자동차 엔진: 자동차 엔진작동 원리

자동차 엔진이란?

엔진은 자동차의 심장입니다. 에너지를 기계적 에너지로 변환하도록 설계된 복잡한 기계입니다. 특히, 내연 기관은 가솔린 연소 열의 에너지를 기계적 작업 또는 토크로 변환한다는 점에서 열 기관입니다. 그 토크가 바퀴에 가해져 자동차가 움직입니다.

무거운 작업 부하를 견디기 위해 엔진은 견고하게 제작되어야 합니다. 그것은 두 가지 기본 부품으로 구성됩니다. 더 낮고 더 무거운 부품은 엔진 블록이며, 엔진의 가장 중요한 움직이는 부품을 위한 하우징입니다. 제거 가능한 상단 덮개는 실린더 헤드입니다.

엔진에는 실린더라는 금속 튜브 내부에서 위아래로 움직이는 피스톤이 있습니다. 팽창하는 연소 가스는 피스톤을 밀어서 크랭크축을 회전시킵니다. 피스톤이 연료-공기 혼합물을 압축한 후 스파크가 점화되어 연소를 일으킵니다.

연소 가스의 팽창은 피스톤을 아래쪽으로 밀어냅니다. 혼합물이 타면 팽창하여 자동차를 운전할 수 있는 동력을 제공합니다.

실린더 헤드에는 공기와 연료 혼합물이 실린더로 들어가는 밸브 제어 통로와 연소 중에 생성된 가스가 배출되는 다른 통로가 있습니다.

블록은 피스톤의 왕복 운동을 크랭크축의 회전 운동으로 변환하는 크랭크축을 수용합니다. 종종 블록에는 실린더 헤드의 밸브를 열고 닫는 메커니즘을 작동하는 캠축도 포함됩니다. 때로는 캠축이 헤드 또는 그 위에 장착됩니다.

 

엔진은 어떻게 작동하는가?

자동차 시동을 거는 것이 열쇠를 돌리는 것만큼 쉽다는 것을 이미 알고 있지만, 후드 아래에서 실제로 무슨 일이 일어나는지 궁금해 한 적이 있습니까?

몸에 연료가 필요할 때 음식을 먹으십시오. 자동차에 연료가 필요할 때 가솔린을 "공급"하십시오. 몸이 음식을 에너지로 변환하는 것처럼 자동차 엔진은 휘발유를 운동으로 변환합니다. 하이브리드라고 하는 일부 최신 자동차도 배터리의 전기를 사용하여 차량에 전력을 공급합니다.

가솔린을 운동으로 바꾸는 과정을 "내연"이라고 합니다. 내연 기관은 작고 제어된 폭발을 사용하여 차량이 필요한 곳이면 어디든 이동하는 데 필요한 동력을 생성합니다.

현재 두 가지 유형의 내연 기관이 제조됩니다: 불꽃 점화 가솔린 엔진과 압축 점화 디젤 엔진. 그들 대부분은 4행정 사이클 엔진으로, 한 사이클을 완료하는 데 4개의 피스톤 행정이 필요합니다.

사이클은 흡기, 압축, 연소 및 동력 행정과 배기의 4가지 다른 프로세스로 구성됩니다.

스파크 점화 가솔린과 압축 점화 디젤 엔진은 연료를 전달하고 점화하는 방식이 다릅니다. 스파크 점화 엔진에서 연료는 공기와 혼합된 다음 흡기 과정에서 실린더로 흡입됩니다.

피스톤이 연료-공기 혼합물을 압축한 후 스파크가 점화되어 연소를 일으킵니다. 연소 가스의 팽창은 파워 스트로크 동안 피스톤을 밀어냅니다.

디젤 엔진에서는 공기만 엔진으로 유입되어 압축됩니다. 그런 다음 디젤 엔진은 적절한 계량된 양의 연료를 뜨거운 압축 공기에 분사하여 점화합니다.

 

4행정 엔진의 4행정

대부분의 내연 기관은 4단계 사이클 프로세스로 작동합니다. 이 단계는 피스톤이 각 사이클을 완료하기 위해 만드는 네 가지 움직임을 참조하여 공식적으로 스트로크로 알려져 있습니다. 스트로크는 흡기, 압축, 연소, 배기의 순서로 발생합니다.

각 스트로크에서 피스톤은 실린더에서 위아래로 움직이며 공기와 연료의 흡입 또는 배기 가스의 배기와 함께 움직입니다. 다음은 프로세스 작동 방식에 대한 개요입니다.

1. 섭취 뇌졸중
흡기 행정 동안 피스톤은 흡기 밸브가 열리면서 가솔린과 공기의 흐름을 허용하기 위해 아래로 움직입니다. 피스톤이 실린더 바닥에 도달하자마자 밸브가 닫히고 가솔린-공기 혼합물을 밀봉합니다. (일부 현대식 차량의 경우 압축 행정 중에 나중에 가솔린이 주입된다는 점은 주목할 가치가 있습니다.)

2. 압축 스트로크
이 지점에서 피스톤은 다시 위로 이동하여 실린더 상단을 향해 가스와 공기를 압축합니다. 이 혼합물을 더 좁은 공간으로 짜내면 연소 행정에서 점화될 준비가 됩니다.

3. 연소 행정
파워 스트로크라고도 하는 연소 스트로크는 엔진의 동력을 생성하고 자동차를 움직이게 합니다. 이것은 점화 플러그가 점화되어 가스를 점화하는 곳입니다. 결과적인 열과 팽창하는 가스는 피스톤을 다시 실린더로 밀어 넣습니다.

4. 배기 행정
피스톤이 실린더 바닥에 도달하면 배기 밸브가 열려 피스톤이 사용된 가스를 엔진 밖으로 펌핑할 수 있습니다. 거기에서 가스는 배기 시스템으로 들어가고 차량을 떠납니다. 결국 배기 밸브가 닫히고 4행정 사이클이 반복됩니다.

 

다른 유형의 엔진

물론 시장에 나와 있는 내연 기관 간에는 예외와 작은 차이가 있습니다. 예를 들어, Atkinson 엔진은 밸브 타이밍을 변경하여 더 효율적이지만 덜 강력한 엔진을 만듭니다.

강제 흡인 옵션으로 분류된 충전 및 과급 터보차저는 엔진에 여분의 공기를 펌핑하여 사용 가능한 산소와 연소할 수 있는 연료의 양을 증가시켜 원할 때 더 많은 출력을 제공하고 다음과 같은 경우 더 효율적입니다. 당신은 힘이 필요하지 않습니다.

디젤 엔진은 점화 플러그 없이 이 모든 작업을 수행합니다. 엔진에 관계없이 기능의 기본은 내연기관이라면 변함이 없습니다.