디젤 엔진: 두 판 사이의 차이

4 바이트 제거됨 ,  3년 전
편집 요약 없음
(기울어져있어 알아보기 힘든 단어를 기본 글씨체로 바꾸었다.)
편집 요약 없음
연료가 연소하면서 화학에너지가 열에너지로 바뀔 때, 각 실린더 안의 온도가 2,480C 정도까지 올라가고, 실린더 내부에 약 100kg/cm2의 압력이 나온다. 이 압력이 실린더 안의 피스톤을 하사점까지 밀어내고, 피스톤에 연결된 크랭크축을 회전시켜서 동력을 만든다.
 
실린더 안에 압축된 공기가 연료를 점화시키기 위해서는 실린더 안의 온도가 일정 온도 이상이 되어야 한다. 연료 점화에 필요한 압축비가 높을 수록높을수록 온도가 높아진다. 압축비는 압축 전과 후의 공기의 체적비로 측정하는데, 대형 실린더에는 압축비가 약 13:1, 중형은 약 14.3:1, 소형은 약 20:1 정도 나온다.
 
디젤 기관에 이용되는 연료는 열효율이 높으면서 [[휘발유]]보다 저렴한 연료를 사용하며, 주로 [[경유]] 계통을 사용한다.
4행정 기관은 각 피스톤이 아래-위-아래-위 의 순으로 한 사이클을 완료한다. 첫 번째의 하강행정에서 공기를 실린더로 흡입하고, 상승행정에서 공기를 압축한다. 두 번째의 하강행정에서 연료를 분사하여 폭발 시킨 후, 상승행정에서 연소된 배기 가스를 밖으로 내보낸다.
 
2행정 기관은 각 피스톤이 아래-위 의 순으로 한 사이클을 완료한다. 하강행정에서 실린더가 열리면서 배기 가스를 내보내는 동시에 신선한 공기를 흡입한다. 이 과정에서 슈퍼차저와 터보차저를 통해 공기를 순식간에 빨아내고, 동시에 연소된 가스는 배기 밸브를 통해 순식간에 빠져나간다. 상승행정은 압축행정으로 한 번만 일어난다. 4행정 기관보다 한 사이클 당사이클당 폭발행정이 2배이므로 크기가 작고 큰 힘이 필요한 기계에 사용한다.
 
== 디젤 엔진의 연료 분사 ==
 
=== 기계적 혹은 전기적 분사 ===
연료 분사의 대부분의 구성에서 20세기에 걸쳐 사용되어왔다.
 
==== 배전기 펌프 직접 분사 ====
맨처음맨 처음 등장한 직접 분사 방식은 로터리 펌프를 사용하여 마치 간접분사 방식과 흡사하였다. 어쨌든 분사기는 실린더 위에 장착되었고 간접 분사 방식과 같은 별도의 챔버도 없었다. 또한 이러한 방식은 소음이 매우 컸고 매연도 많았다. 다만 간접분사 방식보다 연료가 15-20%가량 적게 소모하는 것이 큰 장점이었다.
 
이러한 방식은 전자적으로 분사 펌프를 조절하게 되면서 성능향상을 꾀하게 된다. 분사 압력은 여전히 300[[바 (단위)|바]]에 머물렀지만 분사 타이밍, 연료양, 배기 가스 재순환 등 모든 것이 전자적으로 제어하게 된다. 성능 향상에 따라 이 방식은 경제적이면서도 힘이 좋아져 당시의 간접 분사 방식보다 우수하였고 시장에서 인정받아 시장의 주류로 자리잡는다.
 
진정한 디젤 엔진에서, 공기만이 초기 연소 챔버로 도입된다. 연료 분사 장치는 연료를 작은 방울로 분해되는 것을 보장하고, 연료가 고르게 분포된다. 압축 공기의 열은 방울의 표면에서 연료를 기화한다. 연소가 끝날때, 피스톤이 내려가면서 연소 가스는 확장한다.
 
1부터, [[피스톤]]이 하사 점에 있고, 양쪽의 밸브는 압축 행정이 시작될때 폐쇄된다. [[실린더]]는 대기압에서 공기가 포함되어 있다. 1과 2사이의 공기는 단열 압축된다. 이것이 압축되는 동안, 부피는 감소한다. 이 때이때 온도는 올라가고 압력은 증가한다. 화학 에너지가 방출되고 이것은 압축된 가스에 열에너지 (열)를 주입한다. 연소 가열은 2와 3사이에 발생한다. 이 구간에서의 압력은 피스톤이 내려가고, 부피가 증가하기 때문에 일정하게 유지된다. 연소 에너지의 영향으로 온도는 올라간다. 3에서의 연료 분사 및 연소가 끝나고, 실린더는 2에서보다 더 높은 온도에서 기체를 포함한다. 작업은 엔진이 연결되는 시스템에서 이루어진다. 이것이 팽창하는 동안, 기체의 부피는 증가한다. 이 때이때 온도는 내려가고 압력은 감소한다. 4에서 배기 밸브가 열리고, 압력은 급격하게 감소한다.
 
== 역사 ==
디젤 기관을 발명한 사람은 독일의 기술자인 [[루돌프 디젤]](Rudolf Diesel)이다. 디젤 기관이란 명칭도 루돌프 디젤이란 이름에서 따온 것이다. 디젤은 1982년에 ‘새로운 합리적인 열기관에 대한 이론과 구조(;Theory und Aufbau, Neuerationellen Wärmekraftmaschinen)’라는 논문을 발표하였고, 1893년 2월 23일에 독일제국 특허국(Kaiserliches Patentamt in Berlin)으로부터 “열기관의 작동 사이클과 실행방법( : Arbeitsverfahren und Ausführungsart fürVerbrennungskraftmaschinen)”에 관한 특허(DRP 67207)를 받았다.
 
디젤은 1893년 M.A.N.(;Maschinenfabrik Augsburg in Nürnberg)과 새로운 열기관의 개발계약을 이후 체결하고, 새 기관 개발에 착수하였다. 그 해그해 7월에 첫 시제품을 만들었으나 성공하지 못하였다. 이후에 1895년에 두 번째 시제품을 제작하였으며, 압축공기의 온도로 연료를 충분히 연소시킬 수 있음을 증명하게 되었으나, 실용 가능한 수준에는 이르지 못하였다. 이후 여러 번의 실험을 거치면서 1897년 2월 17일에 작동이 가능한 최초의 디젤 기관을 완성하였다.<ref>{{서적 인용
| 성 = 김재휘
| 제목 = 최신자동차공학시리즈 2 - 자동차디젤기관
익명 사용자