자동차 엔진 구조에 대해서 Up ZJ

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자동차 엔진 구조에 대해서

자동차 엔진 구조에 대해서

자동차 엔진 : 자동차에 동력을 전달하는 장치이며 내연기관에 속한다.

엔진의 분류

자동차에 사용되는 엔진은 내연기관이며, 이것은 작동방식, 연소방식, 점화방식, 실린더의 수?배열, 밸브의 설치방식에 따라서 구분된다.

◎ 작동방식에 의한 분류

1. 2행정사이클기관

1회전폭발이 일어나서 큰 출력을 내서 회전하는 방식이다. 그러나 저속회전에서는 배기 흡기가 완전히 이루어지지 않아서 회전이 불안전하고 비교적 경제성이 낮다.

대형기관에는 맞지 않기 때문에 승용차에는 사용되지 않고 2륜차, 대형 디젤엔진에서 사용하고있다.

2. 4행정사이클기관

자동차용으로 가장 일반적인 작동 방식으로 2회전마다 1회의 폭발이 일어나기 때문에 회전력이 균일하나, 진동방지를 위해서 2, 4, 6, 8, 12기통 등과 같이 실린더수를 늘려야 하나 저속회전에도 비교적 안정적이고, 연료경제면에서 2행정사이클기관보다 유리하다.

배기량에 따라 4기통 6기통 8기통을 쓰고, 일부 고성능 스포츠카나 경주용 자동차에는 12기통인경우도 있다.

3. 로터리엔진

회전만으로 출력을 내는 기관이며, 1951년경 독일의 F.방켈에 의해 원리가 완성되었고, 독일의 NUS회사가 1960년경 공업화에 성공하여, 1963년부터 소형스포츠카에 탑재하여 판매하고, 그후 세계 여러회사가 NSU 방켈의 특허권하에 연구를 계속하며 차량에 탑재하고 있다.

원리는 누에고치 모양의 실린터 안을 피스톤에 삼각형 로터의 축이 재축을 벗어나 작동함으로써 회전하며, 로터와 실린더사이에 생기는 공간의 부피변화에 따라서 흡입 압축 연소 배기하게 된다. 따라서 왕복운동 부분이 없어 출력의 손실이 적고 회전이 원활하고 구조도 간단하고 부품수도 적어 고장날 가능성이 적다.

고속회전하는 로우터의 엑셀은 항상 고온 고압에 노출되면서 엄청난 마모가 일어날 수 있으므로 부분으로 마모방지를 위해 윤활유를 지속적으로 공급하면 윤활유의 연소실유입으로 엔진오일의 급격한 소모가 발생한다.현재 연비가 매우 나쁘고, 배출가스가 많아 환경오염등의 문제로 거의 생산을 하지 않는다.

◎연소방식에 따른 분류

1. 정적사이클 (오토 사이클)

체적이 일정한 상태에서 연료가 연소되는 것으로 가솔린 사이클이 해당된다. 엔진에서 4사이클을 오토 사이클, 2사이클을 클러크 사이클이라한다.

0→1 〓 흡입, 1→2 〓 단열 압축,

2→3 〓 정적 가열, 3→4 〓 단열 팽창,

4→1 〓 정적 방열

흡입 압축 폭발 배기의 엔진의 4단계를 좀더 복잡하고 이론적으로 설명한 것 이다.

그림으로 따지면 폐속선의 넓이가 여기서 생긴 에너지이다.

이론상 이론 열효율 공식이 나오는데 k는 단열지수로 약 1.4의 값을 갖는 상수이다. ?은 엔진 실린더의 압축비이고, 압축비가 클수록 분모가 작아져 엔진의 효율이 높아진다.

만약에 효율을 좋게 하기위해서 무조건 압축비를 높인다면 피스톤이 상사점에 다다르기 전에 착화가 일어나기 때문에 엔진이 순간 역회전을 하게 됩니다. 이 경우 자동차가 잘다가다 울컥하는 노킹현상이 일어납니다. 노킹현상이 심하면 엔진에 무리한 충격을 가하게 되어 피스톤 헤드나 크랭크축이 망가질수도 있습니다.

2. 정압 사이클 (디젤 사이클)

일정한 압력을 계속 올려서 스스로 연소가 일어나게 하는 것으로 1890년대 루돌프 디젤에 의해 처음으로 제안된 압축 착화기관은 불꽃점화기관에서 공기-연료 혼합기는 연료의 자연발화 온도 이하의 온도까지 압축되고 연소과정은 점화플러그의 점화에 의해 시작된다. 압축착화기관에서 공기는 자연발화 온도 이상까지 압축되고, 연소가 이 고온의 공기속으로 분사되어 접촉함으로써 시작된다. 초기에는 연료와 공기를 같이 혼합하여 사용했으나, 속도가 잘 안나오는 단점이 있다. 이유는 연료와 공기가 잘 섞여야 되는데 잘 섞이지 않는다. 현재 자동차용 고속 디젤엔진에는 사용하지 않으며 농기계 등 최고 회전속도가 1000RPM이하인 디젤엔진에 해당됩니다.

①→②, ③→④ 과정은 엔트로피 과정이며, ②→③과정은 정압, ④→①과정은 정적과정이다.

3. 복합 사이클 (사바테

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자료제목 : 자동차 엔진 구조에 대해서

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