이번 글에서는 자동차 실린더 작동원리에 대해 알아보겠으며 특히 내연 기관은 휘발유를 태우는 열의 에너지를 기계적 작업 또는 토크로 변환한다는 점에서 열기관이라고 할 수 있으며 이 토크는 바퀴에 적용되어 자동차를 움직입니다.
그리고 오래된 2행정 Saab(배기구에서 기름진 연기가 뿜어져 나오는 소리)을 운전하지 않는 한 포드나 페라리를 운전하든 엔진은 동일한 기본 원리로 작동합니다.
엔진에는 실린더라고 하는 금속 튜브 내부에서 위아래로 움직이는 피스톤이 있는데 자전거를 타는 것을 상상해 보십시오.
다리를 위아래로 움직여 페달을 돌립니다. 피스톤은 로드라고 하는 막대를 통해 크랭크축에 연결되어 있으며 위아래로 움직여 엔진의 크랭크축을 회전시킵니다.
다리가 자전거를 회전시키는 것과 같은 방식으로 자전거의 구동 휠 또는 자동차의 구동 휠에 동력을 공급합니다.
차량에 따라 엔진에는 일반적으로 2개에서 12개 사이의 실린더가 있으며 각 실린더에서 피스톤이 위아래로 움직입니다.
엔진 동력: 생성 원리
이러한 피스톤을 위아래로 움직이는 것은 연료와 산소를 혼합하고 혼합물을 점화하여 생성되는 매분 발생하는 수천 개의 작은 통제된 폭발입니다.
연료가 발화할 때마다 연소 또는 동력 행정이라고 하는데 이 소형 폭발의 열과 팽창 가스는 피스톤을 실린더 아래로 밀어냅니다.
오늘날의 거의 모든 내연 기관(가솔린 엔진에 초점을 맞춥니다)은 4행정 엔진이며 실린더 상단에서 피스톤을 아래로 밀어내는 연소 행정 외에 흡기, 압축 및 배기의 세 가지 다른 행정이 있습니다.
엔진은 연료를 연소하기 위해 공기(즉, 산소)가 필요합니다.
흡기 행정 중에 밸브가 열려 피스톤이 아래로 이동할 때 주사기처럼 작동하여 엔진의 흡기 시스템을 통해 주변 공기를 끌어들이고 피스톤이 행정의 바닥에 도달하면 흡기 밸브가 닫히고 흡기 행정과 반대 방향인 압축 행정을 위해 실린더를 효과적으로 밀봉합니다.
피스톤의 상향 이동은 흡기 충전물을 압축합니다.
4행정 엔진의 원리: 흡입, 압축, 폭발, 배기
오늘날 가장 현대적인 엔진에서 휘발유는 압축 행정 상단 근처의 실린더에 직접 분사됩니다. (다른 엔진은 흡입 행정 중에 공기와 연료를 미리 혼합합니다.)
두 경우 모두 피스톤이 상사점으로 알려진 이동의 상단에 도달하기 직전에 점화 플러그가 공기와 연료 혼합물을 점화합니다.
그 결과 뜨거운 연소 가스가 팽창하여 연소 행정 중에 피스톤을 반대 방향(아래)으로 밀어내고 이것은 자전거의 페달을 밟을 때와 같이 자동차의 바퀴가 굴러가는 스트로크입니다.
연소 행정이 하사점에 도달하면 배기 밸브가 열려 피스톤이 다시 올라오면서 연소 가스가 엔진 밖으로 펌핑될 수 있습니다(공기를 배출하는 주사기처럼).
배기가스가 배출되면(차량 뒤쪽으로 배출되기 전에 자동차의 배기 시스템을 통해 계속됨) 배기 밸브가 상사점에서 닫히고 전체 프로세스가 다시 시작됩니다.
다중 실린더 자동차 엔진에서 개별 실린더의 사이클은 서로 상쇄되고 균일한 간격으로 배치되어 연소 행정이 동시에 발생하지 않고 엔진이 가능한 한 균형 잡히고 부드럽지만 모든 엔진이 동일하게 생성되는 것은 아니며 다양한 모양과 크기로 제공됩니다.
대부분의 자동차 엔진은 인라인4와 같이 실린더를 직선으로 배열하거나 V-6 또는 V-8에서와 같이 V형으로 인라인 실린더의 두 뱅크를 결합합니다.
엔진은 또한 엔진 실린더의 결합된 부피인 크기 또는 변위로 분류됩니다.
다양한 유형의 엔진: 작동 방식은 동일
물론 시중의 내연기관에는 예외와 미세한 차이가 있습니다.
예를 들어 Atkinson-cycle 엔진은 밸브 타이밍을 변경하여 더 효율적이지만 덜 강력한 엔진을 만들기 때문에 터보차징과 슈퍼차징은 강제 흡기 옵션으로 그룹화 되어 엔진에 추가 공기를 주입 후 가용할 수 있는 산소를 증가시켜 연소 가능한 연료의 양을 늘려 원할 때 더 많은 출력을 얻고 필요할 때 효율성을 높입니다.
디젤 엔진은 점화 플러그 없이 이 모든 작업을 수행하지만 엔진이 내연 기관인 한 기본적인 작동 방식은 동일하다고 보면 됩니다.
가솔린과 디젤 엔진의 차이점: 점화 플러그 유무
가솔린 엔진에서 연료는 공기와 혼합된 다음 연료-공기 혼합물이 피스톤에 의해 압축되고 점화 플러그에 의해 점화되는 실린더로 강제 주입됩니다.
디젤 엔진에서는 연료가 추가되기 전에 공기가 압축되고 공기가 압축되면 가열됩니다.
즉, 연료가 압축 공기에 추가되면 매우 뜨거워지고 연료-공기 혼합물이 자동으로 점화되기 때문에 연료-공기 혼합물을 점화하는 데 압력이 사용되기 때문에 디젤 엔진에는 점화 플러그가 없습니다.