[include(틀:회원수정)] [목차] [[파일:가솔린.jpg]] 최초의 휘발유 자동차 == 개요 == 영어: Petrol Engine 독일어: Ottomotor, Benzinmotor [[휘발유]]를 연료로 하는 [[내연기관]]으로, "페트롤 기관" 이라고도 한다. 작동방식에 따라 4행정(스트로크) 기관과 2행정 기관이 있다. 4행정 기관의 작동원리는 2회전·4행정으로 이루어져 있다. == 역사 == 프랑스의 드로샤가 1862년에 원리를 제안하고, 1876년 독일의 오토가 처음으로 실용적인 가스 엔진을 제작한 이후 다방면에 사용되기 시작했다. 가스 엔진의 원리와 가솔린 엔진의 원리는 몇 가지 기구가 다른 것을 제외하면 거의 동일하다. 이후 1885년 독일의 [[다임러 그룹|다임러]]와 [[마이바흐]]가 최초의 자동차를 만들어내는데, 거의 비슷한 시기에 휘발유 자동차를 만든 [[메르세데스-벤츠|카를 벤츠]]도 최초의 자동차 발명가로 인정한다. 초기에는 [[카뷰레터]]를 사용하여 공기와 기화된 휘발유를 혼합하여 공급하는 방식이 대세였으나, 80년대 이후에는 흡기포트에 인젝터를 장착하여 실린더 도달 직전에 공기와 휘발유를 혼합해주는 포트분사식[* MPI. EPI 등의 여러 용어가 있다. 전자는 현대, 후자는 현대 인수합병 이전의 기아차가 마쯔다 엔진을 가져오면서 쓰던 용어인데, MPI는 Multi-point injection, 즉 다중 분사(실린더마다 분사장치를 갖춘 방식. 반대개념으로는 옛날에 대우차에서 사용한 염가형 분사방식인 Tbi가 있겠다. 이쪽은 각 기통이 아니라 쓰로틀바디에 분사장치가 달린다.) 그리고 EPI는 Electronic Petrol injection, 즉 전자제어 휘발유 분사 라는 의미. 물론 현대에서 파워트레인을 받아쓰는 지금의 기아차는 현대차와 같이 MPI라는 용어를 사용한다.]엔진이 주로 채택되었고, 2000년대 이후엔 거의 대부분의 메이커에서 포트분사식 엔진을 채용하고 있고, 일부 제조사에서는 직분사 엔진으로 넘어가고 있는 추세다. 이에 대해선 [[연료 분사]]와 [[GDI 엔진]]항목을 참고. == 원리 == [[파일:가솔린원리.jpg]] 작동방식에 따른 종류는 크게 4행정(스트로크)과 2행정(크랭크케이스 압축식)으로 나뉘며 4행정은 2회전, 4행정의 작동원리로 이루어졌다. 이는 오토 사이클(정적 사이클)이라고도 불리며 이 원리를 요약하자면 다음과 같다. *1.흡입행정: 피스톤이 하강하면서 흡기 밸브가 열리고 연료와 공기를 연소실에 흡입시킨다. [* 이때 카뷰레터(혼합기)를 통해 기화기로 만들어 흡입시킬 수도 있고, MPi나 GDi(?)를 통해 액체 상태의 연료를 분사할 수도 있다.] 이상화된 오토 기관의 등부피 냉각 과정을 보다 빠르게 일으킬 수 있는 배기행정과 흡입행정으로 대체한 것에 가깝다. *2.압축행정: 흡/배기 밸브가 닫히고 피스톤이 올라가면서 흡입된 혼합기를 압축시킨다. 오토 기관의 단열 압축 과정에 해당한다. *3.팽창행정: 압축된 혼합기에 점화스파크의 전기불꽃으로 점화하고 폭발시켜 피스톤이 내려가면서 동력을 발생시킨다. 아직 흡/배기 밸브는 닫혀있다. 폭발 부분은 오토 기관의 등적 가열 과정, 팽창 과정은 단열 팽창 과정에 해당되며 단열 팽창 과정이 실제로 일을 토해내는 과정이다. *4.배기행정: 피스톤이 올라가면서 배기 밸브가 열리고 연소 가스가 배출된다. 2행정 기관의 작동 원리는 영국의 D.클라크가 고안했는데 1회전 마다 폭발하는 원리이다. 원리를 자세히 말하자면 피스톤이 올라갈 때 흡입구에서 크랭크케이스 안에 흡입하고 피스톤이 내려가면서 이것을 압축 시켜서 배기구가 열림에 동시에 실린더 속으로 보낸다. == 구조 == [[파일:가솔린구조.jpg]] *엔진 본체는 동력을 발생시키는 부분이며 실린더, 피스톤, 연결봉, 크랭크축, 캠축, 흡배기 밸브 기구, 플라이휠 등이 있다. *연료장치 중 기화기(카뷰레터)는 오직 휘발유 엔진에만 있는 것으로 휘발유와 공기를 적당한 비율로 혼합시킨 뒤 실린더로 보낸다. 카뷰레터의 스로틀밸브 개폐는 흡입되는 혼합기의 양을 조절해서 출력을 조정한다. 예전에는 이 방식이 대세였으나 80년대 이후에는 흡기포트에 인젝터를 장착하는 식으로 실린더에 도달하기 전, 공기와 휘발유를 혼합시켜주는 포트분사식 엔진이 나왔고 2000년대 이후에는 대부분이 이 방식을 쓰며 일부 자동차 제조사에서는 직분사 엔진으로 넘어가는 추세이다. 그 외에도 흡기 다기관, 연료펌프, 공기 청정기 등의 장치들이 있다. *냉각장치는 엔진이 과열하지 않도록 온도를 적절하게 유지시키는 것이 목적이며 분류는 수냉식과 공랭식으로 나누며 주로 수냉식이 쓰인다. 물론 공랭식도 많이 쓰인다. 공랭식은 냉각용 핀을 장치한 게 대부분이며 수냉식은 물펌프, 라디에이터(방열기), 팬, 온도조절기 등의 구조로 이뤄졌다. *점화장치는 실린더에 흡입된 혼합기를 점화하는 것으로 축전지, 감응코일, 단속기, 배전기, 점화플러그, 축전기 등이 있으며 축전지 대신 자석 발전기를 사용하는 것도 있다. *윤활장치는 오일펌프, 오일청정기, 오일팬 등으로 이뤄졌으며 피스톤이나 베어링 부분에 윤활유를 보내는 장치이다. === 2행정, 4행정 === [[파일:내연기관.jpg]] *2행정: 크랭크가 한 번 회전할 때 흡기, 배기가 동시에, 폭발, 압축이 동시에 이루어진다. (흡기,배기밸브가 별도로 존재하지 않는다.) 장점: 엔진크기가 작고 구조가 간단해서 가볍다. 출력(힘)이 좋다. 단점: 연비가 떨어지고 내구성이 약하다. 쓰로틀을 닫을 경우 윤활이 되지 않는다. *4행정: 크랭크가 첫 번째 회전할 때 흡입하고(상사점->하사점) 압축하며(하사점->상사점), 두 번째 회전할 때 폭발이 일어나고(상사점->하사점) 배기가 된다.(하사점→상사점) (흡기 및 배기밸브가 각각 존재한다.) 장점: 연비가 좋고 내구성이 좋아 수명이 길다. 단점: 엔진크기가 크고 구조가 복잡해져 덩치가 크고 무겁다. 출력(힘)은 2행정보다 떨어진다. == 장단점 == * 장점: 같은 출력의 [[디젤 엔진]]에 비해 고가의 장비가 덜 들어가서 원가가 저렴하고 크기가 작고 가벼우며 운용 및 관리가 쉽다는 것이다.[* [[GDI 엔진]], 터보 엔진은 관리하기 꽤 까다로워진다.] 때문에 항공기, 자동차, 오토바이, 모터보트와 같은 교통수단과 경운기, 소방 펌프, 발전기와 같은 장비에 쓰이기도 하며 취미용 소형원동기[* [[예초기]] 엔진으로도 쓴다.]로 제작하기도 쉬워서 다방면에서 이용된다. 2행정의 경우에는 1회전 만에 폭발하기만 하면 되기 때문에 회전이 원활한 장점이 있다. 거기에 2행정에 배기 밸브를 끼얹으면 연료 효율을 향상 시킬 수 있다. * 단점: 흡배기 작용이 원활하지 못하고 이로 인해 혼합가스의 일부가 배기가스와 함께 배출 되므로 연료소모가 많은 단점이 있어서 대형기관에 사용하기가 어렵다. 대표적으로 대형 선박이나 상선 등이 있다 그리고 [[이산화탄소]] 배출량이 [[디젤 엔진]]보다 훨씬 많으며 상대적으로 효율이 낮다.[* 현재는 39%까지 찍힌다. 이것도 엄청 발전한 것으로, 과거에는 열효율이 고작 20%도 안 찍히던 때도 있었다.] == 참고 == *[[http://blog.naver.com/jin2227kr/30051769942|관련영상]] * [[GDI 엔진]] * [[HCCI 엔진]] * [[TSI 엔진]] - 폭스바겐의 트윈차저 방식 * [[Turbulent Jet Ignition|TJI 엔진]] - Turbulent Jet Ignition 엔진 == 둘러보기 == [include(틀:자동차)] [[분류:공학]][[분류:엔진]]