OUTBOARD ( 선외기 ) 엔진의 이해

초심자를 위하여

OUTBOARD ( 선외기 ) 엔진의 이해

라덴氏 2012. 9. 5. 13:39

이 글을 여기에 또 옮기게 될 줄은 몰랐습니다.

100% 맞지 않는 부분도 있을 수 있고 대부분 얕은 지식들이지만 처음 입문하시는 분들께는 도움이 되지 않을까.. 해서

연초에 1달 좀넘게 연재했던 글 모음입니다. 모쪼록 도움이 되셨으면 합니다.

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사실 요즘 늘 바쁜 날을 살고 있기는 하지만.. 그래도 틈틈이 좀 영양가 있는 글을 연재해 볼까 합니다.

오늘은 엔진에 대해 또 글을 하나 씁니다.

보통 보트를 장만하면.. 엔진을 마련해야 하는데 일반적으로 입문기로 2사이클 15마력을 쓰고들 계십니다.

우리나라에서는 특히 야마하가 강세인것 같습니다만.. 엔진에는 종류가 많이 있고 최근 기존 아웃보드의 한계를

극복하고자 여러 기술들이 접목되고 있습니다. 뭐.. 산소농도 검출.. 오버히트되면 자동으로 꺼진다거나 하는..

편이기능 말구요..

일반적으로 2사이클 ( 2cycle ), 2행정, 2T 다 같은 말입니다.

많은 분들이 아시는 차이점은 가볍다....휘발유에 오일을 섞는다!!! 정도로 알고계십니다만

실은 엔진 구동원리에 있습니다. 다들 학교에서 배우셨죠.

파란놈이 혼합기이고.. 까만놈이 연소가스입니다.

흡기-압축 / 폭발-배기 일반적인 4행정이 묶여서 두번에 돌아간다고 2행정입니다.

그림을 잘 보시면 특징이 있습니다.

1. 밸브가 없다.. 사실 밸브가 필요없습니다.

- 고로.. 엔진이 간단합니다. 가볍습니다...수리하기가 쉽습니다. 일반적인 2행정엔진은 서비스 메뉴얼과 공구만 있다면

시간이 걸려서 그렇지 개인이 오버홀까지 할 수 있습니다.

더구나 소형 2행정엔진은.. 배기량도 작아 쉽게 다룰 수 있습니다. 15마력이 2기통 250cc 정도인데..

250 cc면 실린더 용적이 종이컵 두잔이 안됩니다..

2. 부품이 적게 들어가니 수리비가 적게 든다. 우리나라는 이상하게 마린 관련 용품, 부품 구하는곳이 오픈되어있지

않습니다만.. 해외에서는 그냥 대놓고 팝니다.. 개인도 약간의 관심을 가지면 손쉽게 저렴하게 오더할 수 있어요..

3. 오염이 심하다.. 2행정엔진의 오염문제는 두가지 이유때문에 발생합니다. 하나는 엔진오일이 같이 연소된다는 점이고

( 이 오일이 완전연소가 되지 않아 매연이 심하고 나중에 배기가스 올라올 때 보시면 오일 찌꺼기가 뜹니다.. )

두번째는 비효율적인 연소 때문입니다. 아래에서 이야기합니다.

4. 엔진이 1회전할 때 1번 터진다.. 정말 중요한 특징입니다. 엔진이 1회전할 때 몇번 폭발하느냐는 얼마나 엔진을

경량화, 소형화 시킬 수 있느냐에 직결되고, 토크 및 순간 펀치력을 결정하는데 중요합니다.

4행정엔진은.. 엔진이 2회전할 때 1번이 터지게 되구요.. 일본 마쯔다가 상용화한 로터리 엔진은..

엔진이 1회전할때 무려 세번이 터집니다. 때문에..

같은 마력이면 2행정엔진이 4행정엔진보다 배기량이 1.5 ~ 1.8 배 정도 작게 나오고 있는거고 ( 그만큼 가볍고 )

마즈다 엔진은 1200 cc ( 600cc X 2기 ) 엔진으로 300마력이 넘는 출력을 너끈히! 뽑아낼 수 있는것이죠.

또한 써보신 분들은 아시겠지만.. 동일 마력이면 2행정이 힘(순간펀치력)이 좋습니다.

하여 오도바이의 경우 2행정 250cc정도 되면.. 등판능력이 상상을 초월합니다. 경사 70도정도 되 보이는 비탈도

막 올라갑니다... 무서울 정도..

5. 점화플러그 수명이 짧다.. 아무래도 엔진과 오일이 같이 타는 환경에.. 4행정보다는 더 험한환경에서 일하니까요

자체 수명이 짧다기 보다는 카본이 많이 끼고 동일 RPM시 4행정 대비 두배로 일을 많이 하다보니 그런거지요..

가끔 열어서 카본 청소해주시면 오래 쓸 수 있습니다.

6. 피스톤이나 실린더 헤드가 깨지는 불량이 나올 가능성이 높다.

2사이클, 혹은 2사이클 직분사쪽에서 피스톤이나 커넥팅로드 쪽이 깨지는 불량이 나올 확률이 높습니다.

4행정은 밸브가 새는 문제가 나오는 반면 2행정은 블럭이 깨지거나.. 헤드가 깨지거나.. 하는 고질적인 문제가있습니다.

7. 연소에 비효율이 발생합니다.

그림에 4번 보시면.. 배기 행정에서 연소기체랑 혼합기랑 섞이게 되죠..

문제는 배기될 때에 멀쩡한 혼합기도 같이 나가는 경우가 발생합니다. 특히 엔진이 고회전영역 으로 올라갈 경우

이 비효율이 점점심해지는데 선외기는 4~5000 씩 막 돌리기 때문에 ( 실은 상당한 고회전역입니다. )

2사이클이 기름을 퍼먹게 되는것입니다. 고마력 고배기량으로 갈 수록.. 더더욱!!

그래서 2사이클 엔진이 중속 순항과 최고출력 간의 연비차가 크고 선체가 무게를 받아줄 수 있다면

60마력 풀스로틀 보다는 85마력 중속이 기름을 덜 먹습니다. ( 아이들 빼구요. )

해서.. 오도바이 같은 경우 기이한 챔버(중통)을 달고 나오게 되는데요.

고둥 속같이 생겼습니다.. 50cc 택트같은.. 뽈뽈이도 잘 보시면 저런 모양을 하고 있어요..

이런 이유는 배기가스가 갑자기 넓어지는 공간으로 나오면서 나오는 공명현상을 이용해서 배기가스 중에

뒤쪽에 나오는 부분을 실린더로 도로 집어넣어주는 역할을 합니다. 곧.. 미처 타지 않은 혼합기를 다시 넣어

태움으로 출력과 연비를 동시에 올리기 위한 것입니다. 물론 저게 완벽하게 막아주지는 않습니다.

( 일반적인 4행정 자동차 배기라인에서도 같은 현상이 일어납니다. 일정부분은 도로 꾸역꾸역 뒤로 들어갑니다.

2행정 엔진의 챔버의 모양은 상당히 독자적인 기술입니다. 모양에 특허가 걸려있기도 해요.. )

그러나.. 아웃보드에는 아쉽게도 이런 머플러를 넣을 수가 없습니다. 넣을 공간도 없고

보통 프로펠러 안쪽으로 배기를 해버리니까요.

하여 캬브레터식 2행정엔진은 고마력으로 올라갈 경우.. 상당한 비효율을 감수해야만 합니다.

아웃보드나.. 자동차나.. 오도바이나.. 사용하는 영역의 차이 뿐이지 태생원리는 같기 때문에 특징도 똑같습니다.

현재 세계적인 추세로 2행정은 사양세입니다. 미국에서는 지금은 일반 2행정엔진은 판매할 수 없게되어 있어

신품엔진은 4행정 혹은 이어 설명할 인젝션엔진만 판매되고 있습니다.

하지만 경량화, 고출력, 고 토크의 장점으로 2행정엔진은 꾸준이 진화해 왔고 인젝션으로 진화해가고 있습니다.

인젝션은.. 실린더 안에 직접 혹은 매니폴드에 직접 분사해 준다는 것인데..

인젝션을 이해하기 위해서는 캬브레이터를 이해해야 합니다.

그럼 캬브레이터( 이하 캬브 ) 는 무엇일까욤..

캬브는 공기와 연료를 섞어 혼합기를 만들어 주는 장치로.. 대부분 위와 같은 구조를 가지고 있습니다.

병에 물을 채우고 빨대를 반정도로 잘라 꺾어서 한쪽을 담그고 확 불어제끼면.. 물이 빨려올라가 분무되서 나가죠.

이거랑 같은 원리입니다.

쵸크밸브는 간단하게 들어오는 공기의 양을 조절하여 혼합기를 진하게 만들어 주는 역할을 합니다.

시동에 필요한 공연비는 일반 주행시보다 진하기 때문입니다.

다만.. 냉간시 캬브레이터 방식이 열을 받지 않았기 대문에 기화가 원활치 못하여 시동이 어렵다.. 그래서 진하게 해준다..

도 근거가 있는 견해입니다.

이 캬브방식은 고전적이지만.. 구조가 간단하고 정해진 비율의 혼합기를 만드는데에 아주 효과적입니다.

일반적인 아웃보드의 캬브 역시 개인이 꺼내서 분해 수리할 수 있습니다. 대신.. 밸브의 초기치가 ( 나사로 되어있음 )

어디로 되어있는지 기억해야죠..

여담이지만 캬브를 오래쓰면 청소를 해야 한다고 하는데.. 그림보시면 연료가 빨려올라오는 부분 및 분사되는 부분에

찌꺼끼가 많이 낍니다. 특히.. 2행정의 경우 오일을 섞어쓰는 경우가 많으니 더더욱 그렇습니다.

가솔린은 날라가지만.. 오일은 남을 수 있는데 아무리 적은양이라도 쌓이고 쌓이면 누적이 됩니다.

그래서 2행정엔진은 배 올리기 전에 캬브에 남은 연료를 태우라고 하는말이 있으며 찬반이 있습니다만

보통 배 올리고 플러싱 하면서 연료 코크를 닫는정도면 관리가 됩니다.

보통 캬브 청소라 하면 분해해서 찌거기 닦아주고 혹시 가스켓이 새면 가스켓 갈아주고 합니다.

모든 아웃보드 제조업체에서는 개인이 자가 수리할 수 있는 캬브 리빌트 키트를 팔고 있습니다.

캬브 방식은 혼합기 만드는데 아무 지장은 없지만.. 정해진 비율로만 혼합기를 만들어 주니까..

다양한 여건에서 대처가 안되는 단점이 있습니다. 해서.. 직접 필요량을 계산해서 분사해주는 인젝션이 나오게 됩니다.

2행정에서 최초 인젝션은 연료가 아니라 오일에서 시작되었습니다. 엔진오일이란 것이 상황에 따라 필요량이 틀리고

제대로 연소가 안되면 또 환경오염이 되니.. 오일인젝션이 먼저 나왔습니다. 2행정 50마력 이상은 대개 오일통이 따로 있는데.

오일을 담아두는 통입니다.

구형 머큐리 50마력입니다. 오른쪽 하얀통이 오일통입니다.

오일의 경우 여러 상태에서 필요치가 각각 다릅니다. 그걸 맞추어 넣어주는 역할도 하고..

일반적으로 50:1 로 맞추어 쓰시지만 인젝션 시스템을 이용할 경우 100 : 1 까지 올라기도 하는데..

그래서 출력과 연비가 좋아집니다. 다만 오일시스템에 문제가 생기면 엔진이 손상되기 쉽다는 단점이 있습니다.

이후 나온 것이 다이렉트 퓨얼 (연료) 인젝션입니다.

오일에 만족하지 않고 연료오일을 컴퓨터가 계산하여 뿌려주는 방식입니다.

도하츠 TDLI

에빈루드 ETEC

야마하 HPDI

머큐리 Opimax

가 구동원리는 조금씩 다르지만 같은 계열의 엔진입니다. 유일하게 혼다만이 4행정을 고수하고 있습니다.

요렇게 실린더에 바로 뿌리게 됩니다.

2행정엔진은 4행정과 달리 실린더에 직접 쏴줍니다. 그도 그럴것이 흡기라인에 아무리 인젝션 해봐야

배기하는 과정에서 손실이 생기는 것이니까요.. 이 실린더에 오일과 혼합기를 다이렉트로 쏴주는게 원리는 간단해도

대단한 기술입니다. 최근 완성되지도 않은 기술을 가지고 최첨단이라고 우기며 온국민을 마루타로 몰아가고 있는

현다이의 GDI엔진도 같은 방법이나 여러 면에서 문제가 발생하고 있고.. 특히 카본끼는 문제는 전세계 GDI엔진의

숙제입니다. ( 최근 현대 가솔린차 머플러 보시면 디젤체럼 시커묵묵.. 검댕이낀걸 쉽게 보실 수 있습니다. )

그만큼 실린더에 바로 쏴주는 기술은 상당히 고급기술이구요.. 한편으로는 2행정이기 때문에가능한게 아닌가 싶기도 합니다.

( 밸브들이 따로 없잖아요 )

정확한 타이밍에 정확한 양만 쏴주는게 핵심입니다. =)

아무튼 이렇게 흡기를 개선한 탓에 2행정 엔진으로 상태 안좋은(?)4행정 수준의 연비를 구현하는데 성공합니다.

하지만 아무래도 2행정 특유의 손실을 완벽하게 보완할 수는 없고 오일이 따로 들어가야 하는 한계를 가지고 있습니다.

그래도 고마력의 경우에는 4행정 대비 엔진의 무게차가 꽤 많이 나기 때문에 저중량으로 인한 연비향상까지 해서

4행정보다 더 낫다고 주장하고 있고 각기 장단점이 분명히 있기 때문에 혼다를 제외하고는 거의 모든 엔진 메이커들이

인젝션엔진과 4사이클 엔진을 병행시판하는 이유가 아닐까 싶습니다.

다음 시간엔 4행정엔진에 대해 알아보기로 하겠습니다.

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라덴氏입니다.

어제 2사이클 엔진에 이어 오늘은 4사이클 엔진에 대해 또 이야기해보겠습니다.

2행정은 흡기-압축 / 폭발-배기 가 한행정으로 묶여 두번에 돌아가고 엔진 1회전에 폭발도 1번 이라고 말씀드렸습니다.

4행정은 잘 아시다시피 위 4개 과정이 별개로 돌아갑니다.

2행정과 4행정의 가장 큰 차이는 상단의 밸브입니다.

이 밸브는 엔진회전에 연동해서 움직이는데 일반적으로 흡,배기 밸브가 하나씩 있는 경우 SOHC

두개일 경우 DOHC로 부릅니다. 보통 자동차에.. 타이밍 벨트라고 있는데.. 이와 관련된 벨트로

타이밍 벨트가 끊어지거나 하면.. 엔진에 상당한 데미지가 가게 됩니다.

일단 4행정의 특징으로..

1. 무겁고 복잡하다. 비싸다..

- 2행정과 달리 두번 회전에 1회 폭발이므로 닽은 출력을 내려면 엔진 베기량이 더 커져야 합니다.

또한 2행정에 없던 상단 밸브가 들어가니 이와 관련된 부분이 추가되며 무게가 무거워집니다.

여기에 밸브 메카니즘이 들어감으로 인해 수리시 더 복잡하고 더 많은 비용이 발생하게 됩니다.

캬브까지는 몰라도.. 실린더를 뜯는 자가정비는 스킬이 없으시면 부담스럽습니다.

밸브 포함한 헤드쪽이 정밀한 부분이 많습니다.

2. 연비가 좋다.

- 밸브에 의해 정확한 타이밍에 정확한 흡 배기가 이루어 지니 손실이 줄면서 연비가 좋을 수밖에 없습니다.

3. 규칙적이고.조용하다.

4. 펀치력은 약하지만 균일한 출력이 나온다.

- 이 펀치력을 보완하기 위해 기어비를 달리하거나 좀더 큰 프로펠러를 쓸 수 있는 모델들이 나옵니다.

야마하의 High Trust 나 머큐리의 Big Foot 이 대표적입니다.

5. 엔진오일이 별도로 들어간다.

- 보통 1년에 한번은 엔진을 많이 쓰지 않으셔도 갈아줄 필요가 있습니다. 온도변화로 인해 오일이 변질되기 때문입니다.

6. 매연이 거의 없다.

- 오일을 별도로 연소하지 않기 때문입니다. 대신 앞서말씀드렸듯.. 갈거나 보충을 해주어야 합니다.

7. 엔진을 눕히기 어렵다. ( 정해진 방향으로는 가능하다. )

- 엔진오일이 안에 상존하다 보니 방향을 잘못맞추면 오일이 캬브나 실린더 안으로 넘쳐 들어가 엔진을 쓰기 어렵게

만듭니다.

8. 규칙적인 유지비용이 발생한다.

- 오일갈아줘야죠.. 많이 타시는 분들한테는 해당사항이 없으나.. 레저선는 그리 사용시간이 길지 않아

오일비용 및 기타 유지비를 생각하면 2사이클보다 더 나오는 경우도 많습니다.

9. 한 실린더만 죽어도 엔진이 죽는다.

- 2사이클은 실린더중 몇개가 문제가 있어서 죽는다 할지라도 하나만이라고 살아있으면 엔진이 일단 굴러는 갑니다.

하지만 4사이클은 그 시점에서 표류가 시작됩니다.

이정도가 있겠습니다.

4행정 엔진은 무게 문제로 인해 소형 보트에는 잘 쓰지 않습니다. 부력과 무게중심등의 문제로 기인함인데요..

그게 어찌 보면 아웃보드 시장에서 2행정이 필요한 이유이기도 하겠습니다. 그래도 못쓸것은 없는데

배가 작아 무게중심 이동으로 해결이 안될 때는 부상판으로 극복할 수 있습니다.

부상판에 대해서는 나중에 별도로 올려보도록 하겠습니다.

4행정 엔진이 만능일것 같지만 두가지 문제가 있는데 하나는 무게문제이고 다른 하나는 고회전에서 비효율이 발생하는

부분입니다. 무게는 다들 아시다시피 소재 경량화를 통해서 2행정과의 차이를 계속 줄여나가고 있습니다.

고회전에서 발생하는 비효율은 밸브시스템에서 기인하는데.. 엔진의 회전에 맞추어 밸브가 작동하기는 하지만

고회전역에 접어들면 이 밸브타이밍이 ( 흡배기가 ) 엔진회전수를 못따라가서 엔진이 도는 만큼 출력이 올라주지 않습니다.

( 사람이나.. 내연기관이나.. 잘먹고 잘싸야 됩니다. ) DOHC는 이런 고회전역에서 발생하는 비효율을 줄이기 위해

밸브를 추가하는 것이지만.. 밸브가 추가되면 그에 해당하는 메카니즘이 들어가니.. 더욱 무거워지고 더 복잡해지므로

고마력이 아닌 이상 아웃보드에서는 잘 사용되지 않습니다.

해서 제조업체들은 이러한 점을 극복하기 위해 밸브타이밍을 좀더 정교하게 하기 위해 방법을 고안하는데..

많이 들어보셨던 VVT ( 가변 밸브타이밍 ) 고 그러한 경우의 하나이지만 아웃보드에 있어서는 대표적으로

혼다의 V-TEC 을 들 수 있습니다. 물론 이제는 타사에서도 모두 가변밸브 타이밍 기술이 적용되고 있습니다.

V-tec에 대해 좀더 말씀드리면. 혼다의 독자적(오래된;;) 엔진 기술인데.. 운영되는 스타일이 기관별로 다릅니다.

오토바이의 경우 일반적으로 SOHC로 운영되다가 6700 RPM이 넘어가면 밸브를 하나 더 열어 DOHC로 작동하게 됩니다.

( CB-400 V-tec 과 VFR 800에서 사용하고 있습니다. 오도바이의 경우 6700 rpm이 넘어가면 키이이이잉~ 하면서

부스트 터지는듯한 느낌을 받습니다. )

자동차나 아웃보드의 경우에는 고회전역에 접어들면 밸브를 좀더 깊숙하게 집어넣어주면서 흡기및 배기량을

늘려주는 방식입니다. 혼다 아웃보드의 경우 90마력부터 적용되고 있습니다.

요렇게.. 안쪽에 고회전용 캠이 따로 있습니다.

이외에 최근의 추세는 인젝션화 입니다.

캬브에 대해서는 어제 말씀드린 바와 같고. 4행정 역시 상황별로 최적의 혼합기를 만들기 위해 인젝션방식으로

전환되고 있습니다. 보통 30마력 이상의 미들급에서부터 인젝션화되고 있으며 아마 계속 확산되리라 봅니다.

이외 기타 메이커별로 다양한 기술이 접목되고 있고.. 2행정이 어떻게 하면 먹으면서 덜 흘릴까를 고민하는 반면.

4행정은 어떻게 하면 더 꽉꽉 눌러먹을지 그걸 고민하고 있습니다. 결국 내연기관 본연의.. 잘먹고 잘싸는..것에

근접하려는 노력입니다.

사실 저같은 경우 4행정에 대해 막연한 바램을 가지고 있었으나 최근 E-tec 이나 Tdli등 개량형 2행정에도

많은 관심이 가고 있습니다. 아무래도 4행정대비 아직은 조금더 저렴한게 사실이구요.

다음에는 냉각에 대해 좀더 써보도록 하겠습니다.

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라덴씨입니다.

오늘은 폭풍 일거리가 있으나 글이란 것이 또 안쓰게 되면 계속 이어지지를 않으니.. 포스팅을 해 보겠습니다.

제가 쓰는 글은 많은 분들이 알고 계시는 상식이시고 저도 모르는걸 공부하면서 쓰기 때문에 좀 식상할 수가 있겠으나

저도 처음부터 모르는 상태에서 시작했기 때문에 딱 그선에 맞추어진 내용이라 보시면 되겠습니다.

아무튼.. 이렇게 정리된 게시물은 별로 없으니까요.

지난시간에 2행정, 4행정 에 대해서 말씀드렸고 오늘은 냉각계에 대해서 말씀드려보겠습니다.

사실.. 냉각에 대해서 논하자면 하나의 전제를 머리에 두고 갈 필요가 있습니다.

바로바로 에너지 보존의 법칙인데요. 위키 백과에서는 아래와 같이 이야기하고 있습니다.

" 에너지 보존의 법칙은 닫힌 역학계에서 에너지의 형태가 어떻게 바뀌더라도 총 에너지의 합은 일정하다는 것이다.

열역학 제1법칙이 에너지 보존에 대해 다루고 있다. 모든 에너지는 위치 에너지를 포함하며, 현대 물리학에서는 질량도

에너지의 일종으로 본다."

쉽게 말하자면.. 엔진에서 휘발유든 경유든 간에.. 폭발하면서 나오는 에너지는 여러가지 방법으로 변환되어 소실 혹은

이용된다는 점입니다. 이런걸 자동차에서는 손실율로 표현하기도 하는데.. 아무튼 간에.. 말씀드리고자 하는것은..

녕각이란 것도 그러한 손실중 하나라는 점입니다.

본시 내연기관이 폭발시 일어나는 온도 이상으로 상시 견뎌줄 수 있다면 참 좋을텐데.. 쇠나.. 오일이나 기타 등등

여러가지들이 그 온도를 버티지 못하니까 냉각을 시켜주는 것이라는 사실..

(그래서 철 말고 세라믹으로 엔진을 만들어보려는 시도도 이루어진다고 합니다. )

이외에도 이 에너지 보존의 법칙은 주구장창 써먹을 내용이라 언급하고 갑니다.

각설하구요..

내연기관의 냉각은 크게 공냉 / 수냉 두가지로 나뉘고 있습니다. 공랭은 말 그대로 공기로.. 수냉은 물인데

아웃보드는 거의 수냉을 택하고 있습니다. 물에서 쓰는거니까 냉각수 구하기가 쉽지요.

일부 저마력엔진은 공랭식엔진도 있습니다만....

자동차는 냉각수를 계속 돌리면서 주행풍 및 팬으로 식힙니다. 해서 라지에이터가 존재합니다.

뭐 이런거지요.. 정확히는 열교환기인데.. 자동차뿐 아니라 난로, 에어컨 실외기 등등.. 생각보다

여기저기서 많이 볼 수 있습니다. ( 심지어 수냉식 PC쿨러도 있어요!! )

하지만 아웃보드는 냉각수에 담그고 다니니까 저런게 있을 필요가 없고 저런걸 달고다닐 공간도 없습니다.

해서 아래에서 빨아올려 순환시키는 방법을 쓰고 있습니다.

사진은 존슨의 하부 유닛인데요. 프롭 붙는 부분 위로 구멍이 뽕뽕뽕 나있는데

요기로 물이 흡입됩니다. 그래서 가끔 비닐 등이 저 구멍으로 빨려들어가 구멍을 막고 냉각계가 비상이 걸리는

일이 생기곤 합니다.

그리고 위와 같이 순환됩니다. 파란 화살표가 냉각수의 흐름입니다.

잘 보시면 대부분이 프로펠러로 배수가 되는데요. 배기가스와 같이 물 아래로 나가게 됩니다.

일단 상단으로 쏟아낼만큼 적은 양도 아닌데다 배기가스의 온도도 같이 낮추기 위한 것이죠. 아웃보드는

별도의 머플러가 없는데다 주행중 프로펠러 중간에 진공 공간이 생기기 때문에 냉각수 배출을 더욱 원활하게 합니다.

우리가 흔히 선외가 오줌발 이라고 부르는 물이 있는데.. 엔진이 쉬- 하는것 같죠..

이것의 정식 명칭은 파일롯트 워터 라고.. 그냥 냉각수 흐름의 상태를 가늠하기 위함이지 그게 냉각수의 다는 아니지요.

그래서 오줌발 세기를 보고 문제가 있구나 없구나를 판단합니다.

그런데 밖에서 귀마기 씌워놓고 엔진 돌리면 오줌발은 나오는데 프롭 안쪽으로 물이 거의 나오지 않지요?

그건 초기에 과냉각되는 것을 막고 엔진 예열을 위한 써모스텟(썸머스타트.. 뭐 용어는 많습니다. )

이라는 부품이 냉각수 순환을 막기 때문입니다. 나중에 엔진이 한참 열받있을 때 해보시면 좀 다른 결과가 나옵니다.

그럼 물은 어떻게 퍼올릴까요..

선외기 하부 유닛 사진을 보시면 구동축이 있는데 구동축 위쪽에 워터펌프가 있습니다. 이중 핵심부품이 임펠러입니다.

위 사진처럼 생겼어요.

엔진이 돌때 이놈들도 같이 돌면서 물을 퍼올리게 됩니다.

그런데.. 고무로 되어있지요.. 그래서 쓰면 쓸 수록 마모되며 나중에는 물을 올리는 힘이 부족해져서

교환을 해야 합니다.

냉각이 충분히 되지 않으면 경보기능이 있는 엔진은 엔진이 알아서 서지만 없는 경우에는 실린더 내 부품들이

열을 못견뎌 결국 엔진이 붙는(?) 현상이 일어날 수도 있습니다.

임펠러를 교체하는 일은 개인이 가능한 정도입니다. 물론 제조사에서도 워터펌프 교체 키트를 판매하고 있습니다.

( 가스켓 들도 한번에 가는 경우가 많습니다. )

냉각에 있어 하나더 유의해야 할 점은 세척입니다. 민물에서 사용하시는 엔진은 큰 문제가 없는데 바다에서 쓰는엔진의

가장 큰 문제는 부식입니다. 짠물을 이길 장사가 없습니다...

어선처럼 매일 돌리는 엔진은 차라리 나을 수 있는데 레저보트는 매일 엔진을 돌려주지 않기 때문에

바닷물에 내부에 있을 경우 소금이 결정화되서 관 내부에 엉겨붙고 서서히 부식이 진행되게 됩니다.

그럼 관 내부가 좁아지게 되고 냉각은 냉각대로 안되고 펌프는 펌프대로 무리가 가겠지요.

그럼 임펠러 교환주기도 빨라지게 될 겁니다.

이런 식으로..

그래서 보통 내 올리고 나면 캬브 방식의 경우 남은 연료를 태우면서 민물에 담그거나 세척키트 (=귀마개 ) 등을

사용하여 민물을 순환시켜 냉각계를 씻어내게 되는데요.

이런 식으로.. 배기음이 무척 시끄럽습니다... 특히 2사이클.. 부드당당.. 다라당당.. .-.-;;;

최근년식의 야마하 엔진( 2행정은 모르겠습니다. 4행정의 경우 )은 아예 호스 꼽는 곳을 마련해서

굳이 엔진을 돌리지 않아도 수압만으로 세쳑할 수 있게끔 만들어 놓았습니다. 다른 메이커는 잘 모르겠습니다.

쓰시는 분에 따라서 물통을 스키봉 등에 걸어 놓고 하시는 분들도 계십니다.

뭐~~ 이래저리 좀 번거로운 작업입니다만 이렇게 해주면 오래 쓸 수 있겠지요. 엔진이 한두푼 하는게 아니까요..

다음시간에는 저도 정말 어려운 -.-;; 전기계통을 알아보도록 하겠습니다.

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라덴씨입니다.

지난번 출장의 여파로 1주간 참 바쁘게 보냈습니다. 덕분에 포스팅을 잇지 못했습니다.

하지만 시리즈란 것은 이어주지 않으면 의미가 없는 것이기에.. 자기 전에 글을 쓰고 있습니다.

오늘의 주제는 지난번 말씀드렸던 바와 같이 전기계에 관한 부분입니다. 늘 그렇듯이 제가 전문가가

결코 아니지만.. 내연기관의 원리는 거의 비슷하기 때문에 기본적인 원리를 이해한다는 것에 의미를 두시면

될것 같습니다.

하지만 이런 원리를 알고 있으면 어떤 문제가 발생했을 때 좀더 빨리 원인을 찾을 수 있고 어처구니 없이

눈텡이 당하는 일도 많이 줄어들 것입니다. 끝으로 잘못된 부분이 있다면 지적해 주시기 부탁드립니다.

앞서 말씀드렸듯 내연기관의 원리는 각 분야별로 형태의 특징이 있을 뿐이지 거의 비슷하며

아래의 그림 한장으로 거의 모든 것을 설명할 수 있습니다.

일단.. 발전부 - 점화부 - 충전부 순으로 말씀드리겠습니다.

발전부는 말그대로 전기를 발생시켜 주는 부분입니다. 없는 전기를 발생시켜주기 위해서는 무엇을 해야 할까요..

머리아프게 이런저런 원칙은 생각하지 말고. 간단히 모터의 반대로 생각하시면 되겠지요.

즉 모터가 전기를 코일에 흘려주어 자석 사이에서 반발력을 만들어 회전력을 얻어내듯이..

자석과 코일을 서로 계속 교차시켜 주면 코일쪽에서 전기를 얻어낼 수 있습니다. 쉽게 생각해서..

모터에 전구를 갈고 모터를 겁나게 손으로 돌려주면.. 전구가 들어오겠지요.

아웃보드의 경우 대개 엔진의 뚜껑부분을 뜯으면 이 부분이 나오게 되는데

가운데 코일이 들어가고 엔진의 구동축에 자석이 물려 코일위를 회전하게 됩니다. 대개 플라이 휠 근처에서

찾을 수 있습니다.

이렇게 코일 위를 자석이 왔다갔가 하면.. 교류전기가 만들어지게 됩니다. 보통 12v 혹은 24v 입니다.

사진을 보시면 코일이 두개가 있습니다. 하나는 충전족에 물려있고 하나는 시동쪽에 물려있지요.

모든 가솔린 내연기관은 1개 이상의 발전용 코일이 들어갑니다.

엔진이 돌려면 폭발을 해야하는데 디젤같은 경우 고압으로 압축만 해줘도 일정 온도 이상이면

지가 알아서 터지므로 플러그가 없어도 되지만.. 가솔린은 꼭 스파크를 튀겨야 하기 때문에

이를 위한 전기가 어딘가에서는 생산되어야 합니다. 하지만 엔진이 멈추어 있을때는 어떻게 할까요..

그래서 수동시동 엔진은 시동줄을 당겨 사람 함으로 플라이휠을 돌리게 되고 전동시동일 경우

셀모터가 대신 돌려주게 됩니다.

시동줄 당겨보신 분은 다들 아시겠지만..퍼퍼퍽 하는 느낌이 있는데.. 시동줄을 당기면서 발전도 하지만..

이후 발전을 하기 위해서는 엔진이 점화해야 하니.. 필연적으로 피스톤까지 같이 사람힘으로 돌려주어야 합니다.

돌리는 순간.. 크랭크축이 같이 물려 회전하면서 실린더에서는 혼합기 흡입 압축이 이루어지고 발전기쪽에에서

생산한 전기로 점화되어 터지는 순간.. 그다음부터는 자동으로 돌게 되겠지요..

일단 사람의 힘이건 엔진의 힘이건.. 생산된 전기는 점화코일로 가게 됩니다.

그럼 그쪽에서 12000 볼트 이상으로 승압시켜 고압전류를 만들게 됩니다. 이런 고전압이 필요한 이유는

점화플러그의 간격이 있기 때문에 이 사이에 방전을 시키려면.. 정말 높은 전압이어야 합니다.

벼락칠때 생각해 보시면... 정말 고전압이겠지요?..

하지만 이런 스파크는 압축 최고조에서 터져야 완전연소에 가까워지고 최고출력을 얻을 수 있기 때문에

타이밍이 무엇보다 중요합니다. 해서 이러한 타이밍을 제어하는 CDI 유닛이 같이 물리게 됩니다.

아마 이 두부분을 묶어 쉽게 파워팩이라고 부르고 있을 것입니다.

여담으로 엔진의 RPM 신호는 이 CDI나 점화코일 음극에서 신호를 따게 되는데 2행정은 기통당 1번이 튀어야

1회전이고.. 4행정은 기통당 1번이 튀면 2회전을 하게 되므로 이 신호를 따서 계산하여 RPM 을 산출합니다.

해서 열심히 신나게 시동줄을 땡기거나 셀모터를 돌렸는데 시동이 걸리지 않는다 하면 ..

시동이 안걸리는거 보면 전기계가 아닐까 싶다면.. 거꾸로 점검하시면 됩니다.

점화플러그부터 이상이 없는지.. 다음은 점화플러그-점화코일간 배선, 점화코일 및 CDI.. ( 혹은 파워팩.. )

다음엔 발전부에서 점화플러그 까지의 배선.. 다음 발전부 코일이 되는 셈이죠..

참고로 나중에 말씀도 드리겠지만 점화코일에서 점화플러그까지의 배선이 상당히 중요한데..

이 배선이 시간이 지나면 노후하게 되어 저항이 늘어나고 점화코일에서 생성된 전기가 플러그로 가다가 생기는

손실이 점차 커지게 됩니다. 그럼 불꽃이 강하게 안튀겠지요.. 그럼 완전연소율이 점점 떨어지겠죠..

그럼 혼합기가 제대로 다 타지 못하니 출력이 떨어지고 연비가 나빠지게 됩니다.

해서 전기계 튜닝을 하면 두가지를 하게 되는데 점화코일-점화플러그간 배선.. 즉 점화코드 튜닝과

접지튜닝입니다. 이 둘은 엔진의 출력 및 성능향상에 영향이 있습니다. . 나중에 한번 알아보시고 튜닝해 보세요..

물론 점화코드가 바뀌면 경우에 따라 점화플러그도 같이 조정해 주셔야 할 수도 있습니다.

다음은 충전부입니다.

수동시동엔진의 경우 셀모터를 돌릴 배터리가 필요치 않으므로 일반적으로 충전용 코일은 빠져있습니다.

( 자리만 남아있습니다. ) 해서 어탐기나 기타 전기장치를 쓰실 계획이 있으시다면 발전장치를 설치하고 배터리를

저용량으로 바꾸시면 상당히 편합니다.

충전쪽도 기본은 같습니다. 발전부에서 12v ~24v 교류전기가 나오게 되고 이를 배터리에 충전시키려면

극성이 있는 직류로 바꾸어주어야 하는데 이 역할을 하는게 정류기입니다. 흔히.. 아답터로 부르는 것과 같습니다.

또한 정류기의 두번째 역할은 과충전 방지입니다. 정류기에 배터리가 연결되면 배터리의 전압을 검출해서

일정수준 이상 배터리 전압이 올라가면 더이상 충전되지 않도록 커트해 버립니다. 그래야 배터리를 오래오래

쓸 수가 있습니다. 보통 정류기를 레귤레이터로 부르고.. 발전부까지 합쳐진 걸 알터네이터라고 부르기도 합니다.

참고로 이 장치에 들어가는 발전용 코일은 사실 그다지 비싸지 않은데.. 정류기가 좀 비싸더군요..

없을 경우 비슷한 용량의 오도바이용을 쓰셔도 무방합니다. 전기적으로 하는 일이 같기 때문입니다.

한가지 더.. 이번에 엔진을 손보면서 알게 된 사실인데.. 배터리에 연결하지 않은 상태에서 정류기에서

나오는 전압을 바로 재면 RPM에 따라 전압이 마구 변해서 최대 20V가지 올라가게 되는데

처음엔 고장난줄 알았습니다... 거꾸로 생각하면.. 끝단에 배터리 전압을 체크하는데 테스터기는 배터리가 아니니

그런 결과가 나온게 아닌가 싶기도 하구요. 그리고.. 발전기에는 늘 그렇듯.. 용량이라는게 있습니다.

만약 발전기 용량 이상의 전기를 쓰게 되면 부족한 부분은 배터리에서 끌어쓰게 될 것이구요..

그렇다면 곧 방전이 될 것입니다.

역시.. 발전용량에 준하는 전기를 쓰고 있다면.. 충전되는 부분도 거의 없을 것이구요..

또한 생산할 때 RPM에 따라 전류의 세기가 달라집니다. 일반적으로 알터네이터가 내장된 엔진은

최대 RPM에서 생산할 수 있는 전기의 양을 명시해 두고 있습니다.

참고로.. 충전이 안된다 하면.. 배터리에서 부터 거꾸로 점검하시면 됩니다.

배터리 자체 - 배터리- 레귤레이터 간의 배선 및 전압.. 레귤레이터-코일간의 배선 및 전압을

체크하면 어기다 문젠지 알 수 있는 것이죠.

좀더 쓰고 싶은데.. 너무 졸리네요.

일단 간단히 마치겠습니다.

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라덴씨입니다.

모름지기 글이란 것은 탄력받았을 때 써두어야 합니다. 나중엔 귀찮아서 못합니다.

나름 애는 쓰는데 다들 도움이 되실지 모르겠습니다.

가급적 이것은 이렇다. 보다는 왜 이렇느냐에 대해 써보려고 노력하고 있습니다.

지루한 글이 되겠지만 이해 부탁드립니다.

이번시간은 부상판이 되겠습니다.

사실 부상판 이야기는 논란의 소지가 다분해서 뜨거운 감자같지만.. 부상판을 달고 안달고를 떠나

부상판의 작동하는 이치는 정확히 알고 있는게 좋기 때문에 포스팅 합니다.

부상판 이야기를 하기 전에 먼저 짚고 넘어갈 것이 하나 있습니다.

첫번째는 부상-활주 용어의 정의입니다. 선박의 주행과 관련된 이 두가지의 단어가 동호회마다

앞뒤가 혼재되어 사용되고 있습니다만.. 저는 사전적 의미에 기초하여 아래와 같이 정의하고 싶습니다.

부상(浮上) 의미는 위로 떠오른다는 뜻이고 활주(滑走)는 미끄러지듯 달린다는 뜻입니다.

일반적으로 정지시에 엔진에 토크를 걸면 선수가 떠오르면서 나가다가 모터의 날개가 힘을 받으면

선미가 뜨면서 수평을 이루며 달리게 됩니다. 하여 저는 처음 떠오르는 과정을 부상,

뒤이어 선미가 같이 떠오르면서 치고 나갈 때를 활주라 정의하겠습니다.

이게 아니야!!! 라고 하실 분 계실지 모르겠습니다. 만약에 활주라는 용어 없이 부상을 단독으로 쓴다면

선미가 부상한다 라고 생각할 수 있겠으나 두 용어가 같이 세트로 다니는 점을 생각하면

저는 저렇게 생각하는 점이 더 타당한것 같습니다.

일반적으로 배에 아웃보드를 얹을 때 중요시되는 부분이 힘.. 마력이라는 분이 계실지 모르겠으나...

사실 가장 중요한 점은 밸런스입니다. 선수와 선미의 무게 배분을 어떻게 잡아주느냐.. 에 달려있습니다.

가장 큰 이유는 앞서 말씀드린 활주때문입니다. 선미가 지나치게 쳐지게 되면 부상시간이 길어지거나

아예 활주단계로 못넘어가거나.. 혹은 최적의 상태로 주행하기 어렵게 됩니다.

특히 선내기와 달리 선외기는 배의 맨 끝단에 달리기 때문에 지렛대의 원리로 하중을 더 많이 주게 됩니다.

시소 타실 때 아시지요.. 같은 무게가 앉더라도 뒤에 앉은 쪽으로 기울게 됩니다.

하여 이 무게 중심과 밸런스를 맞추는게 배 세팅에 중요한 과제가 됩니다.

최근 엔진의 추세는 점점 4행정으로 넘어가는 추세입니다. 연비 및 환경오염문제 때문인데요..

같은 마력이면.. 전시간에 말씀드린대로 배기량이 커지기 때문에 무겁지요..

직분사 2행정 엔진도 일반 2행엔진보다 무겁기 때문에 똑같은 고민을 할 수 밖에 없습니다.

배의 밸런스를 맞추기 위해서는 엔진 무게를 줄이거나 기타 사람 짐 등을 선수로 옮겨 무게중심을

옮기는 방법이 있으나 이것 역시 상당히 불편한 일입니다.

부상판은 이런 때 배의 밸런스를 잡는데 도움이 되는 부품입니다.

사실.. 모든 엔진에는 부상판이 달려있다고 봐야 합니다.

캐비테이션 플레이트 혹은 안티 벤틸레이션 플레이트라고도 부릅니다.

요 그림에서 가운데 직선 판이 있지요.. 보통 부상판을 사면 여기에 달게 됩니다.

원래 저 날개는 부상판 역할이라기 보다는 활주상태에서 프로펠러가 차올리는 물을 막아주어

프로펠러가 허공을 돌지 않도록 해주는 역할을 하는 판입니다만 저게 부상판의 역할도 겸하고 있습니다.

이것을 이해하기 위해서는 프로펠러가 돌 때 발생하는 에너지에 대해서 이해할 필요가 있습니다.

위 사진은 캐비테이션 플레이트 ( 이하 엔진 날개 --;; ) 의 작용을 설명해 주는 그림입니다.

먼저 활주때부터 보시면.. 프로펠러는 돌면서 방사형으로 에너지를 뿜게 되며 활주시 거의 수면과 프로펠러가

닿을락말락 하면서 진행하게 됩니다. 이때 엔진 날개가 없다면 분수처럼 상단으로 작용하는 힘에 의해

물이 튀고 물이 없는 부분에서 프로펠러가 헛돌게 되므로 엔진이 물에 힘을 작용시키지 못하여

( 최소한 날개 하나는 걷돌게 됩니다. ) 비효율적인 주행을 하게 될 것입니다.

아웃보드의 프로펠러란.. 물이라는 유체를 치고나가게끔 만들어져 있기 때문입니다.

엔진도 순간 무부하 상태가 되어 RPM이 치솟으면서 무리가 많이 갈 수 있습니다. 하여..

날개가 뿜어오르는 물을 막아주면서 프롭이 허공을 도는 일을 막아주면서 한편으로는 선미를 들어올리는 힘을

받아 주행을 하게 됩니다. 이래야 안정된 활주를 유지할 수 있지요..

한편으로 부상단계에서는 날개가 수면에 비스듬히 잠기게 되머 엔진의 힘과 물의 저항을

동시에 받아내게 됩니다. 해서 엔진을 위로 즉.. 선미가 물위로 떠서 수평하게 되게끔 힘을 받아주게 됩니다.

목욕탕에서.. 손을 비스듬히 펴고 물 속을 쓸어보시면 이해가 되실 겁니다.

특히 이 물의 저항은 엔진이 수평에 가까워질 때까지 계속 작용하기 때문에 예를 들어 선미가 많이 쳐져도

엔진의 파워가 받쳐준다면 차차 활주상태로 진입할 수 있게 되는 것입니다. 물의 저항은..

속도가 빨라질 수록.. 프로펠러의 힘이 클 수록.. 커지는 만큼 선미가 떠오르는 힘은 커지게 됩니다.

위의 원리를 가만히 생각해 보면 한가지 더 연상할 수 있게 되는데.. 엔진을 설치할때 보시면

가급적 선미 최하단부에 하단 날개를 맞추라고 권장하고 있는데 바로 이런 이유 때문입니다.

날개가 선미보다 많이 내려가면 물의 저항을 많이 받고 선미보다 위로 올라가면 프로펠러가 헛돌거나

선미가 잠겨 저항을 많이 받게 되어 효율적인 주행이 되지 못합니다.

이걸 타보고 아시는 분들도 계시고.. 주행시 뒤로 생기는 제비꼬리 물살만 봐도 판단하실 수 있는

분들이 계실 것입니다.

아무튼 각설하고..

부상과 활주에는 이러한 힘의 작용이 숨어있습니다. 고로.. 엔진의 무게가 지나치게 무겁거나.. 위치상

뒤에 하중이 많이 실릴 수 밖에 없는 경우.. ( 특히 틸러식.. ) 선미 부력이 충분치 않은 경우 등..

선미가 떠오르는 힘이 중력을 이기지 못할 때.. 부상판을 달아 엔진의 날개를 넓혀 힘을 받는 부위를

넓혀 줌으로서 부상에서 활주로 좀더 원활하게 넘어갈 수 있도록 도와주는 것입니다.

고로.. 부상판은 필요가 없다는.. 필요악이라는 주장은 제 개인적 생각에 적당한 표현이 아닌것 같고..

주어진 상황을 개선하기 위한 일종의 선택사항으로 보는게 타당할것 같습니다.

단..

앞으로 좀더 언급하겠지만.. 앞서 말씀드린 에너지 보존의 법칙을 생각해 보면..

즉 똑같은 휘발유가 타면서 내는 힘은 여러가지로 변환되어 소멸되게 되는데 ( 그 총량은 같습니다. )

부상판을 달아 인위적으로 엔진이 떠오르는 힘을 많이 받게 한다면.. 앞으로 밀어야 하는 에너지가 그만큼

줄어든다는 것을 생각해야 합니다. 또한 활주시 부상판 자체적으로 받는 저항도 무시하지 못합니다.

해서 더 정확히 이야기해 보자면 부상판을 달게 되면서 잃는 추진력이.. 활주를 못해서 잃게 되는 추진력과

같아질 때까지가.. 부상판이 필요한 때라고 할 수 있겠습니다.

이렇게 때문에 그냥 없어도 멀쩡하게 주행하던 사람이 부상판을 달았더니 연비가 좋아졌어요..

활주가 잘되요.. 하는 말을 할 수도 있고.. 혹은 달았더니 속도만 더 떨어지고 하나도 필요가 없네..

라고 말하시는 분도 있을 수 있는 것입니다. 배마다 조건이 다른만큼 달리 해석되어야 합니다.

그럼 부상판은 어떤 것들이 있을까요..

부상판은 그 이용하는 힘의 종류와 형태에 따라 크게 3가지 형태로 분류할 수 있습니다.

이건 다음시간에 마저 마무리하겠습니다.

오늘 끝을 보고 싶었는데.. 내일 사장이 일찍 온다 하니.. --.. 일찍 자야합니다..;;;

그럼 다음시간에 부상판의 종류와 힘의 이용에 대해 말씀드리도록 하겠습니다..

이상입니다.

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라덴C 입니다..

원래는 부상판 이야기를 써야 하는데..

왠지 같은 이야기만 계속하면 쓰기가 싫잖아요. 제가 좀 그렇습니다. 새로운거 찾아가는 욕구가 강한

편입니다. ( 마누라와 아이는 제외에요 =)... 오래살고 싶어요..=);;; )

부상판 나머지 이야기는 7편으로 보내고 오늘은 엔진의 흡기계 종류에 따른 구분에 대해 생각해 보기로

했습니다.

실은 실XX님 말씀하셔셔 간간히 고마력 엔진들을 알아보고 있는데 저도 보면서 헷갈리는 부분들이 있고

일부 마린업자님들이 이를 빌미로 잘 모르시는 분들을 호도하는 것들을 제가 파쏘에서 많이 보았기

때문에..적어보아야겠다는 생각이 들었습니다.

일전에 2행정과 4행정에 대해 그 얼개에 대해 알아본 기억이 있습니다. 기계적으로 그 차이는 흡배기

방법의 차이와 그에 따른 밸브의 유무 라고 말씀드렸죠. 오늘의 주제는 어떻게 혼합기를

만들어내느냐에 따른 주제입니다.

전통적을 기름과 공기의 혼합기를 만들어내는데 썼던 방법은 기화기.. 즉 캬브레이터였습니다.

캬브레이터의 얼개는 제가 일전에 올려놨으니 찾아보시면 되겠구요.

기본적인 원리는 아래와 같은 빨대 분무기와 같습니다.

빨대 분무기의 원리는 베르누이의 원리를 이용한 것인데..

유속이 빠른 곳은 유속이 느린곳보다 압력이 낮다는 것입니다.

즉.. 위쪽 빨대를 겁나게 불어대면 빨대가 꺾인 곳은 공기의 유속이 빨라지니..

압력이 낮아지고 그래서 물이 빨려올라와 안개처럼 분무되는것이죠..

캬브레이터도 위와 하나도 다르지 않습니다. 단지.. 정해진 공연비를 맞추기 위해

빨대 굵기를 조정해주는것 뿐이 없어요 =) 참고로 베르누이의 원리는.. 양력의 기초이고

이는 어떻게 비행기가 떠서 가느냐.. 세일요트가 어떻게 역풍을 뚫고 가느냐..

엔진 부상판이 어떻게 엔진을 올려주느냐 ( 특정 종류에서 ) 를 설명해 주는 원리가 됩니다...

초중고 시절 배운 과학이 하나 버릴 것이 없습니다. ( 우리는 참 많은 것을 배우며 살아왔지요.. )

각설하고...

엔진에 혼합기를 넣어주기 위해 인간은 오랜 기간동안 캬브레이터라는 기계장치를 써왔고

아직도 아웃보드나 모터사이클이나.. 올드카에 쓰이고 있습니다.

아웃보드에서 이 캬브레이터는 기통별로 각각 있는 경우가 있고 하나로 때우는 경우도 있습니다.

일반적으로 3기통 이상인 경우 별도로 쓰는 경우가 많습니다. 흡기관은 매니폴드라는 부분을 거치며

나누어지게 되는데 대개 매니폴드 끝부분에 캬브가 있고 캬브에서 곧바로 엔진으로 넘어가는 경우가

대부분입니다. 모델에 따라 분사되어 매니폴드로 나가는 경우도 있어요.

에빈루드의 4기통 흡기 매니폴드입니다. 일반적으로 배기쪽도 비슷한 매니폴드가 있습니다.

먹었으면.. 싸야되니깐 ^^

아직까지 30마력 이하 저마력은 2행정이든 4행정이던 캬브를 쓰는 빈도가 압도적으로 높습니다.

싸고 가볍고 간단해서 고치기 쉬운 반면 인젝션으로 절감할 연료가 그닥 크지 않기 때문입니다.

또한 캬브를 한번 잘못건드리면.. 일반인이 원상복원이 힘들다는 단점도 있어요.

나사로 공연비를 조정하기 때문인데 여러번 시행착오 혹은 진공 게이지 같은 장비로 보면서

맞추어야 합니다. 일반적으로 엔진이 찐빠 난다고 하는 증상은 대개 흡기쪽..

여기의 또 대부분이 캬브 문제로 끝나는 경우가 많습니다.

인젝션은.. 말 그대로 컴터가 계산해서 전기적으로 뿜어준다는 의미입니다. 보통 EFI라고 많이들 쓰는데.

일렉트로닉 퓨얼 인젝션 의 약자입니다. 진기적으로 연료를 넣어준다.. 의 의미입죠..

그럼 캬브와 하는 일이 같잖아요! 네 맞습니다. 캬브랑 다를게 하나도 없습니다. 대신에..

엔진은 때에 따라 다른 혼합기를 필요로 합니다. 시동걸 때.. 순할항 때.. 가속할 때.. 등등..

( 그래서 캬브는 시동걸때 쵸크를 쓰게 됩니다. 걸쭉하게 넣어줘야 하기 때문에..^-^ )

그런데 캬브는 이런걸 못합니다. 그냥 정해진대로만 넣어줍니다. 해서 쓰는덴 아무 차이 없는데 쓰는

연료량은 차이가 나게 됩니다. 아무래도 컴터가 계산해서 그때그때 먹을만큼 넣어주면 절약이 되지요..

그래서 일반적인 사용자들은 냉간시 시동걸때 외에는 인젝션과 캬브의 차이를 거의 느끼지 못합니다.

그리고 인젝터가 캬브보다는 고가지만.. 인젝터 및 펌프를 갈아야 할때는 그부분만 갈아주면 많은

문제가 해결되는데. 캬브는 씼어서 조립해서 맞추어 주어야 하는게 성가십니다.

( 일본말 섞어서.. 죠시 맞춘다고 하죠.. 죠시는 상태를 말하는 일본어입니다. )

아무튼 이런 인젝처터는 대개 매니폴드 안이나 앞쪽에 위치하게 되는데 이런걸 MPI

( 매니폴드 인젝션) 이라고 합니다.

우리가 흔히 아는 EFI는 이런 방식입니다. 곧 2행정에는 EFI를 달아봐야 연료절감효과가 크지 않습니다.

왜냐면.. 앞서 말씀드린 흡배기 방식의 차이에서 오는 비효율 때문인데 이건 분사를 어떻게 해서

개선될 문제가 아닙니다.

파쏘에서는 2행정 EFI ( 머큐리에서 많이 나왔습니다. ) 엔진이 많은데 이걸 인젝션이다 라고 연료가

획기적으로 절감되네.. 마치 Etec 이나 다이렉트 인젝션인양 파는 분들이 계십니다.

하지만 인젝션과 다이렉트 인젝션은 구분하시어 구입하시기 바랍니다.

2행정 다이렉트 인젝션은 90년대 후반 에빈루드에서부터 나오기 시작하므로 확인하시구요.

( 당시엔 e-tec이란 네임도 없었습니다. )

캬브와 인젝션는 주변장치에서 또다른 차이가 나는데 컴퓨터의 유무입니다. 캬브방식의 경우 점화시기만

조정해주면 되니 CDI유닛만 들어가면 대부분 해결이 되는데 인젝션은 연료랑을 계산해서

펌프를 제어해야 하니 자동차에서 보실 수 있는 ECU가 들어가게 됩니다. 또한 고장나면 꼽아서

스캔한다고 하지요.. 이런 것도 인젝션엔진에서부터는 가능합니다.

세번째로 다이렉트 인젝션( 이하 DI) 은 MPI와 달리 실린더에 직접 연료를 분사시키는 방법인데 많은 의

미를 가지고 있습니다. 일반적으로 4행정 아웃보드에서는 거의 쓰이지 않고 2행정 에서 많이 쓰이는데

사실 정해진 양을 분사해주는것 보다는 적정한 타이밍이 2행정에서는 더 의미가 있습니다.

( 이에대한 설명은 죽-해왔으니 생략합니다. )

문제는 이 기술이 상당히 고난이도 기술인데.. MPI 방식은 충분히 기화된 혼합기가 오는 데 비해 DI는

연료가 공기와 섞일 수 있는 시간이 너무 짧기 때문에 완전연소를 끌어내기가 쉽지 않습니다.

완전연소가 되지 않으면 어떻게 될까요.. 그을음이 생기겠죠.. 즉.. 카본이 끼이게 됩니다.

CRDI ( 커먼레일 다이렉트인젝션 )방식의 디젤차 타시는 분들이나 최근 현대 gdi엔진들이

카본이 끼는 문제가 많이 있는데 다들 같은 이유입니다.

아직도 기술적으로 인젝션은 많은 한계를 가지고 있습니다.. 물론 이것은 4행정이야기입니다.

2행정의 경우 DI가 접목될 경우 먹던걸 질질 흘리는 낭비를 획기적으로 줄일 수 있을 뿐 아니라

낭비되는 것 만큼 한번에 더 태울 수 있으니 더 큰 출력을 얻을 수 있게 되고..

자연스럽게 공해도 줄일 수 있게 되고.. 일타 쌍쌍피 인가요..

또한 무게를 줄일 수 있는 장점이 있으니.. 자연 마린엔진에서는 하나의 축으로 자리잡게 되었습니다.

실은 2행정 직분사엔진은 꽤 오래전.. 그러니까 약 10여년 전부터 DI기술은 광범위하게 보급되었습니다.

유독 이상한게 우리나라에서는 BRP(에빈루드, 존슨, OMC) ETEC 엔진만 2행정 DI엔진이라고

생각하십니다만.. 이것은 작디작은 시장과 유통업자들의 한계라고 생각됩니다.

팔기 편하고.. 뒤처리 편한 것들만 들고오니까요..

또한 우리 보팅인들이 워낙 저마력을 많이 쓰니 그런 것 같기도 합니다.

BRP (에빈루드) 는 E-TEC 시리즈, 야마하는 HPDI 시리즈..

도하츠의 TDLI 시리즈 머큐리의 OPTIMAX 전부 2행정 직분사 엔진들입니다.

이중 가장 저마력에서 나와주는 브랜드는 ETEC 입니다. 15마력서부터 나오는데..

무게가 80kg에 육박하는 단점이..

도하츠는 40마력에서부터 TDLI를 만나볼 수 있고 머큐리 옵티맥스는 75마력부터

야마하 HPDI는 150 마력부터 제품이 나와있습니다. 참고하시면 좋겠습니다.

오늘은 혼합기 만드는 방법에 따른 엔진의 종류에 대해 알아봤습니다.

다음시간엔 약속드린 부상판 2편 쓸께요~ ^^

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부상판에 대한 글을 쓴 지가 꽤 되었습니다.

그간 사이트 준비도 해야 했고 생업의 일도 바쁜 일상이었습니다. 품평회도 있었고..

엔진에 대한 이야기는 하자면 한도 끝도 없겠지만 오늘도 한편 정리해 보고자 합니다.

지난시간에는 부상판에 대한.. 기본적인 원리에 대해서 알아보았습니다.

오늘은 부상판 이야기를 마무리 하는 시간으로.. 형태적 분류와 작동원리에 대해 알아보겠습니다.

1. 보트 부착형

엄밀히 말해서 부상판이라 하면.. 보트 후미에 붙는게 오리지널 이라고 할 수 있겠습니다.

트림탭이라고 부르기도 합니다만 같은 역할을 하고 있습니다.

이 거대한 장치는 대형 보트에 들어가는 부상판입니다. 속도 및 상황에 따라 조절 할 수 있게

되어있지요. 작동하는 원리는 진행에 따른 저항을 일으켜 선체 후미를 띄워주고

선체의 흔들림을 감쇄시켜줍니다.

작은 사이즈로 이런 스타일도 있습니다.

때에 따라서는 비슷한 방법으로 후미에 부력통을 달아 모자른 부력을 맞추면서

자연스럽게 부상판 역할을 하도록 만들어 주기도 합니다. 모두 물의 저항을 이용한 방법입니다.

2. 엔진 부착형

위 두가지는 엔진에 다는 대표적인 부상판의 종류입니다.

대부분 위의 형태로 자작을 많이 하십니다. 대개 엔진 위쪽을 둥글게 덮는 모양새를 취하고 있습니다.

작동원리는 기본적으로 엔진의 트림각으로 생기는 물의 저항과 엔진이 방사형으로 내뿜는 힘을 동시에

이용합니다. 한번에 많은 에너지를 모을 수 있지만 엔진에 바로 붙게 되다 보니 선회할 때

저항을 많이 받기도 하는데 특히 고속 주행시 선회할 때 불안해질 수 있습니다.

위와 같은 타잎은 뒤쪽을 많이 덮지 않는 대신 옆으로 째진 스타일로 형상이 아래쪽으로 굽거나

하지는 않습니다. 주로 이용하는 힘은 주행시 받는 물의 저항과 유선형으로 생긴 날개에서 생기는 양력을

이용하게 됩니다.

양력은 유체가 흐를 때 상하간 속도차이로 인해 유체속도가 빠른 쪽으로 힘이 작용하는 원리인데..

이러한 날개는 위쪽이 볼록하게 되어있어 주행시 물의 속도는 위쪽이 빠르게 지나가게 됩니다.

위 사진은 부메랑의 원리인데 물과 공기가 다르다 뿐이지 원리는 같습니다.

해서 물이 빨리 지나가는 곳은 압력이 낮게 되고 그럼 압력이 낮은 쪽으로 힘을 받게 된다는 것이죠..

이러한 양력은 수중익선에도 적용되기도 하고.. 요트가 앞으로 갈 수 있는 원리가 되기도 합니다.

위와같이 부상판은 크세 세가지로 나눌 수가 있습니다.

다만 말씀드린 바와 같이 물의 저항이던 양력이던.. 추진력이 필요하고 바람을 이용하지 않는 파워보트는

엔진의 힘이 없이는 무용지물이 됩니다.

이는 곧 부상판을 활용할 때에는 부상이 빨리 충분히 되기 때문에 안정된 주행이 가능하고

보트라는 특수한 조건으로 인해 기름을 절약할 수 있다고 하지만 역시 저항을 받기 때문에

보트의 최고속이 줄어들고 모양에 따라 선회시 영향을 받을 수 밖에 없게끔 되어있습니다.

이 모든 것들이 앞서 말씀드렸던 에너지 보존의 법칙돠고 일맥상통합니다.

엔진을 돌려서 얻는 동력 이상은 기대할 수 없다는 것이죠.. 다만..

필요에 따라 그 힘이 효율적으로 작용할 수 있도록 도와주는 것 뿐입니다.

그래서 제가 부상판이란 것은 전적으로 필요에 따른 선택의 문제이지 필요없는 것은

아니라고 말씀드렸던 것입니다.

오늘은 여기까지 부상판에 대해 마무리 정리하였습니다.

아직 다음 토픽은 잡지못하고 있습니다. 또 생각나는 부분이 있으면 올려보도록 하겠습니다.

감사합니다.

* 퍼가실 때는 꼭 출처와 리플을 남기시는 메너를 ^ㅛ^