실린더 헤드의 구조와 구성, 자동차엔진의 지붕역할?

자동차를 '집'에 빗대어 비교를 해보면 '지붕'과 같은 역할을 하는 것이 있습니다. 그건 바로 '실린더 헤드(Cylinder head)'인데요. 지붕이 뜨거운 햇빛을 막아주고, 비나 눈으로 부터 보호해주는 중요한 역할을 하듯이 자동차엔진의 3대 주요 구성품 중 하나라고 볼 수 있죠.

그러면 오늘은 실린더 헤드의 구조와 구성에 대해 간략히 살펴볼게요.

> 실린더 헤드의 주요 역할

일반적으로 자동차 엔진 상부에 위치하고 있습니다. 실린더 블록의 상단 부분과 강력한 볼트로 체결되어 각 실린더의 상부를 밀폐하는 역할을 하죠. 밸브와 실린더를 점검하기 위해서는 이 헤드를 꼭 분해하여야 합니다.

실제 '공간'의 관점에서 살펴보면 이 장치가 매우 중요하다는 사실을 알게 되는데요. 실린더 블록이 '공기의 압축'을 위한 공간이라면, 실린더 헤드를 통해 생성된 공간은 실제 '자동차'를 움직이는 '폭발력'을 발생시키는 공간, 바로 "연소실"이 있기 때문이죠.

> 실린더 헤드의 주요 구성품과 장치

대부분의 실린더 헤드에는 흡기밸브와 배기밸브, 스파크 플러그, 흡기와 배기를 할 수 있는 포트(통로), 냉각수가 지나다닐 수 있는 통로가 있습니다. 흡배기 포트는 매니폴드(다기관)와 밸브를 연결해주는 역할을 하죠.

이들을 설계할 때에는 푸시로드, 냉각수 통로, 밸브 가이드, 헤드 볼트 등의 설치 공간도 고려해주어야 하는데요. 냉각 통로는 엔진 기관의 적정 온도에서 작동해주도록 하는 역할을 하죠. 윤활유, 엔진오일은 헤드 또는 푸시로드 안에 있는 윤활유 통로를 통해 밸브 주위로 공급되게 됩니다.

즉, 실린더 헤드에는 실제 자동차를 움직이기 위해 '근본적인 폭발력'을 만들기 위한 주요 구성품이 배치되어 있는 것이죠.

> 실린더 헤드 장치 요약해보기

흡기밸브를 통해 들어온 '혼합기'(연료와 공기가 혼합된 유체)가 실린더 블록의 피스톤 움직임에 따라 '연소실'에서 압축된 상태가 됩니다.

그리고 '스파크 플러그'에서 전기불꽃을 발생시키면 '혼합기'는 폭발을 하게 되고 '피스톤'을 아래로 밀어내게 되죠. 이 피스톤의 '하강 움직임'이 자동차의 '근본 동력'이 되는 것입니다.

폭발력을 발생시키고 남은 연소 잔류가스는 헤드의 배기밸브를 통해 빠져나가게 되는데요. 이 전체적인 과정에서 엔진 전체, 특히 연소실을 형성하는 실린더 헤드에 '엄청난 열'이 발생하게 되죠. 따라서 이 열을 식히기 위해 '냉각수'와 '윤활유'의 도움이 필요합니다. 그래서 냉각수 통로와 오일통로가 실린더 헤드 연소실 주변으로 감싸면서 형성되게 되는 것이죠.

지금까지 실린더헤드의 구조와 구성, 주요 역할에 대해 살펴봤는데요. 인간의 심장이나 주택의 지붕에 비유되는 이유를 조금은 이해할 수 있는 시간이었습니다. 다음 포스팅에서는 실린더 헤드를 구성하는 장치들을 좀 더 세부적으로 하나씩 고려해보도록 하겠습니다. ^^

End. <실린더 헤드의 구조와 구성, 자동차엔진의 지붕역할?>