자동차 엔진의 작동원리와 종류 상세하게 알아보기

 

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자동차 엔진의 모든것

 

내연기관 자동차가 이동하기 위해서는 기본적인 동력 기관이 작동해야 합니다. 우리 주위에 운영되고 있는 수많은 자동차 엔진이 있지만 관련 분야 종사자가 아니면 작동원리에 대해서는 모르는 경우가 대부분입니다. 그렇기에 오늘은 엔진의 종류와 관련된 내용에 대해서 안내해 드리는 시간을 가져보도록 하겠습니다.

 

 

자동차 엔진의 구성요소

 

그렇다면 엔진 구성요소는 어떤 것이 있을까요? 물론 여러 형태에 따라 구체적인 부품에는 차이가 있지만 실린더와 밸브는 물론 물론 피스톤이나 크랭크 샤프트 및 케넥팅로드 등을 거의 동일하게 들어가게 됩니다. 좀 더 구체적인 내용을 쉬운 용어로 풀어서 설명해 드리자면, 실린더는 피스톤이 상하나 좌우로 움직일 수 있는 공간을 의미합니다.

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각 구성 요소의 역할

 

그리고 밸브는 실린더 위에 있으며 열렸다가 닫히면서 배기가스를 배출했다가 폭발 과정이 있을 때는 밀폐해 주는 역할을 합니다. 실린더가 보온병이면 밸브가 뚜껑 같은 존재입니다. 이후 피스톤은 실린더에서 왕복으로 움직이는 장치로 폭발로 생기는 에너지를 회전력으로 바꿔주기에 자동차가 굴러가는 원리라고 이해하시면 됩니다.

 

피스톤이 폭발력으로 인해 좌우나 위아래로 움직이는 힘을 크랭크샤프트가 전달 받아 다시 실린더로 압력을 가하는 방식으로 자동차 엔진은 지속해서 동작합니다. 커넥팅로드의 경우 이러한 피스톤과 크랭크샤프트를 연결하는 막대로 부품을 고정하여 다른 방향으로 에너지가 빠지지 않게 고정하고 있습니다. 또한 내부에는 마찰력을 줄여주는 윤활유와 내부 열을 조절하는 냉각 장치 등으로 관리됩니다.

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자동차 엔진의 작동원리

 

그렇다면 기본적인 작동원리를 알아보도록 하겠습니다. 먼저 피스톤이 좌우나 위아래로 1번 움직이는 것을 행정이라고 부르며 대표적으로 4행정이 많이 사용됩니다. 이 과정에서 흡입과 압축 이후 폭발 배기가 반복된다는 것을 이해하고 접근하시면 전반적인 원리를 파악하기 편합니다.

 

자동차 엔진의 첫 번째 단계는 흡입인데 양쪽 밸브가 닫혀있고 피스톤이 위에 있는 상태에서 아래로 내려가면서 흡입밸브가 열리게 되면 혼합기체가 실린더로 들어가게 됩니다. 이후 다시 피스톤이 올라갔다가 내려오면서 밸브는 닫힙니다. 이후 회전 운동으로 Piston이 올라가면 유입되었던 혼합기체가 압축되며 폭발이 생기기 직전인 압축이 발생합니다.

 

이후 불꽃 방전이 발생하며 밀도가 압축된 혼합기체가 연소하는데 이 힘으로 다시 Piston이 밀려 내려갑니다. 이 과정이 연소 기체에서 발생하는 열에너지를 회전하는 힘으로 바꾸는 것으로 Piston이 아래도 내려가면서 실린더 배기가스가 남게 됩니다. 이후 다시 Piston이 올라오면서 배기밸브가 열리고 연소 기체가 밖으로 내보내지는 과정이 반복되면서 동력 기관이 작동하는 것입니다.

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자동차 엔진의 종류

 

하지만 같은 작동원리를 사용한다고 해도 엔진의 종류는 다양한 편입니다. 먼저 실린더가 일자로 나열되어 있는 형태를 직렬 엔진이라고 하는데 이는 경차부터 중형차까지 대부분 사용되고 있습니다. 파워트레인의 이름을 보았을 때 L이라고 적혀있으면 직렬 구조라는 것을 의미합니다. 하지만 이는 일렬 배열로 되어 있어서 최대 6기통이라는 한계가 있으므로 다른 구조도 적용되기도 하는 것입니다.

 

또 다른 방식으로는 V형 엔진도 있는데 실린더가 지그재그 형태이며 V자 형을 하고 있습니다. 이는 초기 동력 기관 형태인 수평대향엔진과 직렬 구조를 결합한 모습으로 보통 모델명 앞에 V가 붙습니다. 자주 보긴 힘들지만, 방켈엔진이라는 것도 있는데 이는 피스톤이 아닌 로터가 돌아가면서 내부에서 4행정이 동시에 진행됩니다. 하지만 해당 자동차 엔진은 연료 소비가 많고 고장이 잦아서 자주 사용되고 있지 않습니다.

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알아두면 쓸데 있는 상식들

 

실린더의 수에 따라 엔진 기통을 구별하기도 하고 밸브를 여닫는 역할을 하는 축인 캠샤프트의 형태에 따라서도 자동차 엔진은 구분되고 있습니다. 관련 종사자가 아니라면 이를 모두 이해하는 것은 어려움이 있겠지만 대략적인 작동원리와 엔진이야기를 알고 계시면 도움이 되실 수 있기에 이 글을 꼼꼼히 읽어보시길 바랍니다.

 

 

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