자동차 로드 채널 - 증기기관과 실린더 알아보기

안녕하십니까 자동차 로드 채널입니다. 오늘은 증기기관과 실린더의 역사에 대해 알려 드립니다.

증기기관과 실린더 알아보기

증기기관과 실린더 알아보기

오늘도 자동차 역사의 시기와 혁신을 기준으로 만들어보았습니다. 아이들에게 알려줄 수 있는 자동차 역사 그리고 제대로 된 history를 알고 있다면 더욱더 위대한 업적을 이해하는데 도움이 될 것이라고 생각할 수 있습니다. 영국에서의 혁신 우리는 그것으 기억할 필요가 있습니다. 광산의 깊이가 깊어지는 우리 지구 그 당시에는 석탄과 주석이 너무나 필요했습니다. 그래서 더욱더 깊이 더 깊이 파 내릴 수밖에 없었습니다. 그래서 갱의 펌프작업으로 물을 빼내기는 했지만 깊어질수록 더 많이 불리해졌습니다. 붕괴사고가 속출하는 일이 발생했고, 영국에서는 석탄이 부족해서 난리가 날수 밖에 없었습니다. 그래서 그 당시에 토마스 뉴커머는 대장장이였는데, 이 사람이 기관에 대한 제작을 시작하게 됩니다 화력이나 수령 등의 에너지를 기계적인 힘으로 바꾸는 장치 엔진의 시초라고 볼 수가 있겠습니다. 20톤의 높이 9m짜리의 어마어마함 끓는 물을 이용해 증기를 이용했다고 합니다. 증기로 피스톤을 움직이 하는 타입의 엔진입니다. 성능이 그 다지 좋지는 못했습니다 증기의 힘이 그렇게 빠르게 , 완벽히 전달되지 못해서, 펌프가 빨리 움직일 수는 없었습니다. 증기가 빨리 식지를 않아서 그런 것이고, 조금 더 좋은 냉각효율을 만들고자 물채킷까지 부착을 했지만 효과는 없었다고 합니다. 그리고 이 기계는 증기로 인해, 그리고 크랙으로 인해 폭발하게 되었는데, 이 사건이 완전한 전환으로 기회가 되었습니다. 토마스는 정말 대단한사람입니다. 물론 당시에 이 기관을 만들어내는 사람에게 돈을 많이 준다고 했겠지만, 기본적으로 시스템을 처음으로 이해하고 적용한 사람이 있다는 것이 무엇보다 중요합니다. 그런 점에서 본다면, 이 사람의 노력이 기관의 발전을 더욱 빠르게 가능하게 한 것이습니다. 뉴커머는 밸브를 이용해서 중간중간 찬물을 넣어주게 되었습니다. 그렇게 해서, 완벽한 진공상태로 피스톤이 움직이니, 당연히 펌프의 속도는 빨라질 수밖에 없었습니다. 폭발사건으로 인해서, 위기가 완전히 기회로 바뀌게 된 것입니다. 

 

증기기관의 탄생

최초의 증기기관이 이렇게 탄생을 하게 된 것입니다. 놀랍습니다. 물을 끓여서, 실린더를 움직이게 하고, 그것이 상하운동 르 하게 만든다.. 이 놀라운 노력은 많은 것을 가능하게 하는 시초가 되게 됩니다. 제임스 와트라는 사람도 주목할 필요가 있습니다. 대학 측의 요청으로 뉴커머 증기엔진을 수정 중이었습니다. 획기적인 아이디어로 접근을 하게 합니다. 그것은 바로 응축된 공기가 밖으로 나갈 수 있도록 밸브를 만들어준 것입니다. 실린더를 냉각상태로 유지하지 않으면서도, 강력하게 진공상태를 만들 수 있었고, 여러 기술자들을 통해서 완벽한 실린더 제작이 가능해졌습니다. 증기 누출을 바꾸게 되면 완벽한 효율로 이어지게 되습니다. 그다음이 중요합니다. 빔으로 사용을 해서, 단순 상하운동이 아닌, 회전운동으로의 전환을 진행하게 된 것이습니다. 바로 바퀴입니다. 이 동력기관..증기기관을 완벽히 회전운동이 가능한, 아이로 바꾸게 된것이 놀라운 것이 된 거습니다. 그리고 그다음은 동력원 원재료의 변화입니다. 증기로 활용을 하는데, 에너지 밀도가 높은 석탄을 이용하게 됩니다. 전지나 연료의 효율을 나타내는 지표로 알려져 있는 에너지 밀도는 단위 부피당 에너지를 말합니다. 자동차 역사는 이렇게 중간중간 개선하려고 노력하는 사람들 덕분에 빠르게 발전하기 시작하게 되습니다. 초기 자동차에 이렇게 적용되었다고 생각하시면 됩니다.

증기기관의 단점

그러나 증기기관의 단점이 있습니다. 증기엔진의 경우 너무 크게 제작되어야 하고, 연료 소비가 많다는 것입니다. 사실 철도에서만 사용 가능하게 된 것이라고 생각하시면 됩니다. 인류의 역사를 바꾼 계기가 이때. 우리가 잘 알고 있는 산업혁명의 계기가 되었습니다. 동물이나 인간의 동력원을 이용하는 것이 아닌 기계로 동력원을 만들어 내게 되고, 이때부터 공장들이 가동하게 됩니다. 좀 더 손쉽게, 많은 물건을 만들어내고, 더욱 쉽게 이동이 가능해지게 된 것이습니다. 1886년 카를 벤츠가 세상에서 처음 만나게 되는 3륜 자동차를 만들었습니다. 저는 이때가 최고의 기술력이 만들어낸 자동차가 탄생했다고 생각을 합니다. 시장에 출시하기 위해, 마차에 혁신적인 기관을 장착해서 만들어내게 된것이습니다. 플라이휠을 이용하게 하였고, 플라이휠이란 물체의 회전 속도를 고르게 만들기 위해 회전축에 달아놓은 바퀴입니다. 훨씬 더 작아진 기관의 탄생이 습니다. 이러한 내연기관은 실린더 내에서 직접 연료를 넣고 연소를 시켜서 생긴 가스의 팽창력으로 피스톤을 움직이게 합니다. 그리고 이때 흡기 밸브와 배기밸브까지 고려되었다라는 것 흡입 압축 폭발 배기의 과정을 제대로 만들어낸 시기가 된 것이라고 보면 됩니다. 자동 마차라 불렸던 3륜 자동차 정말 대단한 발전이라고 보이습니다. 모든 사람의 집중을 받고 있습니다. 그러나 모든 시작은 인프라와 함께 발전을 해야 한다라는 것을 알 수 있듯, 당시에는 주차장이나 주유소가 없어서, 힘든 시기를 또 맞이하게 되습니다. 그리고 일반의 사람들은 하루의 80km 이상을 마차로 이용할 수 있는 게 더 편리하다고 생각도 하게 됩니다. 새로운 운송수단에 대한 인식이 아직은 불안하고 불편했던 것으로 생각했던 것 같습니다. "모터바겐"으로 불렸던 이 성공적인 초기 자동차는 그렇게 눈요기거리로만 인식되어, 점점 잊혀지가는 시기도 맞이했습니다. 이렇게 벤츠는 2년 동안 한대의 차량도 판매하지 못했다고 합니다. 우울증도 걸려서, 더욱 힘든시기를 보내게 되었습니다. 이처럼 벤츠는 기계는 정말 잘 만들지만, 영업력이 부족했습니다. 파산 직전의 벤츠는 생각을 달리하기 시작합니다.

오늘은 증기기관이 어떻게 만들어졌는지, 그리고 어떤 사람들과 노력에 의해서 정밀 엔진이 탄생하게 되었는지를 확인해보는 시간이었습니다.