출력,토오크(Torque),연료소비율
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엔진의 기본 성능으로는 출력,토오크, 그리고 연료소비율이 있다. 엔진이 각 RPM조건에서 가장 많은 출력을 낼 수 있는 전부하조건에서의 기본성능의 예를 우측 그림에 보인다. 토오크에 대신하여 평균유효압력(Mean Effective Pressure)를 사용하는 경우도 있다. 평균유효압력은 엔진이 1사이클을 작동하는 동안 발생시키는 일을 행정용적으로 나눈 값으로, 단위행정용적당 일을 보이는 것이므로 크기가 다른 엔진의 비교에 사용된다.토오크 곡선의 형태는, 회전속도에 의한 용적효율과 가스교환,연소의 변화등에 의해 결정되므로, 설계할 때에 엔진의 사용조건을 고려하고, 최고치를 얻을 수 있는 회전속도를 조율 할 필요가 있다. 또, 유해가스 성분의 배출을 억제하기 위해, 엔진내의 열부하가 과대하게 되지 않도록 연료공급량을 줄여서, 토오크를 제한하는 경우도 있다. |
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이와 같은 토오크 특성때문에 저중속도의 주행조건에서 큰 구동력을 얻으려면, 엔진의 회전속도를 올리고 감속비를 크게 하여, 타이어에서 발생하는 토오크를 크게 할 필요가 있다. 저속회전에서 부하가 너무 크면, 저주파수의 진동이 과대하게 되기 때문에 이 것을 피해야 한다. 자동차용 엔진에서 변속기가 필요한 것은 이와 같은 이유때문이다. 또한, 엔진 고유의 결점으로서,기계마찰에 의한 손실이 불가피하게 존재하기 때문에.부분부하 영역에서 연료소비율이 악화되는 경향이 있다. 이에 대한 대책으로는, 윤활특성을 개선하는 것과, 요구출력이 작은 경우에는 비교적 높은 토오크, 저회전으로 운전하는 것이 유리하다. | |
저공해성과 저연비성
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최근, 자동차용 엔진에 대해서는 고토오크,고출력의 요구와 더불어 환경에 대한 고려가 엄격하게 요청되고 있다. 즉, 도시에서의 대기오염을 일으키는 주요인으로 인식되어, 자동차로부터 배출되는 유해가스를 줄여야 함과 동시에, 지구온난화가스인 이산화탄소의 배출을 억제하는 것이 요청되고 있다. 향후에도 계속적으로, 그리고 전세계적으로 자동차 배출가스규제와 연비규제가 강화될 예정이므로, 가솔린엔진은 연비개선에, 그리고 디젤엔진은 배기가스정화에 특별한 관심을 가지고 집중 육성,개발되어야 한다. 그러나, 이를 위해서는 엔진자체의 연소기술의 개발과 더불어 배출가스 후처리시스템의 개발,그리고 연료특성의 개선등도 진행되어야 한다. 즉, 엔진의 연소기술,후처리 기술, 그리고 연료기술의 요소기술들이 적절하게 잘 조합되어야만 향후의 규제들을 만족할 수 있을 것이며, 이 방법이 향후의 엔진개발 방향을 결정하게 될 것이다. 이외에도 엔진에 요구되는 특성으로는, |
