[자동차공학] 2. 엔진 일반

1. 엔진개요

엔진이란 열에너지를 기계적인 일로 바꾸는 장치이며, 이 열에너지를 기계적인 일로 바꾸기 위해 그 매체로 작동물질(유체)이 필요하다. 작동물질은 가솔린 엔진에서는 혼합기 및 연소가스이고 증기기관에서는 물이된다.
이 작동물질에 열에너지를 공급하는 방식에 다라 내연기관과 외연기관으로 나눈다.
내연기관은 엔진의 내부에서 연소가 이루어지며, 혼합기 자체가 보유한 화학적 에너지를 연소에 의해 열에너지로 바꾸어 그 연소가스가 팽창할 때의 일을 직접 이용한 것이다.
외연기관은 보일러나 원자로와 같이 엔진의 외부에서 발생한 에너지를 전열벽을 통해 작동물질에 가하는 것으로 증기기관이 이에 속한다.
열기관을 분류하면 다음과 같다.
내연기관 ─용적형 - 가솔린 엔진(LPG엔진), 디젤 엔진, 로터리 엔진
└유동형 - 가스 터빈, 제트 엔진
외연기관 ─ 증기기관

내연기관의 가솔린 엔진은 다음과 같은 3가지 중요한 조건을 만족하여야 한다.

첫째. 엔진 운전조건에 따라 적절한 혼합기를 공급해야 한다.
둘째. 흡입된 혼합기를 규정의 압축압력까지 가하여 연소할 수 있도록 기화시켜야 한다.
셋째. 압축된 혼합기가 정확한 시기에 점화되어 폭발할 수 있어야 한다.

따라서 이러한 3가지 조건을 만족시킬 때 가솔린 엔진은 동력을 얻을수 있으며, 이러한 조건을 만족시키기 위해 엔진의 각 부품이 필요하게 된다.

2 . 내연기관의 분류

2-1. 작동방식에 의한 분류

1) 4사이클 엔진
흡입, 압축, 연소(폭팔), 배기의 1사이클을 크랭크 샤프트의 2회전 즉, 피스톤의 4행정으로 하는 엔진이다. 1행정이란 피스톤이 상사점에서 하사점 또는 하사점에서 상사점간의 직선 이동을 말한다.


4행정 CYCLE
흡입>압축>연소(폭팔)>배기
2) 2사이클 엔진

소기, 압축, 연소, 배기의 1사이클을 크랭크 샤프트의 1회전 즉, 피스톤의 2행정으로 하는 엔진이다.

2-2 연소방식에 의한 분류

1)정적 사이클

일정한 용적하에서 연소가 되는 것으로 일반적으로 가솔린 엔진이 이에 해당하며, 4사이클을 오토 사이클, 2사이클을 클러크 사이클 이라 한다.

2)정압 사이클

일정한 압력하에서 연소가 되는 것으로 디젤 사이클이라고도 하며 현재의 자동차용 고속 디젤 엔진은 이에 해당하지 않으며, 최고 회전속도가 1000rpm이하인 대형 선박용 디젤 엔진이 이에 해당한다.

3)복합 사이클

정적 및 정압사이클이 복합되어 일정한 압력하에서 연소가 되는것으로 이를 사바테 사이클이라고도 하며 현대자동차에서 생산하고 있는 디젤엔진이 이에 해당한다.



2-3 점화 방삭에 의한 분류

1)스파크 점화식

연료와 공기의 혼합기를 압축하여 전기 스파크에 의해 점화 연소시키는 것으로 가솔린 엔진이 이에 해당한다.

2)압축 착화식

공기만을 압축하여 고온(500~550도시)이 되면 여기에 연료를 분사하여 자연 착화시키는 것으로 디젤 엔진이 이에 해당한다.

2-4 밸브의 배치에 의한 분류

1) SV형

SV형은 실린더의 양쪽 또는 한쪽에 밸브를 설치한 것으로 현재의 자동차용 엔진으로는 거의 쓰이지 않는다.

2) OHV형

OHV형은 밸브를 실린더 헤드에 설치하고 캠이 푸시로드와 로커 암을 통해 밸브를 개폐하는 것으로 보통 자동차에 많이 쓰인다. 현대자동차의 고마력 디젤 엔진이 이 형식에 속한다.

3) OHC형

OHC형은 밸브 및 캠축이 실린더 헤드에 설치된 것으로 일반적인 가솔린 엔진이 이에 해당한다.

4) DOHC형

DOHC형는 OHC형과 비슷하나 캠축이 두개로 되어 있고, 흡배기 밸브가 각각 2개씩 1실린더당 4개가 있어 흡배기의 효율을 높일 수 있는 형식으로 중형급 이상 차량에 주로 사용된다.


2-5 엔진 구조에 의한 분류



2-6 실린더 수와 배치에 의한 분류

자동차용 가솔린 엔진에는 4, 6 실린더로 된 것이 많고, 높은 출력이 요구되는 엔진에서는 8, 12실린더를 쓰는 경우도 있다.
실린더의 배치는 주로 4실린더인 경우 직렬형(L형)을 많이 이용하고 있고, 6실린더 이상인 엔진에서는 V형을 많이 채용하고 있다.
1)실린더 수에 따른 분류 : 3기통, 4기통, 6기통, 8기통
2)기통 배열에 따른 분류 : 직렬엔진, V형엔진, 수평대향엔진

[빅크래셔]

실제로 기화방식은 구형 최근에는 고압무화방식을 많이 택합니다.(직분사로 대표되는) 애초에 디젤은 기화가 안되기도하고..
DOHC의 밸브수는 5밸브처럼 좀 더 다밸브 엔진도 있죠..

[곰탱뼈]

아직 글이 완성이 안되서 계속 수정중 입니다. 중간에 동영상이 포함되어 있으니 안나오면 새로고침 눌러주세요~

[빅크래셔]

혹 정비기능사 교본같은곳에서 많이 발췌하시는지 ㅎㅎ
예전 생각이 새록새록 나네요

[파동함수의신]

크윽... 게임 엔진엔진인가.. 하고 왔건만...

[곰탱뼈]

기화방식은 아주 구형이죠. 효율이 매우 떨어집니다. ㅎㅎ 최근들어 현대서 선전하는 gdi가 직분사 방식이죠. 디젤과 같이 직접 엔진룸에 분사를 하여 효율을 높인 방식입니다.

[빅크래셔]

연소실분사는 의외로 단점도 가지고있긴 하지만 현재로썬 최고로 발전된 분사방식입죠