으로 2~3만km마다 갈아주는 것이 좋고 정확한 교체 주기는 차량 매뉴얼을 통해 확인이 가능하다. 에어필터의 경우 공기정화 기능뿐만 아니라 공기의 유입속도를 일정하게 만들어 실린더에서의 공기와 연료의 혼합비를 맞추는 역할도 한다. 지나치게 과도한 공기가 빠른 속도로 흡입되면, 혼합비가 맞지 않아 엔진의 부조화가 일어나기 쉬운데, 이때 흡기필터는 적당한 속도를 유지해 흡입량을 조절하는 기능을 담당하는 것이다. 흡기필터는 일반적으로 평평한 판 모양의 주름진 종이 필터 형태다. 하지만 튜닝을 위한 오픈 필터의 경우, 길쭉한 버섯 모양 혹은 타원형 등 다양하다. 흡기필터 교체는 공구가 전혀 필요치 않거나, 최소한의 드라이버와 같은 공구만으로도 가능하다.
• ```흡기 매니폴드``` : 각 실린더로 공기를 배분하는 분기관인데, 흡기 효율 향상을 위해 컨트롤 밸브를 장착함으로써 엔진이 고 회전할 때는 굵고 짧게, 저 회전할 때는 가늘고 길어지는 가변 흡기 시스템을 하고 있다. 흡입 공기는 카뷰레터에서 연료와 혼합되어 흡기 매니폴드를 통하여 각 실린더로 분사되게 됩니다. 연료 분사는 흡입 공기가 매니폴드에서 나누어지기 전에 분사되는 방식이 있고, 각 실린더로 공기가 흡입되고 실린더로 직접 연료가 분사되는 방식도 존재합니다. 복잡한 구조의 매니폴드는 엔진의 속도와 부하에 따라 공기를 우회시켜 실린더로 유입시키기도 한다.
• ```스로틀바디``` : 스로틀바디는 케이블이나 전자식으로 가속 페달 미 크루즈 컨트롤 시스템에 연결되어 엔진으로 유입되는 공기량을 조절해주는 장치입니다. 액셀을 밟으면 스로틀밸브가 열리면서 공기를 흡입하면 카뷰레터 또는 전자 제어식 연료 분사 장치가 공기의 흡입량을 검출하여 엔진의 운전상태에 적절한 가솔린을 공급한다. 스로틀밸브는 카뷰레터에 조립되어 있지만, 전자 제어식 연료 분사 장치는 흡기 계통에 독립하여 장착된 스토를 바디내에 설치되어 있어 공기 유량을 측정하는 에어 플로 센서 또는 스로틀 밸브의 열리는 상태를 체크하는 스로틀 포지션 센서(TPS)와 일체화 되어 있는 것이 많으며 버터 플라이 방식과 슬라이드 방식이 존재한다.

같이 보기

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