엔진의 분류

엔진은 자동차를 구동하기 위한 동력을 발생하는 장치이다. 엔진은 내부의 연료를 연소시키는 과정에서 발생한 열에너지를 기계적 에너지로 변환시키므로써 자동차를 움직이는데, 그 변환방식에 따라 크게 내연기관과 외연기관으로 구분한다.

 

내연기관과 외연기관

 

내연기관은 연료(fule)와 외부공기내의 산소가 혼합되어 연소되는 과정에서 발생하는 열에너지를 이용하는 것으로, 현재 대부분의 자동차에 적용되는 가솔린기관과 디젤기관 등이 바로 이 내연기관에 속한다. 소규모의 시동장치로도 짧은 시간에 작동이 가능하기 때문에 대체적으로 중량과 용적이 작은편이며 출력의 범위도 다양해서 자동차, 항공기, 철도 등의 원동기로 사용되고 있다.

 

외연기관은 열에너지를 발생시키는 부분과 열에너지를 동력으로 변환시키는 부분이 별도로 분리되어 있는 것이 특징인데, 증기기관이 바로 여기에 속한다. 일반적으로 증기기관은 열에너지가 보일러 벽을 통해서 물로 전달되어 증기가 발생하고 그 증기로 일을 하게 되어 있다. 대표적인 예가 왕복식 증기기관이나 증기터빈이다.

 

엔진의 분류

 

1. 사용연료에 따른 분류

가솔린엔진은 휘발유나 LPG를 사용하고 디젤엔진은 경유를 연료로 사용한다.

 

2. 피스톤운동방식에 따른 분류

왕복운동을 회전운동으로 변환시키는 엔진을 왕복엔진(Reciprocating Engine)이라고 하며, 연결형 로터가 회전운동을 하는 엔진을 회전엔진(Rotary Engine)이라고 한다.

 

3. 행정(cycle)에 따른 분류

엔진 피스톤의 상승과 하강의 두 과정 동안 모든 과정이 이루어지는 엔진을 2행정기관(2 Cycle Stroke Engine)이라고 하는데, 현재는 자동차에 사용되지 않고 주로 오토바이에 사용되고 있다.

 

반면에 4행정기관(4 Cycle Stroke Engine)은 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4가지 행정에 의해 2회전이 일어나는 형식으로 현재 대다수의 차량이 이 4행정기관을 채택하고 있다.

 

4. 흡배기 밸브 수에 따른 분류

 

1) SV(Side Valve)

엔진 실린더의 양측에 밸브가 장착된 형태로 현재에는 자동차 엔진에 적용되지 않는다.

 

2) OHC(Over Head Camshaft)

실린더헤드 위에 밸브와 캠샤프트가 장착되어 있는 형태이다. 이 OHC는 고속회전에 유리하기 때문에 현재 대다수의 승용차가 채택하고 있다.

 

3) DOHC(Double OHC)

일반적으로 승용차는 실린더별로 흡입밸브와 배기밸브가 각각 하나씩 장착되어 있는 2밸브방식을 적용하는데, 이 DOHC는 더 높은 출력을 내기 위해 각 실린더마다 2개의 흡입밸브와 2개의 배기밸브가 장착되어 있는 형태이다. 각 밸브가 눌려지면 이에 따라 2개의 캠샤프트가 작동하게 되어 있다. 일명 Twin Cam.으로도 불리운다.

 

5. 연료분사방식에 따른 분류

 

1) 카뷰레터식 연료분사장치(Carburetor Fuel Injection)

엔진에 흡입된 공기 유량에 따라 시소식 형태로 이루어진 기계가 분출하는 연료를 분무상태로 만드는 방식이다. 이 방식은 대체적으로 연료효율이 떨어지고 최근에는 전자기술의 발전과 함께 거의 사용되지 않는다.

 

2) 전자식 연료분사장치(Electronic Fuel Injection)

공기 유량에 따른 연료량이나 연료의 분사시기등을 컴퓨터에 의한 전자 제어로 이루어지는 방식으로 EGI, ECGI, ECI 등으로도 불리운다.

 

6. 실린더의 수와 배열형식에 따른 분류

 

1) 실린더의 수에 따른 분류

실린더 개수에 따라 1기통, 2기통, 3기통등으로 분류되고, 승용차의 경우 3,4,5,6,8,12기통이 대부분이다.

 

2) 실린더의 배치에 따른 분류

실린더가 일렬로 배치되어 있는 형태를 직열형(In-Line Type)이라고 하는데 이 형태는 대개 2~6기통의 엔진에 사용되고 있다. 또 크랭크샤프트를 중심으로 실린더가 마주보는 형태로 배치되어 있는 형태를 수평대향형(Horizon Opposed Type)이라고 하는데 엔진자체의 너비가 넓은 반면에 높이가 낮은 것이 특징이다. 이 밖에도 엔진이 V자 형태로 배치된 것을 V형(V-Shaped)이라고 하는데 이 형태는 엔진 자체를 컴팩트하게 할 수 있는 것이 특징이며 보통 6기통에서 12기통의 엔진에 사용되고 있다.

 

7. 연소방식에 따른 분류

 

1) 정적 사이클

체적인 고정된 형태에서 연소가 발생하는 형태로 가솔린 엔진이 이 정적 사이클에 해당된다.

 

2) 정압 사이클

연소 과정이 일정한 압력하에서 발생하는 것으로 디젤 사이클로도 불리운다.

 

3) 복합 사이클

위 정적 사이클과 정압 사이클이 혼합된 형태로 연소가 일어나며 또 다른 말로는 사바테 사이클(Savathe cycle)이라고도 한다. 대다수 자동차에 이용되고 있는 디젤엔진이 이 복합 사이클에 해당한다.

 

8. 점화방식에 따른 분류

 

1) 스파크 점화식

연료와 외부공기를 혼합시킨 후 전기 스파크에 의해서 점와 및 연소시키는 방식으로 가솔린 엔진이 이 방식에 해당된다.

 

2) 압축 착화식

연료는 필요 없이 공기만 압축시켜 고온에 도달했을 때 연료를 분사시켜 자연적으로 착화시키는 방식을 말한다. 디젤엔진이 여기에 해당된다.