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고온시험
고온시험(高溫試驗)은 높은 온도의 환경에서 진행하는 시험을 말한다.
개요[편집]
온도는 모든 물체에 영향 주며 물체는 열이 가하여졌을 때 늘어나거나 부피가 커지는 특성을 가지고 있다. 모든 재료는 고유의 열팽창계수를 가지고 있으며 다양한 온도 범위에서 변화를 발생한다. 이러한 재료로 만들어진 제품은 온도의 변화에 따라 불가피하게 기능에 영향받게 된다.
고온시험은 고온(高溫), 즉 높은 온도의 환경 노출에 의한 제품의 기능 및 영향을 평가하는 시험이며 신뢰성 내구 시험에 속한다.
자동차 고온시험[편집]
현 단계에서 자동차의 고온시험은 법규의 규제사항이 아니며 제조 메이커에서 자체적으로 실시하고 있으며 시험실 내의 고온시험과 혹서 지역에서의 테스트 등이 있다.
자동차는 새 모델이 나오기까지 7년 정도가 걸린다. 설계, 디자인에 많은 시간이 필요하지만 수백 가지의 테스트를 거치는 데 적잖은 기간이 소요된다. 아프리카나 알래스카 같은 곳에 자동차를 판매하려면 영하 35도에서도 시동이 걸리고, 섭씨 50도의 숨 막히는 사막에서도 부품이 변형되지 않아야 하며 차량은 지구촌 어느 곳에서도 견딜 수 있는 내구성을 갖춰야 한다.
고온 시험실(챔버)[편집]
한여름 내리쬐는 태양에 견딜 수 있는지를 확인하기 위해 차량을 챔버에 넣고 영상 60℃에 이르는 온도에서 반나절 이상 방치해두기도 한다. 이를 소킹(soaking)이라고 하는데, 차체와 섀시, 엔진, 각종 오일, 배터리 등 모든 부품을 60도까지 높이는 과정이다. 여기에 1000W/㎡에 해당하는 램프를 작동시켜 한낮의 태양광을 재현한다. 이렇게 하면 차체나 차량 실내는 70도 이상까지 올라간다.
이 시험을 통해 파워트레인과 브레이크, 내장재 등 각종 부품의 냉각 기능 및 각 부품의 열에 의한 내구성 손실 정도를 알아볼 수 있는 조건이다. 이를 통해 열화(degradation)가 일어나는 소재들은 무엇인지 체크해 연구∙개발 부서에 전달하게 된다.
혹서 테스트[편집]
완성차 제조사들은 시작차가 나오면 열악한 환경을 찾아 떠난다. 온갖 가혹한 기후와 최악의 도로 상황을 뚫어야 지구 위 어떤 조건에서도 달릴 수 있다는 믿음 때문이다. 자동차의 수많은 성능 중 내구성이나 내열성, 에어컨 성능 등은 주로 혹서지역에서 이뤄진다.
현대기아차의 갓 태어난 차량은 약 3만 마일을 달리는 지옥의 레이스를 치른다. 이름하여 혹서 테스트. ‘덥다’라는 표현으로는 부족한 주행 환경에서 얼마나 정숙하고 안정적인 승차감을 유지하는지, 냉각 성능이나 내외장 부품들이 직사광선 아래에서 얼마나 잘 버텨내는지 등을 평가하는 게 테스트의 관건이다.
기아차가 미국 캘리포니아에 간 이유가 바로 여기에 있다. 데스밸리 인근 모하비 사막에 1년 365일 자동차 엔진 소리가 꺼지지 않는 현대·기아차 ‘California Proving Ground(이하, CPG)’, 일명 ‘모하비 주행시험장’ 이다. 2004년 10월 설립된 이곳은 연간 300여 대의 차량이 완벽에 가까운 품질을 구현하고, 안전성을 확보하기 위해 극한의 담금질을 거치는 장소이다.
남양연구소 주행시험장의 10배가 넘는 약 1,770만㎡(535만 평)의 광활한 대지 위에는 고속 주행안정성 및 풍찰음을 평가하는 ‘고속주회로’, 구덩이와 자갈 등 험로로 구성된 ‘내구고정악로’, 오토크루즈 기능 등을 평가하는 ‘장등판시험로’ 등 11개의 시험로가 구성돼 있다. 총연장만 61km. 이글거리는 사막부터 가파른 산악까지, 차량 바디 내구성은 물론 파워트레인을 평가하기에 최적의 조건이다.
데스밸리의 7~8월 평균 기온은 49℃를 상회하고, 여름철 낮 최고 기온은 56℃를 넘으며 지면 온도는 90℃를 넘어가 길가의 돌 조차 감히 손끝조차 댈 수 없을 만큼 뜨거워진다. 고온으로 인해 브레이크 디스크가 지나치게 달궈져 내리막길에서 시동이 꺼지거나 스티어링 휠이 먹통이 되는 일이 심심치 않게 발생할 정도이다.
고도도 마찬가지이다. 해저 86m부터 해발 2,000m까지 큰 고도 차이로 인해 연료에 증기(Vapor)가 생기거나 출력이 감소하고, 냉각수가 끓어 냉각 효율이 떨어지는 등 전반적인 차량 성능이 저하된다. 누군가 데스밸리를 여행 목적으로 갈 것이라 말한다면 어떻게든 말리고 싶지만, 차량의 한계를 시험하기에는 최적의 장소임이 틀림없다. 더 뛰어난 차량 성능을 위해 현대·기아차 개발자들은 선글라스 하나에 의지한 채 쉴 새 없이 테스트에 임하고 있다.
고온 시 차량 관리[편집]
하지만 이처럼 극한의 테스트를 거친 자동차라 하더라도 상황에 따라 일부 부품은 변형 등의 영향을 받을 수 있다. 특히 여름철 직사광선이 내리쬐는 곳에서 장시간 주차되어 있을 경우, 주의가 필요하다. 뜨거운 태양열로 인해 내부에 두고 내린 물건이 폭발하는 사고는 비일비재하다.
내장재인 가죽이나 플라스틱은 고온에 약하다. 따라서 부분적으로 변형 및 변색이 일어날 수 있다. 특히 직사광선 아래 노출되는 대시보드의 실내 온도는 70~80도에 육박하는데, 이는 일부 냉동식품을 해동시키고도 남을 정도의 온도다. 그늘에 주차하는 것이 가장 좋은 방법이겠지만, 주차난이 심각한 대도시에서 이는 근본적인 대책이라 하기 어렵다. 따라서 대시보드 커버 등을 이용해 직사광선에 실내 소재가 노출되는 것을 막아주는 것이 좋다. 대시보드 커버는 열 흡수를 줄일 뿐만 아니라 반사가 심한 재질의 대시보드일 경우 빛 반사율을 낮춰 전면 윈드실드의 시야 방해를 줄이는 효과도 있다. 그러나 이를 설치할 때는 에어백 전개 위치 등을 잘 살펴볼 필요가 있다.
엔진 부분에서는 역시 냉각수의 상태 확인이 필수적이다. 특히 직사광선 아래 노출된 자동차의 경우 냉각 기능에 과부하가 걸릴 수 있다. 이때 냉각수가 부족하다면 엔진에 큰 손상을 일으킬 수 있다. 통상 냉각수가 부족하면 계기반에 표시되지만, 파악이 늦을 경우 출력 부족 현상이 발생하며 매연이 심해질 수 있다.
또한 브레이크 패드의 마모도 역시 잘 체크해 볼 필요가 있다. 특히 폭염 속에서 패드가 마모되면 그 열로 인해 디스크 로터 변형 등의 문제가 생기고, 이로 인해 제동력의 심각한 저하가 발생할 수 있다. 브레이크를 밟았을 때 한 번에 멈추지 않고 끊기는 듯한 느낌이 든다면 심각한 수준의 마모를 의심해 볼 필요가 있다.
자동차의 엔진의 배기가스는 가솔린의 경우 1,000℃, 디젤의 경우는 700~800℃에 달한다. 냉각수 역시 주행 중에는 100℃ 정도다. 그만큼 자동차는 기본적으로 혹독한 열을 비롯한 극한 상황을 견딜 수 있도록 설계되어 있다. 그러나 견딘다는 것이 아무렇지도 않음을 의미하는 것은 아니다. 이는 사람과 자동차가 다르지 않을 것이다.[1][2] [3]
동영상[편집]
각주[편집]
- ↑ 2만 팔로워, 〈자동차는 몇 도까지 버틸 수 있을까〉, 《네이버 포스트》, 2018-06-25
- ↑ 김준 선임기자, 〈영하 35도에서 물 맞기, 섭씨 50도에서 불 쬐기…차 모델 되기 극한체험〉, 《경향신문》, 2019-08-25
- ↑ ARTICLE, 〈타오르는 사막의 열기를 견뎌라. 현대·기아차 혹서 테스트〉, 《현대모터그룹》, 2020-09-24
참고자료[편집]
- 2만 팔로워, 〈자동차는 몇 도까지 버틸 수 있을까〉, 《네이버 포스트》, 2018-06-25
- 김준 선임기자, 〈영하 35도에서 물 맞기, 섭씨 50도에서 불 쬐기…차 모델 되기 극한체험〉, 《경향신문》, 2019-08-25
- ARTICLE, 〈타오르는 사막의 열기를 견뎌라. 현대·기아차 혹서 테스트〉, 《현대모터그룹》, 2020-09-24
같이 보기[편집]
