과학

자동차 엔진에 대해 알아보자2

자 알바를 끝내고 돌아온 읽판초보야

1편에 예고한대로 노킹에대해서 말을 하기전에 먼저 글을쓰는 목적을 말해야할거같아

 

앞으로 개드리퍼(게이는 좀 그렇다)들도 나이가 차고 차를 사야될때가 올거고, 현대사회에서 차는 뗄래야 뗄수 없는사이니까

차에 붙어있는 이니셜이나, CF에서 나오는 기술 그런것들을 그냥 지나치기보단 한번쯤 생각해보길 바래서야

그러니까 차에대해서 고수형님들은 내가 혹시 쓰면서 틀리거나 오해할만한것들이 있으면 지적해주길 바래 ㅎㅎ

 

자 본격적으로 노킹에 대해서 설명하자

노킹이란?

기관이 압축행정시에 발생하는 이상연소야

정상연소가 아니라 일시적인 과폭발로 연소실 내부에 충격을 주게되는 현상으로 가솔린기관에서는 점화후, 디젤기관에서는 착화후에 일어나는 현상이야

좀더 알기쉽게 비유를 하자면 10연발폭죽이 한방에 터지는거같은거야 굉장히 안좋은현상이지

 

노크가 왜 안좋은가?

폭발력이 커지면 좋은거 아니에요? 라고 물어볼수 있어 그렇지만 노크가 일어나게되면 순간최대압력은 증가하지만 평균압력은 줄어든다고해 그래서 출력에서 손해를 보지

또한 연소실내부에 충격을 주게되고, 과한 충격으로 오일에의한 유막이 깨지게되어 파손도 일어날수 있어

유막과 가스막이 깨지게 되어서 열전달도 쉽게되어 엔진이 쉽게 과열되기도 해

 

 

먼저 가솔린기관의 노크에대해서 말을 할게

노크의 발생원인은 아직 여러 가설이 있지만 가장 신빙성있는것은 자연발화설이야.

연소과정에서 연소가 진행될때에 화염층이 퍼지게 되는데 이때 연소가스의 급격한 압력상승으로

아직 연소가되지않은 혼합기가 압축되어 온도가 높아지고, 또 옆에있는 화염층에서도 열을 전달받기때문에 발화점을 넘어서 자연발화가 된다는 이야기야

 

이러한 노크현상의 몇가지 원인요소를 보자면

1.화염전파거리가 길어질때-혼합기가 한방에 빵~!하고 터져줘야하는데 혼합기가 너무 넓게 퍼져있어서 점화된곳은 터지고 있고, 반대쪽은 놀고있는경우야

2.압축비가 너무 높을때-압축행정을통해서 혼합기를 압축할때에 너무 큰 압력으로 압축하게되면 압축에의해 열을 받아 자연발화가 일어나 노크가 일어나

3.점화플러그의 위치-점화를 시켜주는 점화플러그가 이상한 구석에 짱박혀있으면 화염전파거리가 길어지겠지?

4.혼합기의 와류가 적을때-와류가 강한만큼 연소가 잘되

   -잠깐설명 와류란? : 고의로 만들어낸 공기의 흐름이야 산불이 났을때 바람이 불면 불이 거세지잖아? 잘 옮겨붙고. 똑같은 원리로 연소실내에서 혼합기가 잘 섞이고 

                                      잘 연소되도록 혼합기에 유동을 만들어주는데 주로 텀블과, 스윌이 있어 이거는 나중에 또 설명해줄게

5.과부하 혹은 장시간주행으로 인한 엔진과열-과열되면 엔진이 뜨거워지고 당연히 연소실내부도 뜨거워지겟지?

6.흡입공기가 건조할때-수분이 너무 없으면 연소가 잘되기는 하는데 그만큼 자연발화도 잘되기때문에 그래

 

대략 이정도야.

 

다음은 디젤기관의 노크야

디젤기관에서의 노크를 설명하기에 앞서 디젤기관의 연료분사에 대해서 조금 보충설명을 할게

전 글에 디젤기관은 압축된 연소실에 디젤을 분사해서 폭발을 일으킨다고 했어

그건 디젤이 가지는 연료적 특성때문인데 디젤은 인화성이 낮고 발화성이 높기때문에 연소실의 압축을 통해서 디젤이 발화할수있는 온도를 만들어주는거야

즉 가솔린에서의 점화시기가 디젤에서는 연료분사시기이지.

이런 디젤기관의 연료분사에서 중요한것은 안개화, 분포, 관통이야 디젤을 안개처럼 아주 작게, 골고루 멀리 쏴줘야되는거지

디젤기관의 연소 순서는

압축행정이 끝나갈무렵 디젤이 분사되고 압축이 끝날때에 맞춰서 폭발이 일어나 - 이때가 착화지연기간이야 디젤을 분사는 했지만 아직 터지진않은상태

폭발이 일어나서 화염이 번지는 기간이 - 화염전파기간

폭발이 계속 일어나고 있고, 연료도 계속 분사되고 있는 기간이 - 직접연소기간

연료의 분사는 끝났지만 남아있는 연료가 연소되는기간이 - 후기연소기간이야

 

디젤의 노크는 가장 처음의 착화지연기간이 가장중요해

이 착화지연기간이 길면 연료의 양은 늘어나는데 폭발이 안일어나게되어 결국 나중에 폭발이 일어날때에 너무 크게 일어나게되어 문제가 되는거야

그렇기때문에 디젤노크는 이 착화지연기간만 잘 잡아주면 문제가 없어

이 착화지연기간에 영향을 주는 요소는

1.압축비, 흡입공기온도, 실린더벽 온도-디젤이 착화되기위해서는 온도가 높아야되는데 이 3가지가 온도에 관여하기때문이야

2.흡입공기압력-마찬가지

3.연료분사시기-너무 일찍 분사를 하게되면 그만큼 착화지연이되겟지?

4.기관회전속도-rpm이 올라가면 열부하가 증가되여 엔진온도가 올라가고 그에따라서 디젤도 착화가 잘 되게되

 

 

자 마지막으로 가솔린과 디젤을 비교해보자

 

 

가솔린                                디젤

압축비가 높을때              압축비가 낮을때

흡기온도가 높을때          흡기온도가 낮을때

엔진이 과열됬을때          엔진이 과냉됬을때

발화기간이 짧을때          착화지연기간이 길때

 

이렇게 가솔린기관과 디젤기관의 특성이 다르기때문에 좀더 관리에 있어서 세심한 관심이 필요해.

다음에는 예고한대로 타이밍에 대해서 말을할께 주로 밸브개폐선도를 이야기하면서 흡기기술에대해서도 몇가지 이야기해줄께

앞으로도 많은 관심과 태클 부탁해 ㅎㅎ

 

ps.아마도 일요일늦은밤이나 월요일 오후가 될거같아

7개의 댓글

ㅁㄴㅇㄹ
2013.05.25
센서도 좀 설명해주면 좋겠다
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@ㅁㄴㅇㄹ
센서는 기관도 기관이지만 전자제어쪽에 가깝다보니 나중에 전기까지 서술할 기회가 되면 그때하려고
사실 전자제어쪽은 나도 잘 몰라서 ㅎㅎ

그러니까 내가 기관>>섀시>>전기 까지 꾸준히 쓸수있게 계속 지켜봐줘
0
노킹
2013.05.26
노킹 이론위주네, 차 엔진 노킹나면 그 차 팔아버리고 다른거 사는게 정신건강에 좋다. ㅋㅋ
왜냐면 내가 지금 그고생 하고 있거든ㅋㅋㅋ
아니면 수리할 생각 말고, 엔진 교체가 답임.
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내돈
2013.05.26
노킹 원인 1번 때문에
플러그를 다중으로 설치하는 경우도 있음

그리고 보통 점화플러그는 1개인 경우에는 가운데 정중앙에 위치하고 있고
플러그의 위치는 바꿀수가 없는데;;;

또 유사연료 사용시 노킹이 발생할수 있음

과폭발이라기보다는 연소타이밍이 어긋나는거임... 즉 압축행정에서 한창 압축해야되는데
압축이 다되기 전에 먼저 뻥

그리고 점화후가 아니라 점화전에 발생됨..

연료도 어찌보면 엔진 냉각에 일조를 함
기화된 연료가 뜨거워진 피스톤에 닿으면 기화되고 기화되면서 피스톤의 열을 가져가버림
이 과정에서 피스톤이 너무 뜨거우면 그때 점화가 되어버림
0
@내돈
냉각에 관해서는 과급기와 흡배기쪽에서 이야기를 하려고 생각중이야
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십닝
2013.05.28
정확히 보자면
디젤엔진은 점화플러그가 필요가 없어..
그렇다고 없는것이냐?그건 아니야..있긴하지만 그건 점화를 위한게 아니라 추은날 경유를 예열시켜 원활히 폭파시키기 위함이야.,겨울철 경유차의 초기시동불량의 원인이기도 하지.,
정상적인 경우 경유엔진의 점화과정은
압축-부피감소로 인한 온도상승-그 온도에 의해 자연발화..
이런 식으로 이루어져..
0
자동차과
2013.06.03
공도이들이 많구만 기분좋다 동질감 생겨 ㅎㅎㅎ
0
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