외연기관의 작동 원리

1. 기본 이론

가솔린 엔진은 휘발유의 에너지를 운동에너지로 변환하여 자동차를 구동하는 가장 간단한 방법은 엔진 내부에서 휘발유를 연소시켜 운동에너지를 얻는 것입니다. 따라서 자동차 엔진은 내연 기관입니다. 엔진 내부에서 연소가 발생합니다.

주의해야 할 두 가지 사항이 있습니다:

1. 디젤 엔진이나 가스 터빈과 같은 다른 유형의 내연 기관도 있으며 각각 고유한 장점과 단점이 있습니다.

2. 외부 연소 엔진도 있습니다. 초기 기차와 선박에 사용된 증기기관은 전형적인 외연기관이었다. 엔진 외부에서 연료(석탄, 목재, 석유)를 태워 증기를 생성한 후, 증기가 엔진 내부로 유입되어 동력을 생산합니다. 내연기관의 효율은 외연기관에 비해 훨씬 높으며, 동일한 출력의 외연기관에 비해 효율도 훨씬 작습니다. 따라서 현대 자동차는 증기 기관을 사용하지 않습니다.

반면 내연기관은 외연기관보다 효율이 좋고, 가스터빈보다 가격이 저렴하며, 전기차보다 연료 보충이 용이하다. 이러한 장점으로 인해 대부분의 현대 자동차는 왕복 내연 기관을 사용하게 되었습니다.

2. 연소가 핵심이다

자동차 엔진은 일반적으로 4행정을 사용합니다. (Mazda의 로터리 엔진은 여기에서 논의되지 않으며 Auto Illustrated에서 소개했습니다.)

4행정은 흡기, 압축, 연소, 배기입니다. 이 4가지 과정을 마치면 엔진은 1사이클(2턴)을 완성하게 됩니다.

4행정의 이해

피스톤은 피스톤로드와 크랭크샤프트로 연결된다.

1. 피스톤이 위에서 시작하여 흡기 밸브가 열리고 피스톤이 아래로 이동하면서 오일-공기 혼합물을 흡입합니다.

2. 피스톤이 위쪽으로 이동하여 오일-공기 혼합물을 압축하여 폭발이 더욱 강력해집니다.

3. 피스톤이 상단에 도달하면 스파크 플러그가 스파크를 방출하여 연료-공기 혼합물을 점화시키고, 폭발로 인해 피스톤이 다시 아래로 이동합니다.

4. 피스톤이 바닥에 도달하면 배기 밸브가 열리고 피스톤이 위로 이동하며 배기 가스는 배기 파이프를 통해 실린더에서 배출됩니다.

참고: 내연기관이 생성하는 최종 운동은 회전 운동이며, 피스톤의 선형 왕복 운동은 결국 크랭크축에 의해 회전 운동으로 변환되어 자동차 타이어를 구동할 수 있습니다.

3. 실린더 수

엔진의 핵심 구성요소는 실린더이며, 위의 설명은 단일 실린더의 운동 과정이며, 실제 적용되는 엔진은 모두 다중 실린더를 가지고 있습니다(4기통, 6기통, 8기통이 더 일반적임). 우리는 일반적으로 실린더 배열에 따라 엔진을 분류합니다(인라인, V 또는 수평 대향)(물론 실제로 2개의 V로 구성된 폭스바겐 그룹의 W 유형도 있습니다).

다른 배열은 엔진에 부드러움, 제조 비용 및 외관 측면에서 장점과 단점을 부여하며 해당 자동차에 장착됩니다.

4. 변위

연소실에서 혼합물의 압축과 연소가 이루어지며, 연소실 부피의 변화, 최대 및 최소값의 차이는 리터(L) 또는 밀리리터(CC)로 측정되는 변위입니다. 자동차의 배기량은 일반적으로 1.5L에서 4.0L 사이입니다. 각 실린더의 배기량은 0.5L, 4기통의 배기량은 2.0L이다. 6개의 실린더를 V자 형태로 배열하면 V6 3.0리터이다. 일반적으로 배기량은 엔진의 출력을 나타냅니다.

영향 요인

1.1 구조 제조

다양한 자동차 부품의 설계, 제조, 조립은 엔진 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 이러한 요소는 주로 자동차 제조업체에서 비롯되며 사용자와는 거의 관련이 없습니다. 각 자동차 제조업체의 공인 정비소는 엔진 사용 중에 발생하는 몇 가지 일반적인 문제를 제조업체에 피드백하여 개선을 요청해야 합니다.

1.2 사용

엔진의 수명을 연장하려면 올바른 사용이 필수입니다.

1.2.1 부하 선택

엔진 부하는 부품의 강도와 수명에 직접적인 영향을 미치며, 부하가 증가하면 각 어셈블리의 작업 부하도 증가합니다. 마모량이 증가합니다. 처음 사용하는 차량인 경우 마모량이 더 커집니다. 신차나 정밀검사 후 차량의 최대 속도를 제한하고 부하를 줄이며 엔진의 수명을 연장하기 위해 일반적으로 기화기에는 속도 제한 플레이트가 설치됩니다. 속도 제한기를 조기에 제거하면 조기 이상 소음, 오일 누출, 공기 누출 및 엔진 출력 저하가 발생하여 엔진의 수명이 단축됩니다.

1.2.2 연료 및 윤활유 선택

연료 선택은 차량이 지정한 브랜드를 준수해야 합니다. 저등급 연료를 사용하는 것은 금지되어 있습니다. 그렇지 않으면 노크할 수 있습니다. 엔진이 작동할 때 발생하는 현상으로, 기계 부품이 강한 충격을 받고 부품에 가해지는 추가 부하가 증가하여 기계 부품의 마모가 가속화됩니다. 폭발로 인해 발생하는 고온, 고압 및 충격파는 실린더 벽의 윤활유 막을 파괴하고 기계 부품의 윤활을 악화시킵니다. 테스트 결과, 엔진은 노킹이 있을 때와 없을 때 각각 200시간 동안 작동하는 것으로 나타났습니다. 노크가 있을 때 실린더 상부의 평균 마모는 노크가 없을 때보다 2배 이상 많은 것으로 나타났습니다. 또한, 과도한 불순물을 함유한 연료는 기계 부품의 마모 및 부식을 가속화시킵니다.

윤활유의 선택도 엔진의 작동 요구를 충족해야 합니다. 엔진 윤활유의 점도가 낮으면 윤활유 압력이 낮아지고 유막이 형성되지 않아 경계가 발생합니다. 마찰 또는 건식 마찰; 윤활유 점도가 너무 크면 유동성이 좋지 않아 냉간 시동에 도움이 되지 않습니다. 동시에 윤활유가 오일을 통과하는 데 오랜 시간이 걸립니다. 여과하고 윤활 부분에 도달하면 시작 마모가 증가합니다.

윤활유의 양을 적절하게 추가해야 합니다. 오일 레벨이 너무 높으면 운동 저항이 증가하고 출력이 감소할 뿐만 아니라 윤활유가 실린더 안으로 빠져나가는 원인이 됩니다. 연소되어 과도한 탄소 침전물이 발생하고 윤활유가 너무 작으면 오일 압력이 낮아 유막을 형성하기 어렵습니다. 또한 건조 마찰이나 경계 마찰이 발생하여 마모가 증가하고 비정상적인 소음이 발생합니다. 베어링이 파손되어 실린더 당김, 타일 연소 등 심각한 사고를 일으키기도 합니다.

1.2.3 냉간 시동 및 냉각수 온도

냉간 차량 시동 시, 특히 겨울철 차량 시동 시 온도를 높이기 위한 예열 조치나 저온 크랭킹 및 느린 회전이 필요합니다. 최대한 많이 사용하면 가속기를 세게 밟는 것이 금지됩니다. 엔진을 냉간 시동하면 윤활유의 점도가 높아지므로 윤활 부위에 도달하는 데 시간이 더 오래 걸립니다. 온도가 -15°C일 때 액셀러레이터를 작동하면 이 시간 동안에만 윤활유가 커넥팅 로드 베어링과 실린더 헤드의 움직이는 부품으로 흐를 수 있다는 데이터가 있습니다. 세게 누르면 엔진 속도가 급격히 증가하고 윤활유가 도달하지 못한 부분에 건식 마찰이 형성되어 마모가 악화됩니다.

엔진 온도가 너무 높으면 윤활유가 묽어져 좋은 윤활유막을 형성할 수 없으며, 이로 인해 기계 부품의 마모가 증가하고 노킹이 발생하기 쉽습니다. 그러나 수온이 높다고 무작정 서모스탯을 떼어내면 엔진이 장시간 낮은 온도에서 작동하게 되어 엔진이 과도하게 마모될 수도 있습니다.

1.3 도로

노면의 품질은 차량 속도, 연료 소비 및 마모에 큰 영향을 미칩니다. 도로 표면이 자갈이나 진흙이면 주행 저항이 끊임없이 변합니다. ; 저항이 크면 엔진은 고부하 조건에서 작동하게 되며, 이때 실린더의 압력이 증가하고 마모가 증가하게 됩니다.

1.4 기후

겨울에는 윤활유의 점도가 낮아 윤활 부품에 들어가는 속도가 느려져 엔진이 오랫동안 건조해집니다. 더운 여름, 자동차의 여러 부품이 뜨거워집니다. 주변 온도가 40°C이면 전자 부품의 성능에 심각한 영향을 미치고, 높은 온도로 인해 점화 시스템이 제대로 작동하지 못하게 됩니다. 윤활유는 얇아지고 유막이 형성되기 어려워져 엔진의 건조 마찰 경향이 증가합니다.

1.5 운전

운전 능력의 숙련도는 엔진의 성능과 수명에도 영향을 미칩니다.

1.5.1 기어 선택

운전 중에는 "고속 기어를 세게 잡지 마십시오"라는 원칙을 숙지해야 합니다. 그렇지 않으면 엔진이 오랫동안 고속으로 작동하게 됩니다. 시간이 지나면 엔진에 여유 전력이 없고 안정성이 떨어지게 되어 비틀림 진동과 충격이 발생하여 기계 부품이 손상될 수 있습니다. "저속 기어에서 세게 돌진하지 마십시오." 그렇지 않으면 엔진 온도가 상승하여 조기 점화가 발생합니다. 폭연으로 인해 엔진이 조기 마모됩니다.

1.5.2 차량 속도 선택

차량 속도는 각 운동학적 쌍의 마모량에 큰 영향을 미치며 마모량은 상대 운동 속도, 양압 및 마모량에 따라 달라집니다. 마찰 계수. 고속에서는 피스톤의 평균 선속도가 상대적으로 크기 때문에 실린더에 대한 마모가 크다. 특히 연소가 좋지 않은 경우에는 탄소 입자로 형성된 연마 입자가 마모를 증가시킨다. 차량 속도가 낮으면 윤활유 압력이 낮고 유막 강성이 작고 윤활 상태가 좋지 않아 마모량이 증가합니다.

1.6 정비 품질

엔진 정비 강화는 엔진 수명을 연장하기 위한 중요한 조치입니다. 일상적인 점검과 정비 항목 외에도 엔진의 '흡입구'를 닫고 '3대 필터'(오일 필터, 자동차 필터, 에어 필터)를 깨끗하게 유지하는 데 집중해야 합니다. "3개의 필터"가 작동하지 않으면 공기 중의 다량의 먼지와 윤활유 및 연료의 불순물이 실린더에 유입되어 마모가 악화됩니다.

실습에 따르면 공기 필터가 고장날 경우 중국 북서부 또는 북부 지역에서 운전할 때 실린더에 유입되는 먼지의 양은 하루 최대 30g에 달할 수 있으며 실린더 마모는 평소보다 100배 더 커질 수 있습니다.

2 대책

2.1 차량을 올바르게 운전하십시오.

적절한 시간에 기어를 변속하십시오. 엔진의 초기 시동 횟수를 최대한 줄이십시오. 가능합니다. 특정 냉각수 온도를 유지하십시오. 속도를 현명하게 선택하십시오.

2.2 연료 및 윤활유의 합리적인 선택

2.3 엔진 정비 강화 및 정기 정비

그래서 실린더 수를 늘리거나 각 실린더의 연소실 용량을 늘리는 것 더 많은 힘을 얻을 수 있습니다.

5. 엔진의 기타 부품

캠축은 흡기 밸브와 배기 밸브의 개폐를 제어합니다

스파크 플러그는 스파크를 방출하여 엔진을 점화시킵니다. 연료-가스 혼합물로 인해 폭발이 발생합니다. 불꽃은 적절한 순간에 방출되어야 합니다.

밸브 공기 흡입 및 배출 밸브는 적절한 시기에 열려 오일-공기 혼합물을 흡입하고 배기가스를 배출합니다. 압축 및

연소 중에는 연소실 밀봉을 보장하기 위해 이 두 밸브가 닫힙니다.

피스톤 링 실린더 벽과 피스톤의 밀봉을 제안합니다:

1. 압축 및 연소 시 오일-공기 혼합물 및 배기가스가 윤활유 탱크로 누출되는 것을 방지합니다.

2. 윤활유가 실린더에 들어가 연소되는 것을 방지하십시오.

기름을 태우는 대부분의 자동차는 엔진이 너무 오래되었기 때문에 발생합니다. 피스톤 링이 더 이상 밀봉되지 않습니다(배기관에서 녹색 연기가 나옵니다).

피스톤 로드 피스톤 링과 크랭크 샤프트를 연결하여 피스톤과 크랭크 샤프트가 각각의 운동을 유지하도록 합니다.

크랭크샤프트를 둘러싸고 있는 윤활유 홈에는 상당한 양의 오일이 들어있습니다.