기관 06 > 가솔린 기관의 작동원리

1. 4행정 사이클(4stroke 1cycle engine)가솔린 기관의 작동

1) 흡입 : 피스톤 하강하면서 혼합기 흡입 (이론 공연비 14.7 : 1)

2) 압축 : 흡입행정 완료 후 흡입, 배기밸브가 닫힌 상태에서 피스톤이 상승을 함에 따라 흡입된 혼합기는 압축되면서 압축압력과 압축열이 높아진다.

     ▶ 압축비 : 가솔린 기관 7-11 : 1     디젤기관 15-22 : 1

     ▶ 압축압력 :가솔린 기관 7-11 kg/cm2    디젤기관 30-45kg/cm2

3) 연소 : 압축행정이 완료되기 직전(피스톤이 압축을 위해 상사점에 도달하기 직전), 점화 플러그의 불꽃에 의해 압축된 혼합기가 폭발을 하게 되면 그 폭발력에 의해서 피스톤이 압력을 받아 하강하며 커넥팅로드를 통하여 크랭크축을 회전시킨다.

▶ 동력행정을 폭발행정(Explosion stroke) 또는 팽창행정(Expansion Stroke)이라고도 한다.

폭발압력(가솔린 기관35-45kg/cm20  디젤기관 55-65kg/cm2)

4) 배기 : 흡입밸브는 닫혀 있고 배기밸브가 열려 있는 상태에서 피스톤이 상승(상사점 도달)하게 되면 연소된 가스는 실린더 밖으로 배출된다.

5) 가솔린 기관의 최대 동력을 얻기위한 요구조건

   ◆ 혼합기(휘발유+공기)가 조건에 따라 유효 적절하게 공급되어야 한다.

   ◆ 흡입된 혼합기를 연소조건에 만족시킬 수 있도록 규정압력까지 압축시켜야 한다.

   ◆  압축된 혼합기가 적절한 시기에 점화될 수 있어야 한다.

 

2. 2행정 사이클 가솔린 기관의 작동

1)  소기 및 압축 : 유입되는 혼합기의 힘으로 잔류가스를 배출하는 과정을 소기란 한다.

2)  동력 및 배기 : 연소실내의 동력행정, 하강 끝무렵 배기 및 소기공을 통하여 혼합기 연소 흡입

3)  행정 : 상점과 하사점 거리(행정체적,실린더체적,배기량)

4)  2사이클 디젤 기관의 소기방식 : 횡단식, 루프식, 단류식.

               

 

3. 4행정과 2행정 CYCLE 기관의 비교

구   분

4행정 기관

2행정 기관

장점

 각 행정이 완전히 구분

 열적 부하가 적다

 회전속도 범위가 크다 

 체적효율이 높다  

 연료 소비율이 적다 

 기동이 쉽다  

  1.6배의 출력이 크게 발생 한다.

  회전력 변동이 적다

  실린더수가 적어 회전원활 하다

  밸브장치가 간단하다

  마력당 중량이 적다

                      

단점

 밸브기구 복잡 하다

 충격 소음이 크다 

 실린더수가 적을 경우 사용곤란 

  마력당 중량이 크다 

  행정 짧아 흡배기 불안전 하다.

  연료 소비율이 많다

  저속이 어렵고 역화 발생이 생긴다

  피스톤,링의 소손이 많다

 

4. 압축비와 배기량

1) 용어

   ◆ 행정(Stroke) : 피스톤의 하사점과 상사점까지 피스톤이 이동하는 거리

   ◆ 주기(Cycle)  : 피스톤이 상하운동시 혼합기를 흡입, 압축, 폭발(연소), 배기 과정

   ◆ 상사점(Top Dead Center) : 피스톤이 상하운동시 맨 위에 위치한 상태

 ◆ 하사점(Bottom Dead Center) : 피스톤이 상하운동시 맨 아래로 하강되어 있는 상태

2) 극간체적 : 피스톤이 상사점에 있을 때 상부체적(연소실 체적)

             

3) 압축비 : 행정체적과 연소체적의 비  

           = 연소실 체적       = 행정실 체적

 

4) 배기량  : 행정체적×실린더수

    

   D = 실린더 지름(cm).   L = 피스톤 행정(cm)     N = 실린더 수     

   R = 기관 회전수(RPM)   * 총뱨기량 은 실린더 수만 곱하여 줌