요즘 자동차 글이 부쩍 늘었군. 이런 거 한데 정리하는 게 재미있다. 한번 꽂혔을 때 몽땅 다 정리하고 글을 마무리 지으련다. =_=;;;
1. 시동
자동차 엔진은 타이어 구동축은 물론이고, 발전기나 에어컨 공기 압축기, 파워 핸들과 브레이크(!!!), 냉각수 펌프 등 동력을 필요로 하는 여러 쇳덩어리 payload들이 한데 연결돼 있다. 그렇기 때문에 돌리기 위해 일정 수준 이상의 강한 토크가 필요하며, 동력 공급이 끊기면 관성이고 뭐고 없이 금세 멈춰 서 버린다. 자동차 엔진 크랭크축은 선풍기 날개 회전축 같은 물건이 아니다.
자동차는 시동을 걸려면 처음에 그 무거운 크랭크축을 외부에서 돌려 줘야 한다. 그런데 스스로 4행정을 반복하면서 그 시동이 계속 유지되기 위해서는 일정 속도 이상 '빠르게' 돌기도 해야 한다.
그러니 차 시동을 걸 때는 순간적으로 꽤 많은 힘이 필요하며, 배터리의 경우 꽤 많은 전력이 필요하다.
크랭크를 수동으로 죽어라고 돌려서 시동을 걸던 100년 전 자동차나 옛날 경운기를 생각해 보시라.
옛날에 배터리가 방전된 수동 변속기 차량을 밀어서 시동 걸 때도.. 잘못해서 박았다가는 큰일 날 정도로, 세우기 힘들 정도로 굉장히 빠르게 밀어야 했다. 최소한 사람이 다리로 달리는 것과 비슷한 속도이다. 주차된 차를 겨우 밀어서 옮기는 정도하고는 급이 다르다.
2. 엔진 과열
인간이 발명한 동력 기계 중에 자동차 내연기관은 엄청난 괴력을 내서 수 톤에 달하는 차량을 앞으로 굴려 준다.
한편, 에어컨 실외기는 공기를 압축해서 냉매가 빼앗은 실내의 열을 밖으로 내보내 준다.
다들 물리학적으로 '열기관'이다 보니, 열을 수반하고 열을 취급한다.
40도에 가까운 한여름 땡볕에 이런 기계들을 빡세게 굴리다 보면.. 곧 과열되고 퍼지지 않을지 우려될 때가 있다.
하지만 얘들은 처음부터 인간보다 훨씬 더 뜨거운 곳, 더운 곳에서 동작하게 만들어진 물건이다.
지금이 기계 품질이 들쭉날쭉하던 쌍팔년도 시절도 아닌데, 통상적인 폭염? 40~50도쯤은 기계 동작에 아무 영향을 끼치지 않는다.
자동차 엔진의 냉각수는 애초부터 적정 온도가 무려 85도에서 100도대이다. 사람이 일사병 걸렸을 때 냉찜질용으로 쓰는 냉수가 전혀 아니다.
컵라면을 끓일 수 있고 사람 피부에 닿으면 바로 화상을 입을 정도의 물이 엔진을 식히는 데 쓰인다. 이게 단백질 생체와 금속 기계의 차이이다.
엔진오일이나 냉각수가 갓 시동 건 직후의 너무 차가운 상태이면 오히려 그게 엔진에 안 좋다.
130~140도는 돼서 냉각수가 펄펄 끓고 증기가 나올 정도가 돼야 엔진 과열 위험 징조이다.
그리고 이런 일은 냉각수가 새거나 냉각 계통이 통째로 고장 났을 때나 발생한다. 그러면 뭐 한여름이 아니라 한겨울이라도 차 엔진이 과열되고 퍼질 수 있다.
단순 폭염 속에서 통상적인 주행만으로는 절대로 저렇게 과열되지 않는다. 한여름에는 엔진보다는 타이어나 브레이크의 과열을 더 신경 써야 한다.
그리고 하나 덧붙이자면.. 주행풍을 받을 수 없는 정지 상태에서 엔진 공회전을 몇 시간씩 시키면 역시 엔진이 과열될 수 있다. 풀악셀만 차에 무리를 주는 게 아니라는 뜻이다.
자동차는 기본적으로 수랭식이지만, 그 냉각수를 식힐 때는 주행풍(공랭)에도 어느 정도 의존하기 때문이다. 내연기관 자동차에 라디에이터 그릴이 괜히 있는 게 아니다. 즉, 자동차를 원래 쓰라는 용도대로만 잘 쓰면 과열 걱정 안 해도 된다.
자동차 계기판의 냉각수 온도계는 온도를 곧이곧대로 표시하는 게 아니다. 어지간해서는 꼼짝 않고 가만히 있게 만들어져 있다. 진짜 위험한 상황이 아니면 운전자의 주의를 끌지 말라고 말이다.
(사실, 연료계나 속도계도 이런 식의 보정이 살짝 들어가 있다. 자동차 계기판에서 언제나 현재 상황을 100% 있는 그대로 표시하는 유일한 계기는 엔진 회전수 타코미터라고 생각하면 된다.)
다음으로 에어컨 실외기도.. 땡볕에서 더 더운 공기를 내보내느라 고생 많아 보이지만, 어설프게 식혀 주려 애쓸 필요 없다. 바람이 잘 빠져나가게 주변에 통풍만 신경 써 주면 된다.
실외기 주변이 꽉꽉 막혀 있으면 그거야말로 사람이 배설 배변을 제대로 못 해서 몸이 붓고 탈나는 것과 같은 심각한 상황을 야기한다.
그리고 특히.. 에어컨 실외기에서 나오는 바람? 폐열을 이용해서 뭐 딴 기계를 돌리고 무슨 활용을 하겠다느니 그런 헛짓이나 절대 하지 말고, 그런 데(사업 아이템????)에 속지 마시라.
아무짝에도 쓸모 없는 짓일 뿐만 아니라, 그거 갖고 뭔가 유의미한 동력이 나올 정도이면 에어컨 실외기의 동작이 심각한 지장을 받는 상태일 것이다!!
3. 과부하
인간이 발명한 모든 교통수단들은 0에서 시속 100까지 가속하는 데 걸리는 시간에 비해, 100에서 200까지 도달하는 데 걸리는 시간은 그야말로 비교할 수 없이 훨씬 더 길다.
가속이 더 안 되는 이유는 일단은 공기 저항이 급격하게 너무 커지기 때문이고, 그리고 엔진도 점점 힘이 부치면서 가성비가 떨어지기 때문이다.
엔진의 배기량은 제한돼 있는데 거기에다 연료나 공기만 무식하게 퍼 넣는다고 해서 그에 상응하는 출력이 나오는 게 아니다. 엔진 부품이 못 버텨서 퍼지고 터질 가능성이 높아지며, 애초에 연소가 제대로 안 되고 과열도 되는 등 온갖 부작용이 터진다.
내연기관들은 일정 회전수 이후부터는 토크가 떨어진다. 그리고 회전수가 더 올라가면 토크의 감소폭이 더 커지고, 이제는 토크에다가 회전수를 곱한 출력조차도 오히려 더 떨어지게 된다.
자동차 타코미터를 보면 최대 출력을 찍고 역으로 출력이 떨어지기 시작하는 회전수부터가 레드존으로 지정돼 있다. 휘발유 승용차는 보통 6000rpm 이후부터이다.
4. 바퀴의 차이
철도 차량의 쇠바퀴는 고무 타이어와 달리, 공기압을 관리하는 게 없다.
안 그래도 쇠와 쇠 끼리는 마찰이 작은데, 굴러가면서 바퀴 내부의 마찰로 인한 운동 에너지 손실도 없다. 바퀴의 부피나 형체가 달라지는 게 없으니 말이다.
그렇기 때문에 철도 차량은 평지에서 한번 가속되고 나면 아주 길게 오랫동안 타력(관성) 주행이 가능하다. 자동차보다 더 적은 엔진 출력으로도 그 무거운 객차와 화차를 줄줄이 꿰어서 견인할 수 있는 비결이 여기에 있다.
그 대신 철도는 오르막 경사에 자동차보다 훨씬 더 취약하고, 길 상태에도 더 민감하다. 레일 표면이 자동차 도로 정도로 울퉁불퉁 까끌까끌하면 뭐.. 바퀴가 못 견디고 작살이 날 것이다.
그런데 도시철도 중에는 고무 타이어로 레일 위를 달리는 철도 차량도 있다. 얘는 연비가 쇠바퀴 정도로 좋지는 못하지만 승차감이 좀 더 좋고 접지력도 더 좋아서 더 높은 경사도 오를 수 있다.
아무쪼록 덜컹덜컹 이음매 없는 레일과, 켜질 때 깜빡거리지 않는 형광등은 둘 다 2000년대 이후 비슷한 시기에 대세가 된 것 같다.
5. 서스펜션
도로건 심지어 철길이건 교통수단의 바퀴가 굴러가는 길들은.. 모든 구간이 한 치의 요철이나 기복이 없이 매끄럽고 반들반들 평평한 이상적인 평면이 아니다.
그러니 비가 잔뜩 내리기만 해도 빗물이 고이는 곳과 그렇지 않은 곳의 차이가 생긴다. 제아무리 쇠로 된 레일이라 해도, 제아무리 시멘트나 아스팔트로 포장됐다고 해도 예외가 없다.
시속 100 이상의 고속 주행 때는 아주 미세한 요철이라도 차체를 큰 충격과 함께 들썩거리게 만든다. 탑승자에게는 당연히 엄청난 불쾌감을 야기한다.
레일의 경우, 매일 연마를 하지 않으면 그 다음날에 열차의 승차감이 바로 차이가 날 정도라고 한다.
그렇기 때문에 육상 교통수단에는 바퀴로부터 전해진 충격을 흡수하고 완화하는 서스펜션, 쇼바=_=라는 현가장치가 있다. 이건 자동차뿐만 아니라 철도 차량, 심지어 마차나 수레에도 있고 그 느린 자전거에도 어떤 형태로든 있다.
이게 없으면 차량은 조금만 빨리 달리다가 조금 요철을 만나면 탑승자가 들썩 떠 버리고.. 과속방지턱을 조금 빠르게 넘었다가는 앞바퀴가 통째로 들려 올라갈 수도 있다. 그렇기 때문에 차체에서 서스펜션의 중요성은 생각보다 크다.
서스펜션은 그 특성상 탄성이니 스프링이니 하는 장치와 접점이 있다. 다만, 소형 승용차의 서스펜션과 대형 트럭· 버스의 서스펜션은 방식이 다르다.
둘은 엔진도 다르고(휘발유 / 디젤), 브레이크도 다르고(브레이크액 / 에어, 디스크 / 드럼), 그것처럼 서스펜션의 종류도 다른 셈이다. 다만, 대형차에 적용되는 서스펜션은 저렇게 부품이 빠지고 부러지는 것에 더 취약한 것 같다.
쌍팔년도 시절 옛날 차들은 2000년대 이후 요즘 자동차에 비해 유리의 썬팅이 더 연해서 차량 내부가 더 잘 보이고.. 그리고 또 서스펜션도 더 물렁물렁 들썩들썩했던 것 같다.
세월이 흐르면서 라면 스프의 맛이 미묘하게 바뀌었다는 식의 얘기 같은데, 이런 것들도 옛날 차와 요즘 차가 마냥 같지만은 않다는 것이다. 물렁물렁할 때와 딱딱할 때의 장단점이 있다고 들었는데 난 자세히는 잘 모르겠다.
6. 원격운전
컴퓨터에서 완전 자동 번역과는 별개로, 단순히 '컴퓨터 보조 번역 CAT' 기술이란 게 있다. 실제 번역은 사람이 하지만, 그래도 여러 사람들이 방대한 텍스트를 나눠서 번역할 때 각종 번역 용어들이나 번역 문체가 일관되게 유지되게 체크 정도는 컴터가 해 준다.
그것처럼 자동차도 완전 자율주행 이전에 크루즈 컨트롤이나 차로 유지, 정체 구간에서의 가다 서기 반복, 아니면 주차 같은 일부 덜 위험한 노가다성 운전 정도만 사람을 보조하는 기술이 개발돼 있다.
그런데 원격운전..?? 이건 지향하는 바가 자율주행과는 좀 차이가 있지만 뭔가 그럴싸해 보인다.
전투기도 무인 원격조종을 하는 세상인데 자동차 원격운전이야 당연히 하위호환으로 가능할 듯하다.
운전자가 현장까지 굳이 가지 않고도 오피스에서 남의 차 운전을 할 수 있다면 자동차(신차/렌터카) 탁송이라든가, 대리운전 쪽은 혁신이 일어날 수 있을 것 같다. 운전자 인증, 보안이나 신뢰성 문제 같은 것만 해결되면 말이다.
컴터에서 '원격 데스크톱 접속 허용' 옵션을 켜듯이.. 차에도 그런 걸 켠다. 자동차가 일종의 서버처럼 되는 거다.
인증된 사용자 "xxxx가 님하의 자동차를 운전하고자 합니다. 허용하시겠습니까?" 이거 동의해 주면 끝.
대리 기사가 올 때까지 기다릴 필요가 없고, 대리 기사도 힘들게 발품 팔 필요 없다.
아니면 자가용이 아니라 정규 노선만 다니는 대중교통· 영업용 차량 한정으로만 원격운전을 한다면? 그건 뭐 배터리 전기차가 아니라 가공전차선 트롤리버스나 다름없는 운용이니 더 쉽게 정착 가능할 것이다.
Posted by 사무엘
