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가솔린 엔진과 디젤엔진의 비교 

가솔린 엔진에 비하여 압축비가 높기 때문에 유효한 일에 사용되는 열량의 비율이 높으며 열효율이 좋습니다.. 따라서 연료소비량이 적고, 그밖에 연료의 가격도 싸기 때문에 운전 경비가 적게 듭니다. 디젤 연료는 가솔린보다 인화점이 높은 경유를 사용하므로 취급의 위험이 적습니다.

가솔린 엔진이 전기불꽃에 의한 점화방식인 것에 비해서 디젤 엔진은 공기의 압축열에 의해 연료를 착화시키고 있습니다. 내연기관의 이론 사이클에서는 가솔린 엔진의 정용 사이클인데 비하여 디젤엔진은 적용기관과 정압 기관을 합쳐놓은 복합 사이클로 되어 있습니다. 이것은 착화 온도에 도달한 연료가 일시적으로 연소하는 기간과 연이어 노즐에서 분사된 연료가 연소하는 기간이 있기 때문입니다. 압축열이 충분히 발생하도록 압축비를 크게 하여야 하며 폭발 압력도 큽니다. 따라서 전체적으로 튼튼하게 만들어져 있기 때문에 마력당 중량이 크고, 또 가공 정밀도가 높은 연료 분사 장치가 추가되므로 제작비가 비싸지는 이유입니다. 피스톤 등 운동 부분의 중량이 크기 때문에 최고 회전수가 낮으며, 실린더 용적당 마력도 작아지지만, 회전수의 변동에 대한 토크의 변동은 적습니다. 즉 힘이 좋다고 생각 하시면 됩니다. 

 

디젤 엔진의 추세 

 디젤 엔진은 가솔린 엔진과 비교해서 연료소비율이 적고, 사용연료의 가격도 싸므로 경제적이며 또한 가솔린 엔진에서 나타나는 노킹 문제도 없으므로 배기량을 크게 하여 대량의 연료를 공급하면 출력이 큰 엔진을 만들 수 있습니다. 따라서 트럭이나 버스 선박 등 대형 차용의 엔진으로써는 가장 적합합니다. 배기가스의 유동 에너지를 이용하여 터빈을 구동하면 흡입하는 공기를 가압하여 공급할 수 있으며 출력을 용이하게 증대시킬 수 있습니다. 딸라서 트럭, 버스, 선박 등에서 특히 고속도를 요구하는 경우에는 배기 터보 과급기가 사용되는 경우가 많습니다. 

과급기-터보-내부구조
과급기터보

압축열이란 무엇일까요?

 공기를 고 압축하면 왜 온도가 높아지는 것일까요? 압축열이 발생하기까지의 과정을 생각해 보도록 하겠습니다. 실린더 내에 흡입된 많은 공기 분자의 작용은 압축 전데는 실린더 내의 공간을 천천히 날아다니지만, 압축되기 시작하면 공기 분자는 서로 충돌하거나 또는 간섭하여 분자의 날아다니는 속도가 가속됩니다. 또한 압축 상사점의 시기에 이르면 공기 분자가 날아다는 공간은 매우 작아져서 실린더 내벽에도 충돌하는 횟수가 증가하고 또 피스톤의 움직임도 공기 분자를 향해서 가게 되므로 실린더 내의 공기 분자의 속도는 점차적 가속화됩니다. 공기 분자의 속도가 가속되는 것은 외부로부터 에너지를 받은 것에 의한 것으로 이 결과로 공기의 온도가 높아집니다. 이와 같이 압축열은 흡입된 공기 분자 서로 간에 의해 발생하는 것이기 때문에 공기의 흡입량과 압축비와 비례하여 높아지는 것입니다. 그럼 연소까지의 과정을 알아보면 분사된 연료는 액체 상태로 고온에 노출되어 가열됨으로써 기화하고 이어서 공기와 혼합하여 혼합 가스가 되며, 적절한 혼합비가 되어 발화 연소합니다. 디젤 엔진에 있어서는 고온의 공기 중으로 연료를 안개 모양으로 불어넣기 때문에 당연히 연소실 내에서 기화 공기와 혼합 발화의 순서를 따르게 됩니다. 따라서 분사되는 연료의 분사 상태, 및 연료와 공기의 혼합 상태가 연소의 양부를 좌우하게 됩니다. 가솔린 엔진에서는 연료의 기화, 혼합은 기화기가 하며 흡입된 것은 거의 균일한 혼합 가스로 되어 있지만, 디젤 엔진에서는 연소실 내에서의 연료와 공기의 혼합을 좋게 하기 위하여 연소실의 형상이 여러 가지 연구되어 직접분사식, 예 연소실식, 와류실식 등 각종 연소실이 사용되고 있습니다. 

 

 종 류 1기압에서 착화점  압축공기중  기 압  
가스유  336'c  205'c  27 
석    유 290~435'c  200'c  26 
 파라핀유 388~414'c  228'c  11.5 

 

 

 

디젤엔진에 대하여 정보 공유

 평소 선박 엔진 및 자동차 엔진에 관련 관심이 많아 디젤엔진에 대하여 제가 알고 있는 정보를 공유하고자 합니다. 현재 저는 선박 엔진 관련 일을 하고 있으며, 중, 저속 디젤 및 YANMAR, NIIGATA, DAIHATSU, HANSHIN, AKASAKA, B&W 등 여러 엔진을 취급, 관리하며 10년 이상의 경력을 보유 중이지만 아직도 공부하며 연구하는 마음가짐으로 글을 작성하려고 합니다. 목표는 1차적으로는 정보 공유, 2차적으로는 저의 지식 반복 학습입니다. 자동차 디젤엔진과 선박엔진의 구조는 기본 틀이 비슷하오나 틀린 부분도 많으므로 참고하시기 바랍니다. 
오늘날 자동차 구조의 복잡화, 성능의 고도화 특히 전자화의 경향은 한층 강화되고 있습니다. 또 자동차의 배출가스나 소음 등의 공해(미세먼지)도 중대한 사회문제로 되고 있으며, 그의 보수와 안전운행은 사회복지에 직결되는 중요한 과제로 대두되고 있습니다.
 엔진 정비기술을 교육하는 각급 학교 및 훈련소 기타 교육기관의 교육수준 향상과 평균화를 도모하기 위해서 여러 가지 연구를 하고 있는 실정이지만 여러 부족한 정보가 많아서 직접 이렇게 정보를 공유하고자 합니다.

 

 가솔린엔진 디젤엔진의 차이점, 디젤엔진에 대하여 구체적으로 알아보려고 합니다. 특히, 구조 부분에 국한해서 설명하려고 합니다.
 기본적으로 엔진의 구조나 정비하시는 분들에게는 이해하시기 편하시겠지만, 평소 접하시지 못하신 분들에게는 많이 어려울 듯한 정보입니다. 아래의 글이 이해가 되신다면 앞으로 저의 포스팅되는 글들을 접하시기 적정하신 거 같다고 판단됩니다. 
 
엔진-분해후-체인사진
엔진분해체인

 

 기본적으로 디젤엔진은 공기를 고압축으로 하여 그 압축열로 연료를 연소시켜 동력을 얻는 원리입니다. 우선, 맨 처음에 공기만을 실린더 내에 집어넣고 이것을 고압 축하여 고온이 된 공기 내에 연료는 착화성이 좋은 경유를 분무하여 집어넣으면 자기 착화하여 연소합니다. 이때에 발생하는 가스압력으로 피스톤을 작동시켜 동력을 얻게 되는 원리입니다. 따라서 가솔린 엔진에 비하여 구조상의 다른 점은 연료를 고온, 고압의 연소실에 분사하기 위한 분사펌프와 분사노즐을 갖추고 있는 점입니다. 엔진 본체, 밸브 기구 및 윤활, 냉각 등의 장치의 기본적 구조는 가솔린 엔진과 다를 바가 없습니다. 작동 방식은 가솔린 엔진과 마찬가지로 4사이클 방식과 2사이클 방식의 2종류가 있으며, 일반적으로 자동차용 디젤 엔진에는 4사이클 엔진이 사용되고 있으므로 제가 앞으로 올리는 글에는 4사이클 방식으로 설명을 하도록 하겠습니다. 
 
혹시 엔진에 대하여 개인적으로 궁금하신 점이 있으신 분들은 댓글로 남겨주시면 최대한 답을 달도록 하겠습니다. 감사합니다.

 

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