자동차의 열 효율

자동차 엔진에서 연료의 화학 에너지가 운동 에너지로 변할 때 손실이 발생한다. 그리고 이 손실은 매우 크다.

 

1. 열손실

 

1. 미연 손실

 

연료를 태울 때 불완전 연소가 일어나면 연료의 에너지가 연소 가스에 포함되며, 전부 연소되지 못하고 남은 연료가 배출될 때도 있다. 이와 같이 연료가 화학 에너지에서 열에너지로 변환될 때 일어나는 손실을 미연 손실이라고 한다.

 

2. 냉각 손실

 

실린더 안에서 발생한 열에너지는 엔진 자체도 덥힌다. 이 열을 방치하면 엔진이 과열되어 여러 가지 문제가 발생하기 때문에 냉각시킬 필요가 있는데, 이때 버려지는 열에너지가 냉각 손실이다.

 

3. 배기 손실

 

엔진에서 배출되는 배기가스는 엔진의 흡기보다 온도가 높기 때문에 열에너지를 버리게 되는데, 이런 손실을 배기 손실이라고 한다.

 

4. 펌프 손실

 

엔진의 연소 · 팽창 행정을 제외한 모든 행정에서 엔진의 피스톤을 움직이기 위한 운동 에너지가 사용되는데, 이것을 펌프 손실이라고 한다.

 

2. 열효율

 

엔진에 공급된 화학 에너지 중, 위에서 설명한 4종류의 열손실을 제외한 나머지가 운동 에너지로 출력되는데, 이처럼 화학 에너지오 운동 에너지 사이의 비율을 열효율이라고 한다. 기존 가솔린 엔진의 열효율은 약 30% 정도였지만, 연비를 높이기 위해 많은 노력을 기울인 결과 열효율이 35% 정도인 엔진도 많다. 개중에는 40%에 이르는 것도 있다. 하지만 40% 이른다고 해도 총 에너지 중에서 약 60%는 열손실로 인해 버려지고 있는 셈이다.