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  • 4행정기관의 작동방식에 대해 알아보자.
    CAR 2019. 4. 17. 15:08

    4행정 기관은 내연기관의 한가지 방식으로 가장 널리 사용되고 있는 방식이다. 4행정 기관은 크랭크 축이 한번 회절할때 사이클이 끝날때까지 작동하는 2행정 엔진과는 다르다. 크랭크축이 두번 회전할때 흡입과 압축, 폭발, 배기의 4행정을 진행하며 1사이클을 완료하게 된다.


    이것이 4행정 엔진의 작동방식이라 할 수 있다. 4행정 엔진이 1사이클을 완료하려면 크랭크축이 두번 회전해야하고 캠축이 한번 회전해야한다. 흡기밸브나 배기밸브는 1회 열리는 방식이다. 4행정 엔진의 작동순서는 흡입으로 시작하여 압축을 거쳐 폭발, 배기로 순으로 진행된다.


    이것은 DOHC엔진의 형태와 유사함을 알 수 있다. 두개의 캠축이 실린더 헤드에 위치하여 흡입을 진행하는데 가장 처음 구동되는 방식으로 피스톤이 위에서 아래로 움직인다. GDI엔진이나 디젤엔진의 경우 공기만 흡입하지만 흡기 매니폴드나 실린더부압이 적용되는 4행정 기관은 전혀 다르다.


    압축행정은 피스톤이 아래에서 위로 올라가는 형태로 흡기밸브와 배기밸브가 닫혀진 상태에서 혼합기를 압축하게 된다. 가솔린엔진의 경우 11:1의 압축비를 나타내며 디젤의 경우 22:1의 비율을 나타낸다. 엔진의 회전속도에 따라 압축비는 달라지며 압축착화를 이용한 폭발로 압축비가 높다.


    폭발행정은 혼합기가 연소되는 과정을 말한다. 디젤엔진은 연료를 분사와 동시에 폭발이 일어난다. 가솔린 엔진의 경우는 점화플러그에서 스파크가 일어나면서 점화되는데 GDI엔진의 경우 가솔린이 분사되면서 스파크 점화를 일어나게 한다. 디젤엔진은 공기 압축으로 인해 온도를 상승시킨다.


    이러한 압축력은 점화를 진행하는데 큰 도움이 되며 디조토 엔진도 가솔린 압축착화기술을 이용하여 진행했으나 상용화로 진입하지는 않았다. 배기행정은 배기밸브를 이용하여 폭발행정에서 연소한 가스를 실린더 밖으로 배출시키는 역할을 한다. 이또한 피스톤이 아래에서 위로 올라간다.


    크랭크 축이 회전할 각도는 720도이며 2회전을 한다. 4행정 기관의 장점이라 하면 작동의 구분이 명확하다는 것이다. 저속이나 고속의 회전속도도 변화가 다채로우며 연료 소비율또한 적다. 흡기는 배기량 대비 효율이 높아 엔진이 저속회전을 하더라도 운용이 쉽다.


    하지만 밸브가 개폐기구로 설치되어 있어 구조가 복잡하고 정비하기가 어렵다. 기계적인 요소가 많다 보니 소음도 많고 충격에 약하며 실린더 수가 적은 만큼 작동의 차질이 생긴다. 회전력의 밸런스도 좋지 못하고 폭발행정이 피스톤을 왕복시킬때 엔진의 피스톤은 다른 곳에서 폭발하게 한다.

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