Thermostat 교환기

올 해로 만 스무살이 되는 저의 애마가 사람도 늙어서 아프듯 여기저기 조금씩 아프다고 합니다.  자연스러운 현상이라 받아들이고 어디가 아프다고 하는지 잘 살피며, 제 때 고쳐주면 그 과정에서 더 즐거운 기분도 느끼게 해주는 것이 기계의 특성이라고 저는 생각합니다. 사람도 아프면 하나씩 새 부품(?)으로 바꿀 수 있다면 얼마나 좋겠습니까만, 아쉬운 마음 차로 대신해보는 기분으로 즐겁게 정비하고 있네요.

이번에는 겨울에 많이 나타나는 결함으로 엔진의 온도와 관련된 부품의 교환작업입니다.

 

 

 

정식 명칭은 Thermostat 이고, 우리나라에서 서모스탯이라 부릅니다.  자동차 부품의 이름 중에서 가장 원어에 가깝게 불리는 이름이 아닐까 생각됩니다만, 아무튼 이 녀석의 기능은 엔진의 적정한 온도를 유지시켜주는 기능을 담당합니다.

General Aviation 에 속하는 소형 왕복엔진 항공기의 경우는 공냉식 엔진이 채용되고 Cylinder Head Temperature Gauge 가 있기 때문에 조종사는 엔진의 상태를 실시간으로 확인이 가능하지만 자동차는 액체냉각 방식을 사용하는 이유로 별도의 냉각장치가 필요하고 그 기능의 일부로 엔진에 유입되는 Coolant 의 양을 온도에 따라 자동적으로 조절하는 기능을 바로 Thermostat 이 담당합니다.

모양은 차량마다 약간의 차이는 있으나 거의 비슷하다고 보시면 되겠고, 최근에 만들어지는 차량의 경우는 Assembly 로 취급되기 때문에 같은 결함에 교환비용이 10배 이상의 차이가 나기도 합니다.

 

 

 

 

 

 

 

Thermostat 은 일종의 Valve (밸브)라고 생각하시면 되겠습니다.   중심축으로 열에 반응하여 수축과 팽창을 담당하는 Capsule 이 있고, 이 작용으로 인해 Lid 가 Valve 작용을 하게 됩니다.  Lid 는 Radiator 로부터 유입되는 Coolant 를 조절하여 엔진을 적정온도로 유지시키는 기능을 하게 되는 것이지요.  외부에서 제어하는 것이 아니라 열에 의한 자체적인 움직임으로 동작하기 때문에 오랜시간 사용하는 과정에서 기계적 이상이나 다양한 이유로 Capsule 이 손상되어 제대로 작동하지 않을 수 있습니다.  따라서 Thermostat 의 이상으로 나타나는 현상도 다양한데, 일반적으로는 겨울에 히터가 작동하지 않아서 많이 작업하는 원인이 됩니다. 이 경우는 Lid 가 Open 상태로 고정되어 나타나는 현상으로 엔진이 과냉각되어 냉각수로 작동하는 히터의 작동에 문제가 생기게 되는 것이지요.  반대로 Close 상태로 고정된다면 엔진을 적정온도로 냉각을 해주지 못하여 과열되고 화재로 이어질 수 있습니다.  더 위험한 상황이 되겠지요.  부품의 작동원리상 Open 으로 고정되는 상황이 확률적으로 많이 일어나는 결함이고 그에 따라서 여름에는 별 문제가 없지만 겨울에만 히터가 작동하지 않는 결함으로 불편을 느끼게 되는 것입니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

하지만 반드시 위의 경우와 같은 결함만 있는 것은 아닙니다.  항공기도 마찬가지로 메뉴얼에 언급되지 않는 결함도 항상 존재한다는 확률을 염두에 두고 늘 공부하는 습관을 가져야합니다.  제 차량의 경우도 위에서 언급한 두 가지의 경우가 아니라 조금 다른 형태의 결함이었습니다.

결론부터 말씀드리면, Lid 가 완전하게 Open 된 것이 아니라 약간만 열려있는 상태로 고정되어 있던 결함이었습니다.  따라서 엔진이 예열되는 시간만 오래걸릴 뿐 히터는 제대로 작동이 되고 있었던 상태였지요. 하지만 겨울에 엔진이 충분한 예열시간을 가졌는데도 불구하고 일정온도 이상 냉각수의 온도가 올라가지 않는다면 일단 이상을 의심해야 합니다.  제 경우 2시간정도 고속도로를 주행해도 냉각수의 온도계는 60도를 넘지 않는 현상이었고, 그에 따라서 엔진의 효율도 떨어지고 연비도 안좋아지며, 엔진음도 평소와 다르게 아주 거칠게 들렸었습니다.

물론 시내에서 저속주행의 경우는 별 이상이 나타나지 않을 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

위의 사진은 냉각수 온도계의 모습입니다.  요즘 같은 추위에 예열을 아무리 오래해도 60도 이상을 넘지 않았습니다.  차마다 약간의 차이는 있지만 일반적인 승용차의 경우 냉각수의 온도 기준으로 90도 전후가 가장 이상적인 엔진의 상태라고 보시면 되겠습니다. Gauge 의 오차를 감안한다고 해도 80도 이상은 넘어야 정상인데 위의 상황은 이상이 있다는 의미로 보아야 하겠지요. 2시간 이상 고속도로를 주행해도 위의 온도를 넘지 않는 현상이 지속되고 있었던 상태이기 때문에 방치하면 엔진에 추가적인 손상이 발생할 여지가 있습니다.

평소에 차량의 계기판을 꼼꼼하게 살펴보는 습관을 가진 사람이 아니라면 쉽게 놓일 수 있는 부분이니 정비를 공부하는 덕으로 차량을 제 때 정비하고 재미있게 유지하며, 더  나아가 사고의 예방에도 의미가 있을 수 있다는 점을 생각해 주셨으면 좋겠습니다.

 

 

제 차량의 Thermostat 는 부품이 작고, 가격도 저렴하기 때문에 직접 구매해서 교환도 가능하지만 냉각수의 점검과 보충에 관련된 부분이 확인도 필요하여 단골 정비샾을 찾았습니다.  Thermostat 는 보통 냉각계통의 배관에 위치하기 때문에 비교적 접근이 쉬운 장소에 장착됩니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

이렇게 위치하고 있습니다.

 

 

 

 

역시나 예상대로 약간 열린상태로 고정이 되어 있었고, 바로 새 Thermostat 을 주문하여 교환작업을 진행하였습니다.

새로운 Thermostat 와 Gasket 입니다.

 

 

 

교환은 아래의 순서로 진행합니다.

 

 

 

 

작업을 마친 후 냉각수 점검까지 이상이 없음을 확인하고 집으로 왔습니다.

엔진의 소리도 원래의 상태로 부드럽게 돌아왔고, 무엇보다 냉각수의 온도계도 정상범위를 지시하고 있습니다.

큰 차이는 아니지만, 작은 결함이나 결함의 전조현상을 읽을 수 있다면 보다 안전하게 운전을 즐길 수 있으며 직업적으로나 취미생활에서라도 남들이 모르는 재미도 즐길 수 있고, 경제적으로도 득이 될 수 있다는 사실을 참고하시고 즐겁게 운전하시기 바랍니다.

아래에 Thermostat 의 동작을 실험하는 동영상이 있어 첨부합니다.