1. 고속도로 주행시 타이어 공기압을 10-15% 높이는 이유? 스탠딩웨이브 방지
공기압 10~15% ? 스탠딩웨이브 / 스키드마크 및 요마크 / 수막현상
❐ 적절한 타이어 관리방법
여름철에는 공기가 팽창하고 겨울에는 추위 때문에 수축하는데 적정 공기압은 이런 것까지 고려해 산정된 수치이다. 따라서 여름에는 적정 공기압을 유지하거나 10~15% 정도 높게 유지하는 것이 좋다. 공기압이 낮은 타이어는 회전 저항이 커지고 접지면도 넓어져 열이 과다하게 발생하며 또한 고속으로 달리면 타이어 표면이 물결처럼 변하는 스탠딩 웨이브(standing wave)가 발생해 파열 위험성이 커진다. 반대로 공기압이 과다하게 높으면 승차감이 떨어지고 외부 충격에 손상되기 쉽다. 중앙 부분에서는 조기마모현상도 발생한다. 여름과 반대로 기온이 떨어지는 겨울철에는 공기가 수축되며 타이어 공기압이 떨어진다. 공기압이 낮으면 접지면의 압력이 떨어지고 타이어에 파며진 홈의 제동기능도 낮아져 사고위험이 커진다. 따라서 겨울철에는 적정 또는 10%정도 공기압을 높이는 게 좋다. 결론적으로 계절과 상관없이 적정 공기압보다 조금 높게 유지하는 것이 적절한 타이어 관리방법이다.
▸ 여름철 공기압이 낮을 경우
① 내구성 문제 발생, 접지면 넓어져 타이어 과열, 스탠딩 웨이브 발생으로 인한 파열 위험
② 수막현상 발생 위험하고 제동거리 늘어나 사고 위험
③ 자동차 연비 하락, 배출가스의 과다배출(공기압이 낮으면 자연적으로 타이어의 마찰면이 넓어지게 되면서 차량을 최대한으로 움직이기 때문)
④ 트레드의 수명이 최대 30% 까지 줄어듬
▸ 여름철 공기압이 과다할 경우
① 완충능력 떨어져 승차감 저하
② 외부 충격에 손상 발생 가능성 높아짐
③ 타이어 중앙부분 조기 마모
▸ 스탠딩 웨이브(Standing Wave)는 타이어 공기압이 낮은 상태에서 자동차가 고속으로 달릴 때 일정속도 이상이 되면 타이어 접지부의 바로 뒷부분이 부풀어 물결처럼 주름이 잡히는 현상을 말한다.
▸ 수막현상은 빗길을 고속으로 주행할 때 타이어와 지면 사이 얇은 수막이 생기는 현상을 뜻한다. 이럴 경우 마치 차량이 물 위에 떠서 주행하는 효과가 나타난다. 제동거리가 길어지고, 핸들 조작이 어려워진다. 이 때문에 비가 올 경우 20%, 폭우 시 50% 이상 감속 운행을 권장하며 타이어 공기압도 평소보다 10~15% 높이는 것이 필요하다.
▸ 스키드마크는 타이어가 노면위에서 잠겨(lock) 미끄러질 때 나타나는 자국으로 주로 운전자의 브레이크조작(차량의 제동)과 관련된 흔적이다. 스키드마크는 차량의 중량특성, 운전조작특성, 도로의 형상, 타이어의 마모, 공기압 등의 구조적특성과 외란의 작용여부, 충돌유형 등에 따라 다양한 형태로 나타난다.
▸ 요마크는 바퀴가 구르면서 차체가 원심력의 영향에 의해 바깥쪽으로 미끄러질 때 타이어의 측면이 노면에 마찰되면서 발생되는 자국으로 운전자의 급핸들 조작 또는 무리한 선회주행(고속주행) 등의 원인에 의해 생성된다. 따라서, 요마크는 보통 타이어자국이 곡선형으로 나타나며, 내부의 줄무늬 문양(사선형, 빗살무늬)에 따라 등속선회, 감속선회, 가속선회 등의 주행특성을 판단할 수 있다.
2. 실린더 - 피스톤 간극이 크면? 엔진 오일 소비 증가
❐ 피스톤 간극[piston clearance]
피스톤과 실린더 사이의 최소 틈새를 말하며, 보통 피스톤과 실린더의 지름의 차이로 나타낸다. 피스톤 간극은 피스톤의 크기, 재질, 작동 온도, 기관의 형식 등에 따라 다르나 보통 0.04∼0.06mm 정도인 경우가 많다. 피스톤은 기관이 작동하는 동안 폭발 열에 의하여 팽창하므로 실린더의 지름보다 작아야 한다. 1) 피스톤 간극이 크면 피스톤 슬랩이 발생되고, 피스톤과 실린더 벽 사이의 열전도율이 떨어지며, 엔진오일의 소비량이 증가한다. 2) 피스톤 간극이 적으면 기관 작동 중 피스톤이 실린더 벽과의 접촉에 의한 마찰열로 소손되기 쉽다.
3. 플레밍의 오른손 법칙 - 발전기 / 왼손 법칙 - 전동기
❐ 플레밍의 오른손법칙[Fleming's right hand rule] : 자기장 속에서 도선이 움직일 때 자기장의 방향과 도선이 움직이는 방향으로 유도기전력의 방향을 결정하는 규칙을 말하며 발전기의 원리와도 관계가 깊다. 플레밍의 오른손법칙을 사용하면 자기장의 방향과 도선이 움직이는 방향을 알 때 유도기전력 또는 유도전류의 방향을 결정할 수 있다. 방법은 오른손 엄지를 도선의 운동방향, 검지를 자기장의 방향으로 했을 때, 중지가 가리키는 방향이 유도기전력 또는 유도전류의 방향이 된다.
❐ 플레밍의 왼손법칙 [Fleming's left hand rule] : 자기장 속에 있는 도선에 전류가 흐를 때 자기장의 방향과 도선에 흐르는 전류의 방향으로 도선이 받는 힘의 방향을 결정하는 규칙을 밀하며 전동기의 원리와도 관계가 깊다. 자기장 속에 있는 도선에 전류가 흐르면 움직이는 전하에 작용하는 로런츠힘에 의해 도선도 힘을 받는다. 플레밍의 왼손법칙을 사용하면 자기장의 방향과 전류가 흐르는 방향을 알 때 도선이 받는 힘의 방향을 결정할 수 있다. 방법은 왼손의 검지를 자기장의 방향, 중지를 전류의 방향으로 했을 때, 엄지가 가리키는 방향이 도선이 받는 힘의 방향이 된다.