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지금 당신 차의 엔진은 제 역할을 제대로 하지 못합니다.
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모터는 한 가지 일만 하면 됩니다. 휘발유를 태워 기계적 에너지로 변환하는 것입니다. 실행 중일 때 초당 여러 번 이 작업을 수행하지만 성능이 매우 좋지 않습니다. 가스가 연소되면 열이 발생합니다. 급격한 폭발 형태의 열은 자동차 바퀴에 동력을 공급합니다(그 사이에 몇 가지 부품과 단계가 있음). 따라서 엔진은 가능한 한 많은 열(폭발)을 포착해야 합니다. 그러나 자동차의 엔진은 발생하는 열의 겨우 20~30%만을 포착합니다. 오랫동안 학교를 다녔다면 이 수치를 '열효율'이라고 부르는데, 1975년에는 미 육군 "단열 엔진"을 사용하여 최대 48%의 열 효율을 얻은 트럭을 테스트했습니다. 이 미친 소리의 엔진은 또한 효율성을 높이는 동시에 더 많은 마력을 약속했습니다. 그렇다면 이 엔진은 어디서 왔으며 오늘날 우리는 왜 사용하지 않는 걸까요?
단열의 개념은 자동차 공학만큼 오래되었으며(BTW는 "aid-ee-a-bad-ik"로 발음됨) 단순히 열이 들어오거나 나갈 수 없는 시스템을 의미합니다. 열이 내부에 갇히면 단열됩니다. 그렇다면 일반적인 엔진 베이의 약 3분의 1이 라디에이터와 냉각수 흐름을 통해 열을 퍼지하는 데 전념하고 있는데 왜 엔진 내부의 열을 가두려고 합니까? 이론적으로는 열이 휘발유를 기화시키기를 원합니다. 아시다시피, 액체 휘발유는 실제로 그다지 잘 연소되지 않습니다. 실제로 연소되는 것은 가스 웅덩이 위에 있는 증기입니다.
그러므로 당신은 무엇을 정말 원하는 것은 휘발유 증기입니다. 액화 가스가 운송, 저장, 펌핑 및 자동차에서 사용하기가 더 쉽습니다. 현재 우리는 액체 가스를 매우 미세한 스프레이로 연소실로 분사하는 인젝터를 사용하고 있습니다. 이론에 따르면 스프레이가 미세할수록 증발 속도가 빨라집니다. 액체를 증발시키는 또 다른 좋은 방법은 온도를 높이는 것입니다. 따라서 열 트랩 시스템은 연료 증기를 생성하고 연소하는 데 훨씬 더 좋습니다. 엔진 내부의 열을 가두는 문제는 엔진이 고갈된 경험이 있는 사람이라면 누구에게나 명백할 것입니다. 냉각수 – 현대 엔진은 약 250도 이상에서 (극적으로) 작동을 멈추는 경향이 있습니다. 화씨.
단열 엔진 지지자들은 열 효율이 50%에 도달할 수 있고 연료 효율이 50mpg를 초과할 수 있다고 주장합니다.
엔진 폭발 위험보다 더 중요한 것은 열 효율 증가, 갤런당 마일리지 향상, 마력 증가 등 잠재적인 보상입니다. 이 모든 것이 기적의 약처럼 들린다면, 우리는 그것에 대해 알아볼 것입니다. 그럼에도 불구하고, 단열 엔진 지지자들은 열 효율이 50% 이상에 도달할 수 있다고 주장합니다. 연료 효율은 50mpg를 초과할 수 있으며 작은 1980년대 4기통은 250마력을 생산할 수 있습니다. 모두 동시에 시간.
단열 자동차 엔진에 대한 아이디어는 적어도 1950년대부터 존재해 왔으며 Henry "Smokey" Yunick과 Ralph Johnson이라는 두 명의 핫로더에 의해 가장 큰 소리로 추진되었습니다. 이 기술은 연료 효율을 높이고 마력을 높이는 동시에 엔진과 반대되는 역할을 한다고 주장하기 때문입니다. 디자이너들은 열을 제거하는 데 수십 년을 보냈지만 단열 엔진은 항상 약간 믿기지 않는 것처럼 보였습니다. 사실 너무 좋은.
BS라고 불리는 자동차와 운전자 스모키와 랠프가 직접 보기 위해 플로리다로 갔을 때, 핫로더 두 명의 뒷마당 기계를 지원했습니다. 그래서 수십 년 동안 어떤 사람들은 이 기술이 자동차 산업에 혁명을 일으킬 수 있다고 믿었고, 다른 사람들은 그것을 뱀기름이라고 불렀습니다. 누구도 시스템에 엄격하고 과학적인 테스트를 하려고 하지 않는 것 같았습니다. 미군이 개입하기 전까지는 아무도 없었습니다.
1975년에 미국 육군 탱크 자동차 사령부(Tank Automotive Command) 부서는 Cummins와 협력하여 단열 기술을 평가하기 위한 테스트 차량을 설계했습니다. 이상하게도 이러한 엔진을 조사하는 주요 원동력은 효율성이나 출력, 갤런당 마일이 아니었습니다. 분명히 육군 차량 고장의 60%는 냉각 시스템 문제로 인해 발생했습니다. 냉각 시스템을 제거하고 오류를 제거하거나 그렇게 생각했습니다.
이 이론을 테스트하기 위해 육군 소년들은 5톤 화물 운반선에 특수 엔진을 장착하고 338파운드의 냉각 부품도 버렸습니다. Cummins 엔지니어들은 헤드, 피스톤, 밸브, 실린더 라이너 및 배기 포트 - 2,000도를 초과하는 온도에 맞게 설계되었습니다. 화씨. 전체 장치는 엔진 베이 내부의 연료 라우팅에 열을 보내는 두꺼운 단열재와 배관으로 둘러싸여 있습니다.
육군 팀은 트럭을 10,000마일 동안 테스트한 결과 기존 육군 트럭에 비해 연비가 38% 증가한 것으로 나타났습니다. 즉, 기존 트럭의 연비는 약 6 MPG이므로 38% 증가하더라도 8.28 MPG에 불과합니다. 그들은 또한 48%의 열효율을 기록하며 "...단열 엔진은 세계에서 가장 연료 효율적인 엔진이 될 것"이라고 선언했습니다. 정말 칭찬이에요. 그래서 무슨 일이 일어났나요?
아무것도 아님. 아무 일도하지. 이 기술에 대한 거대한 음모는 없었습니다. 석유 회사는 암살단을 보내거나 허위 정보 캠페인을 만들지 않았습니다. 대신, 기술이 항상 실패하는 것과 같은 이유, 즉 경로 의존성 때문에 기술이 인기를 얻지 못했습니다. 자동차 제조, 서비스 및 2차 산업을 단열 기술로 전환하려면 기존 구성 요소에서 효율성을 추구하는 것보다 훨씬 더 엄청난 노력이 필요합니다. 전체 산업을 세라믹 부품으로 재편하는 것은 실용적이지 않거나, 재정적으로 합리적이거나, 고객 중심이 아닌 것으로 간주되어 폐기되었습니다. 1980년대에 업계가 그 길에 너무 갇혀 있었다면 오늘날에는 확실히 더 그렇습니다.
실제로 단열을 통해 얻은 열 효율 수치는 이제 최신 개발을 통해 기존 엔진에서도 찾아볼 수 있습니다. 2014년에 도요타는 38% 효율의 테스트 엔진을 설계했다고 큰 소리로 발표했고, 최근 미국 자동차공학회(Society of Automotive Engineers)는 프로토타입 엔진을 생산하다 열효율이 50%에 가까워졌습니다. 이제 패밀리카에서도 250마력 이상의 4기통 엔진을 흔히 볼 수 있습니다. 기존 기술은 단열 지지자들의 주장을 따라잡았기 때문에 우리는 이러한 이상하고 아름다운 엔진을 실험이나 박물관 밖에서 조만간 볼 수 없을 것 같습니다. 이 기술이 시작되기도 전에 죽인 이유는 단순히 업계의 추진력과 R&D 부서의 우선순위 결정 때문이었습니다. 덜 섹시한 이야기일 수도 있지만 그렇다고 해서 덜 사실이 되는 것은 아닙니다.
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- 우리는 자율주행 메르세데스 기술을 테스트했는데 너무 발전해서 미국에서는 허용되지 않습니다.
