4회 - 가솔린엔진과 디젤엔진의 비교

가솔린엔진은, 연소개시 전에 미리 공기와 연료를 혼합 시켜 얻어진 혼합기를 전기적으로 발생시킨 불꽃으로 점화하여 연소시킨다. 옛날에는 기화기(Carburetor)로 혼합기를 형성시켰지만 최근에는 전자식 연료분사장치를 이용하여 혼합기를 형성시킨다. 더 나아가 실린더 내에 연료를 직접 분사하는 가솔린 직접분사엔진도 실용화되어 있다. 디젤엔진은, 고압의 인젝터를 사용하여 연료를 실린더 내에 직접분사하고, 높은 압축압력에서 얻어지는 고온 때문에 분사된 연료가 발화되는 연소방식을 취하고 있다. 좀 더 자세히 가솔린엔진과 디젤엔진의 특징을 비교해 본다. 압축비 : 가솔린엔진은 노킹(Knocking)을 피하기 위하여,통상 압축비를 8~12정도로 설정하고 있다. 디젤엔진은 연료를 자기발화 시키기 위하여 17~23정도의 높은 압축비를 사용한다. 실린 더내 최고압력 : 가솔린엔진의 실린더내 최고압력은 60~80기압이지만, 터보를 장착할 경우는 100기압을 초과할 수도 있다. 디젤엔진은 실린더 내 최고압력이 보통 90기압정도이고 터보를 사용하면 150기압정도가 된다. 출력제어방식 : 엔진에서 발생되는 출력을 조절하는 방식이 가솔린엔진과 디젤엔진에서 서로 다르다. 가솔린엔진은 드로틀밸브(Throttle valve)에 의하여 엔진으로 공급되는 공기량을 제어하고, 엔진으로 공급되는 공기량에 알맞은 연료를 공급하여 출력을 조절하는 반면에,디젤엔진에서는 엔진에 공급되는 연료분사량을 제어하여 출력을 조절한다. 디젤엔진에서도 일부는 드로틀밸브를 사용하지만 이것은 엔진회전수의 지나친 상승을 막고 진동을 제어하기 위한 것이다. 점화방식 : 가솔린엔진에서는 스파크플러그의 전기적 불꽃을 이용하여 혼합기에 점화한다. 따라서,연료로는 공기와 잘 섞이도록 휘발성이 높은 가솔린이 사용된다. 디젤엔진에서는 높은 압력의 분위기 내에서 연료의 자기착화로 연소가 개시되기 때문에, 자기착화성 즉,세탄가가 높은 경유를 연료로 사용한다. 연료공급방식 : 가솔린엔진은 전자제어방식 연료분사장치를 주로 사용하고 있으며, 흡기관내에 약 2.5기압~4기압정도의 압력으로 연료를 분사시킨다. 디젤엔진에서는 연소실 내로 연료를 직접 분사하기 때문에 고압분사장치를 사용한다. 현재 1000기압이 넘는 고압분사장치도 실용화되고 있으며, 출력상승과 배출가스 개선을 위하여 전자제어방식이 활발히 도입되고 있다. 엔진의 구조 : 디젤엔진이 높은 압력하에서 운전되기 때문에, 엔진의 각 부분에 있어 기계적인 응력과 열부하가 가솔린엔진에 비교하여 더 높다. 그러므로, 엔진의 구조적 부품이나 운동부품의 강성과 강도가 가솔린엔진에 비하여 더 크다. 이상의 내용을 간단하게 표로 정리하면 아래와 같다. 항 목 가솔린 엔진 디젤 엔진 연 료 가솔린 경 유 압축비 9 ~ 12.5 17 ~ 23 실린더내 최고 압력 70 ~ 90기압 80 ~ 150기압 출력 제어 방식 흡입공기량 제어 드로틀밸브 조절 연료분사량 제어 연료분사펌프조절 점화 방식 불꽃 점화 압축 자기착화 연료 공급 방식 흡기관내 공기/연료 혼합 실린더내 분사