자동차 엔진 작동 방식 이해

내부 연소 엔진

내연 기관을 "내연 기관"이라고 합니다.

연료와 공기가 엔진 내부에서 연소되어 피스톤을 움직이는 에너지를 생성하고, 그 결과 자동차가 움직인다.

대조 연료가 연소되는 외연 기관에 있는지 외부 에그 연소로부터 생성 엔진과 에너지가 어떤 힘을 한다.

증기 엔진이 가장 좋은 예입니다. 석탄은 엔진 외부에서 연소되어 물을 가열하여 증기를 생성 한 다음 엔진에 동력을 공급한다.

대부분의 사람들은 기계화 운동의 세계에서 증기 구동 식 외부 연소 엔진이 내연 연소 품종보다 먼저 나온 것으로 생각합니다. 현실은 내연 기관이 먼저 나온 것이다.

16에서 제 세기 발명자들은 전원에 연료로서 피스톤의 이동을 화약을 사용하는 내연 기관의 형태를 만들었고 실제로, 그것들을 움직 인 것은 화약이 아니었다.

이 초기 내연 기관의 작동 방식은 피스톤을 실린더 상단까지 채우고 피스톤 아래에서 화약을 점화시키는 것이다.

 

 

연소 후 진공이 형성되어 피스톤을 실린더 아래로 빨아들인다.

이 엔진은 피스톤을 움직이기 위해 기압의 변화에 의존하기 때문에 대기 엔진이라고 불렸고, 매우 효율적이지 않았다. 17까지 일내 연 기관이 포기 그래서 세기, 증기 엔진은 약속을 많이 보였다.

신뢰할 수 있고 작동하는 내연 기관이 발명된 것은 1860 년이 되지 않았고, Jean Joseph Etienne Lenoir라는 이름의 벨기에 동료는 실린더에 천연가스를 주입 한 엔진에 특허권을 부여했으며, 이 엔진은 실린더 근처의 영구 불꽃에 의해 점화되었고, 화약 대기 엔진과 비슷하게 작동했지만 너무 효율적이지 않았다.

그 작업을 바탕으로 1864 년에 Nicolaus August Otto라는 두 명의 독일 엔지니어와 Eugen Langen이 엔진을 Lenoir의 모델과 유사한 회사로 설립했습니다.

오토는 회사 관리를 포기하고 1861 년 이래로 놀 았던 엔진 디자인 작업을 시작했고, 그의 디자인은 현재 우리가 4 행정 엔진으로 알고 있는 것을 이끌어 냈으며, 기본 디자인은 오늘날 자동차에서 여전히 사용된다.

 

자동차 엔진의 해부학

 

 

 

 

 

 

 

 

여기서는 4 행정 엔진이 어떻게 작동하는지 보여 드리고, 그전에 엔진의 다양한 부분을 살펴보는 것이 도움이 될 것이라고 생각한다.

4 스트로크 프로세스. 이 설명 전반에 걸쳐 목록의 다른 용어를 사용하는 용어가 있으므로 처음에 혼란스러워도 걱정하지 마십시오. 전체 내용을 읽고 전체를 파악한 다음 다시 읽으면 각 부분에 대해 기본적으로 이해된다.

 

 

엔진 블록 (실린더 블록)이란

 

 

엔진 블록은 엔진의 기초입니다.

대부분의 엔진 블록은 알루미늄 합금으로 주조되지만 일부 제조업체는 여전히 철을 사용합니다.

엔진 블록은 통합 구조로 주조되는 실린더라고 불리는 큰 구멍 또는 튜브 때문에 실린더 블록이라고도 합니다.

실린더는 엔진의 피스톤이 위아래로 미끄러지는 곳입니다.

엔진의 실린더 수가 많을수록 더 강력합니다.

실린더 외에도 다른 덕트와 통로가 블록에 내장되어있어 오일과 냉각수가 엔진의 다른 부분으로 흐를 수 있다.

 

연소실이란

 

엔진의 연소실은 마법이 일어나는 곳입니다.

연료, 공기, 압력 및 전기가 결합되어 자동차의 피스톤을 위아래로 움직이는 작은 연소을 일으켜 차량을 움직이는 힘을 만듭니다.

연소실은 실린더, 피스톤 및 실린더 헤드로 구성됩니다.

실린더는 연소실의 벽 역할을 하고 피스톤의 상단은 연소실의 바닥 역할을 하며 실린더 헤드는 연소실의 천장 역할을 한다.

실린더 헤드란

 

실린더 헤드는 엔진 실린더 위에 있는 금속 조각입니다.

연소실 챔버 상단에 공간을 만들기 위해 실린더 헤드에 작은 둥근 자국이 뚫려 있습니다.

헤드 개스킷은 실린더 헤드와 실린더 블록 사이의 조인트를 밀봉합니다.

흡기 및 배출 밸브, 점화 플러그 및 연료 인젝터 도 실린더 헤드에 장착된다.

 

피스톤이란

 

피스톤이 실린더를 위아래로 움직입니다. 그들은 거꾸로 된 수프 캔처럼 보입니다.

연료가 연소실에서 점화되면 힘이 피스톤을 아래로 밀고 크랭크 샤프트가 움직입니다.

피스톤은 커넥팅로드를 통해 크랭크 샤프트에 연결됩니다.

피스톤 핀을 통해 커넥팅로드에 연결하고 커넥팅로드는 커넥팅로드 베어링을 통해 크랭크 샤프트에 연결한다.

피스톤 상단에는 금속에 3 개 또는 4 개의 홈이 있습니다. 홈 내부에 피스톤 링이 삽입됩니다.

피스톤 링은 실제로 실린더 벽에 닿는 부분입니다. 그들은 철로 만들어지며 압축 링과 오일 링의 두 가지 종류가 있습니다.

압축 링은 상단 링이며 실린더의 벽을 바깥쪽으로 눌러 연소실을 강력하게 밀봉합니다.

오일 링은 피스톤의 하단 링이며 크랭크 케이스의 오일이 연소실로 유입되는 것을 방지합니다.

또한 실린더 벽 아래로 여분의 오일을 닦아내고 다시 크랭크 케이스로 옮긴다.

 

크랭크 샤프트란

 

크랭크 샤프트는 피스톤의 상하 운동을 자동차가 움직일 수 있는 회전 운동으로 변환하는 것입니다.

크랭크 샤프트는 일반적으로 바닥 근처의 엔진 블록에서 세로로 맞습니다.

엔진 블록의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 확장됩니다. 엔진 끝의 앞쪽에서 크랭크 샤프트는 고무 샤프트에 연결되어 캠 샤프트에 연결되고 자동차의 다른 부분에 동력을 공급합니다.

엔진의 후단에서, 캠 샤프트는 구동 트레인에 연결되고, 이는 동력을 휠로 전달한다.

크랭크 샤프트의 각 끝에는 오일 씰 또는 "O- 링"이 있어 엔진에서 오일이 누출되는 것을 방지한다.

크랭크 샤프트는 엔진의 크랭크 케이스에 있습니다.

크랭크 케이스는 실린더 블록 아래에 있습니다. 

 

 

크랭크 케이스는 크랭크 샤프트와 커넥팅로드를 외부 물체로부터 보호합니다.

크랭크 케이스 하단의 영역을 오일 팬이라고 하며 엔진 오일이 저장되는 곳입니다.

오일 팬 안에는 필터를 통해 오일을 펌핑하는 오일펌프가 있으며, 그 오일은 크랭크 샤프트, 커넥팅로드 베어링 및 실린더 벽에 뿌려져 피스톤 스트로크의 움직임에 윤활을 제공합니다.

오일은 결국 오일 팬으로 다시 떨어집니다. 프로세스를 다시 시작하기 위해서만

크랭크 샤프트를 따라, 크랭크 샤프트의 균형을 잡고 크랭크 샤프트가 회전할 때 발생하는 흔들림으로 인한 엔진 손상을 방지하기 위해 카운터 웨이트 역할을 하는 밸런싱 로브가 있습니다.

또한 크랭크 샤프트를 따라 주요 베어링을 찾을 수 있습니다. 메인 베어링은 크랭크 샤프트가 회전할 수 있도록 크랭크 샤프트와 엔진 블록 사이에 매끄러운 표면을 제공한다.

 

캠축이란

 

캠 축은 엔진의 두뇌입니다.

최적의 엔진 성능을 위해 적절한 시간에 흡기 및 배출 밸브가 열리고 닫히도록 타이밍 벨트를 통해 크랭크 샤프트와 함께 작동합니다.

캠 축은 계란 모양의 로브를 사용하여 밸브의 개폐 타이밍을 제어한다..

대부분의 캠 샤프트는 크랭크 샤프트 바로 위의 엔진 블록 상단을 통해 연장됩니다.

인라인 엔진에서 단일 캠 샤프트는 흡입 밸브와 배출 밸브를 모두 제어합니다.

V 자형 엔진에는 두 개의 별도 캠축이 사용됩니다. 하나는 V의 한쪽에 있는 밸브를 제어하고 다른 하나는 반대쪽에 있는 밸브를 제어합니다.

일부 V 자형 엔진 (그림에 나와있는 것과 같은)에는 실린더 뱅크 당 2 개의 캠축이 있습니다.

한 캠 축은 밸브의 한쪽을 제어하고 다른 캠 축은 다른 쪽을 제어한다.

 

타이밍 시스템이란

 

위에서 언급 한 바와 같이, 캠 샤프트 및 크랭크 샤프트는 타이밍 벨트 또는 체인을 통해 그들의 움직임을 조정한다.

타이밍 체인은 엔진 작동 중 크랭크 샤프트와 캠 샤프트를 항상 동일한 상대 위치로 유지합니다.

어떤 이유로 든 캠축과 크랭크 축이 동기화되지 않으면 엔진이 작동하지 않는다.

밸브 트레인

 

밸브 트레인은 밸브 작동을 제어하는 실린더 헤드에 장착된 기계 시스템입니다.

밸브 트레인은 밸브, 로커 암, 푸시로드 및 리프터로 구성된다.

밸브에는 흡입 밸브와 배출 밸브의 두 가지 유형이 있습니다.

흡기 밸브는 공기와 연료의 혼합물을 연소실로 가져와 엔진에 동력을 공급하는 연소를 생성합니다.

배출 밸브는 연소실에서 연소 후 생성된 배기가스를 허용한다.

자동차에는 일반적으로 실린더 당 하나의 흡입 밸브와 하나의 배출 밸브가 있습니다.

대부분의 고성능 자동차 (Jaguars, Maseratis 등)는 실린더 당 4 개의 밸브를 가지고 있습니다.

"고성능"브랜드로 간주되지는 않지만 Honda는 차량의 실린더 당 4 개의 밸브를 사용합니다.

실린더 당 3 개의 밸브 (인입 밸브 2 개, 배출 밸브 1 개)를 갖춘 엔진도 있습니다.

멀티 밸브 시스템은 자동차가 "호흡"할 수 있게 하여 엔진 성능을 향상한다.

 

로커 암이란

 

로커 암은 캠 축의 로브 또는 캠에 닿는 작은 레버입니다.

로브가 로커의 한쪽 끝을 들어 올리면 로커의 다른 쪽 끝이 밸브 스템을 아래로 눌러 밸브를 열어 연소실로 공기를 유입시키거나 배기시킵니다.

그것은 일종의 시소처럼 작동한다.

 

푸시로드 / 리프터 설명이다

 

때로는 캠축 로브가 로커 암에 직접 닿아 (오버 헤드 캠축 엔진에서 볼 수 있듯이) 밸브를 열고 닫습니다.

오버 헤드 밸브 엔진에서는 캠축 로브가 로커 암에 직접 닿지 않으므로 푸시로드 또는 리프터가 사용된다.

연료 인젝터란

 

피스톤을 움직이는 데 필요한 연소를 생성하려면 실린더에 연료가 필요합니다.

1980 년대 이전에 자동차는 기화기를 사용하여 연료를 연소실에 공급했습니다.

오늘날 모든 자동차는 3 가지 연료 분사 시스템, 즉 직접 연료 분사, 포트 연료 분사 또는 스로틀 바디 연료 분사 중 하나를 사용한다.

직접 연료 분사를 사용하면 각 실린더에 자체 인젝터가 설치되어 적절한 시간에 연소실에 직접 연료를 분사한다.

포트 형 연료 분사를 사용하면 연료를 실린더에 직접 분사하는 대신 밸브 외부의 흡기 매니 폴드에 분사합니다.

밸브가 열리면 공기와 연료가 연소실로 들어간다.

스로틀 바디 연료 분사 시스템은 기화기가 없었지만 기화기가 없는 방식으로 작동합니다.

각 실린더가 자체 연료 인젝터를 얻는 대신, 스로틀 바디로 가는 연료 인젝터는 하나뿐입니다.

연료는 스로틀 바디에서 공기와 혼합된 다음 흡기 밸브를 통해 실린더로 분산된다.

 

점화 플러그란

 

각 실린더 위에는 점화 플러그가 있습니다. 스파크가 발생하면 압축된 연료와 공기를 발화시켜 미니 연소을 일으켜 피스톤을 아래로 내린다.