차시개요

엔진의 정의 및 분류에 대해서 알아본다. 엔진의 구성요소 및 작동원리에 대해 알아본다.

세부내용

• 엔진의 정의 및 분류
• 엔진의 구성요소
• 엔진의 작동원리 - 행정

엔진의 정의 및 분류

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엔진의 정의

연로를 태워 발생한 에너지로 기계적인 일을 수행하는 장치

• 증기기관

  • 연소장치에서 물을 가열하고 기화되어 발생한 증기로 압력을 발생해 기계를 작동

• 외연기관

  • 열원이 외부에 있는 열기관

• 내연기관(Internal combustion engine)

  

  • 연료를 엔진 내부에서 직접 연소시키는 열기관
  • 왕복 엔진 : 피스톤이 실린더 내에서 왕복 운동을 하며 연료의 연소 에너지를 기계적인 회전력으로 변환하는 장치

엔진의 분류

• 연료에 따라

  • 가솔린 엔진 : 일반적인 자동차 엔진으로 스파크를 이용해 점화/착화, 승용차와 오토바이에 사용, 소음이 없음
  • 디젤 엔진 : 경유를 연료로 하는 자동차 엔진으로 낮은 회전수로 높은 토크를 얻을수 잇어 대형버스와 트럭등에 사용됨. 압축/착화 방식을 사용함 (최근에는 소형 승용차에서도 사용되는 추세), 연비가 좋음
  • LPG 엔진 : 연료가 저렴하고 친환경적이고 소음이 적고 승차감이 좋음

• 작동방식에 따라

  • 4행정, 2행정, 로터리 엔진

• 실린더 배치 방식

  

  

  • 직렬형, v형 엔진, 수평대형 엔진

• 엔진의 실린더 수

  

  • 단기통, 2기통

• 연료 분사 방식

  

  • GDI, MPI, TDI로 분류 </aside>

엔진의 구성요소

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• 실린더

  • 피스톤이 왕복 운동하며 연료가 폭팔하고 돌력을 전달시키는 엔진의 핵심 공간

  • 엔진에서 실린더의 수는 엔진의 출력 및 연비효율과 관계가 있다.

  • 실린더 수 up, 연비(열효율 떨어짐) down, 출력 up

  • 실린더 블록 : 주철이나 알루미늄 합금으로 제작되며, 엔진의 열을 식히고 윤활유를 공급한다.

    

    

  • 실린더 헤드 : 엔진의 윗부분을 덮어 실린더와 함께 연소실을 형성, 흡입된 공기와 연료의 혼합기를 압축하고 점화시켜 동력을 발생시킨다.

    

• 피스톤

  • 실린더 내에서 상하로 움직이는 원통형 부품, 연소된 가스의 힘을 받아 회전 부품인 크랭크 샤프트로 힘을 전달 시킴
  • 보어 : 실린더의 내부 직경(지름)
  • 스트로크 : 실린더의 상하운동 간격

• 크랭크 샤프트

  

  • 피스톤의 직선운동을 회전운동으로 바꾸어주는 부품
  • 고속으로 회전하고 큰 하중을 견뎌야 하므로 높은 강도 및 강성이 필요

• 커넥팅 로드 플라이 휠

  

  • 커넥팅 로드 : 피스톤과 크랭크 샤프트를 연결하는 부품
  • 플라이 휠 : 엔진의 회전운동을 안정적으로 유지하고 불규칙적인 동력을 일정하게 만들어주는 원판모양의 부품
    • 높은 관성 모멘트로 엔진에 부착되어 있고 엔진의 급 가속시 부드러운 출력을 낼 수 있게 도와줌, 엔진의 동력이 사라질 시 급격한 정지를 방지한다.

• 벨브

  • 흡기벨브 : 실린더 내의 홉합 기체의 유입을 조절
  • 배기벨브 : 연소 후 생성된 배기가스를 실린더 밖으로 배출하는 역할

• 캠 샤프트

  

  

  • 흡기벨브와 배기벨브를 조절하는 역할, 회전운동을 다시 벨브의 상하직선 운동으로 바꾸어주는 역할을 하며 벨트 또는 체인을 통해 크랭크 샤프트와 연결되어 있습니다.
  • 캠샤프트가 회전하면 돌출부에 의해 벨브가 열리고, 벨브 스프링에 의해 다시 닫히는 움직임이 반복된다. </aside>

엔진의 작동원리

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4행정 엔진 (4 사이클 엔진)

이러한 사이클을 통해 피스톤의 왕복 직선 운동이 크랭크 샤프트의 회전운동으로 변경된다.크랭스 샤프트는 2회의 회전을 하게됨. 반면 2행정 엔진은 2회전 하는동한 1번 회전함

• 행정이란?

  • 피스톤이 한번 올라갔다가 내려오는 것

• 첫번째 사이클(흡기 사이클)

  • 피스톤이 상단에서 하단으로 내려오고 실린더의 압력 down, 공기가 실린더 내로 유입, 흡입벨브가 열리며 혼합기체(공기 + 연료)가 실린더로 주입’
  • GDI와 디젤엔진에서는 혼합기체가 아닌 그냥 공기가 흡입

• 두번째 사이클 (압축 사이클)

  

  • 플라이 휠의 회전에 의해 피스톤이 하단 → 상단으로 이동 → 혼합기체 압축(18bar)
  • 노킹이란 ?

• 세번째 사이클(폴발 사이클)

• 네번째 사이클(배기 사이클)

EU는 친환경 정책에 의해 e-feul을 사용하는 내연기관에 한해 허용하는 쪽으로 선회됨

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Summary