Q & A
안녕하세요.
항상 글만 읽고 가는 유령회원 정진우입니다.
몇일 전 회사 팀장님과 오토에어컨과 연비 관계에 대하여 이야기하던 중
이야기가 옆으로 옆으로 빠져서 알터네이터 까지 와버렸습니다.
원래 이야기의 시작점은 겨울철 오토에어컨 가동시 히터가 가동되는데 이것이 연비와 상관관계가 있냐 없냐로 시작하였습니다.
그러던 중 난방에 필요한 열량은 냉각수에서 오는 것이고 추가적으로 필요한 것은 송풍기의 동력인데 송풍기를 끈 것과 켠 것만을 따지자면 전력을 소모한 만큼 발전기가 더 발전을 하게 되는 것이다. 까지 이야기가 진행되었습니다.
현재까지 정리된 내용은
1. 차량 내부 전기장치 사용시 알터네이터에서 발전된 전기를 사용하므로 배터리에서 나가는 전기는 없다.(배터리 만충시)
2. 하지만 전기장치를 사용할 경우(라이트, 오디오, 와이퍼, 공조기 등)알터네이터가 발전을 그만큼 더 하게 되므로 적지만 엔진에 부하로 작용을 한다.
3. 전력 소모에 의한 발전은 그만큼 연비에 영향을 미친다.
입니다..
궁금한 것은 알터네이터는 벨트로 연결되어 시동후 부터 계속 동작을 하는 것으로 알고 있는데
일정량의 발전을 하는것이 아니고, 발전 신호에 의해(마그네틱과 같은..)필요량 만큼 구동이 되는 것인지..
아니면 항시 동작을 하여 엔진 회전수에 비례하여 일정하게 전력을 생산한다면, 배터리 충전을 하고 남는 잉여 전기는 어디로 날아가는건지 궁금합니다.
한글 실력이 떨어져서 제가 질문을 잘 한건지는 모르겠으나 여러분들의 소중한 의견을 듣고싶습니다.
먼저 답변 감사합니다.
기존 방식-알터 풀리가 항시 돌아가는 차량-에 한해서 이야기 한것입니다. 그런데 알터네이터 풀리가 항시 도는 것은 알겠는데 전력생산이 풀리가 돌때는 무조건 되는 것인지요?? 만약 전력소모가 낮다면 과잉생산된다는 이야기인데 생산된 전력은 어디로 가는 것인지가 의문점입니다.
알터네이터를 뜯어보면 엔진의 풀리에 물려서 돌아가는 회전코일이 있고, 바깥쪽에 고정된 코일이 있습니다. 풀리에 물려 돌아가는 코일에 기본 전류가 공급되면 자기장이 형성되고 이 자기장이 풀리에 의해 회전하면 바깥쪽 코일에 전류가 induce됩니다. 이렇게 생성된 알터네이팅 커런트(교류)를 정류자(렉티파이어)를 통과시켜서 직류로 만들어서 씁니다.
발전되는 전력량은 회전수와 자기장에 따라 바뀌게 될텐데 회전수는 전기적인 부하에 따라 조절할 수 있는 것이 아니므로 능동적으로 레귤레이터가 제어할 수 있는 것은 자기장의 세기가 되겠습니다. 전기부하가 늘어난다고 판단되면 자기장을 강하게 해서 발전량(전압은 12V 정도로 일정하다고 치면 결국 전류가 강해지는 것이겠죠)을 늘릴 수 있고, 이렇게 늘어나는 발전량은 엔진의 부하(=엔진이 해야 하는 일)가 됩니다.
알터네이터가 12V 전압으로 50A 전류를 50% 효율로 발전하고 있다고 치면 엔진은 P = V I = 1200W = 대략 15마력 정도의 일을 해야겠네요. (뭐 대충 통밥으로 계산한거니까 적당히 걸러들으시면 될듯 합니다. 요즘 알터가 60-150A 정도 용량으로 나오니까 저 수준이면 거의 최대로 일을 하는 것 아닐까 싶네요)
그냥 모터를 거꾸로 돌려도 발전기가 되죠. 집에 작은 모터가 있으면 테스트 해보세요^^
이 발전기에 거는 부하량에 따라 축을 돌리는 힘이 틀려지게 됩니다.
즉, 큰 부하의 전기장치가 물리면 축이 빡빡해지고 부하가 작으면 축이 부드럽게 돌아가죠.
위에 말씀하신 여러가지 신기술이 적용되었다면야 더 효율적으로 되겠지만 그냥 일반적인 발전기가 달렸다 해도 발전기가 전기 부하에 따라 엔진에 걸리는 부하도 변할 것입니다.
좀 오래된 차량을 타보면.... 공회전시 라이트를 켜고 끄는것만으로도 RPM에 영향을 주죠.
우선 차량이 언제쩍 모델이냐가 중요합니다. 최근 차량은 ams라 하여 alternator management system이 있어 충전이 충분하면 알터의 풀리를 돌리지 않게 하여 엔진구동부하를 줄여 연비를 좋게 만듭니다. 단, 구형 차량은 이런 기능이 없으므로 알터네이터 풀리는 주구장창 돌아가니 별 상관이 없죠.
전력소모에 의한 발전은 연비에 영향을 미치지만 구형 차량의 경우 그리 크진 않습니다.