장미와 핸들/자동차 상식

4행정 엔진의 작동과정

카즈앤미 2008. 3. 5. 12:01

4행정 엔진의 작동과정

   현재 국내에서 제작되고 있는 자동차의 엔진은 모두 흡입,압축,팽창,배기의 각 행정을 순서대로 진행하는 4행정(4 Stroke)엔진입니다. 각 실린더에서 이 4행정이 순차적으로 진행되고, 4기통 엔진,6기통엔진과 같은 다기통 엔진에서는 각 기통별로 정해진 순서에 따라 이들 행정들이 계속 반복됩니다. 예를 들어, 4기통 엔진의 경우에 1번 실린더에서 흡입행정이 진행되면 다음에는 3번 실린더에서 흡입행정이 진행되고,다음은 4번 실린더,그리고 그 다음은 2번 실린더에서 흡입행정이 진행됩니다. 따라서 1번 실린더에서 팽창행정이 진행될 때,3번 실린더에서는 압축행정이,4번 실린더에서는 흡입행정이,그리고 2번 실린더에서는 배기행정이 진행되고 있는 것입니다. 아래 그림을 보면 각 행정별로 엔진에서 어떤 일들이 일어나는지 알 수 있습니다. 각 행정별 특징을 표로 정리해봅니다.

       copy from familycar.com

행  정

특       징

흡입
(Intake)

피스톤이 아래로 내려감에 따라 열려 있는 흡기밸브를 통하여 공기와 연료의 혼합기가 실린더 내로 충진된다.
피스톤이 가장 아래지점까지 내려오면 흡기밸브가 닫혀 실린더는 닫힌 공간이 된다.

압축
(Compression)

피스톤이 위로 올라감에 따라 실린더 내에 갇힌 혼합기는 압축된다.
피스톤이 가장 아래에 있을 때와 가장 위에 있을 때의 실린더 내부 부피의 비율을 압축비(Compression Ratio)라고 한다. 보통 엔진은 이 압축비가 9:1 ~ 10:1이다.

팽창
(Power   or
Expansion)

점화플러그에 전기적 불꽃 방전이 일어나면 압축된 혼합기가 폭발한다. 폭발에 의해 팽창된 기체는 피스톤을 아래로 밀게 되고, 이렇게 미는 힘이 크랭크축을 회전시키는데 이 회전력이 차량을 추진하는 힘이 된다. 4행정기관에서는 4행정이 모든 진행된 것을 1사이클(Cycle)이라고 하는데, 1사이클이 진행되는 동안 크랭크축은 2회전하게 되어 있다.

배기
(Exhaust)

팽창에 의해 아래까지 밀린 피스톤이 다시 위로 올라 가면 열려 있는 배기밸브를 통해 연소가스가 배출되게 된다. 이때 연소가스는 높은 압력상태에 있기 때문에 배기가스가 배출될 때는 소리가 나게 된다. 이 배기소음을 줄이기 위해 장착된 것이 소음기(머플러 :Muffler)이다.
피스톤이 위에 도달하면 이제 배기밸브가 닫히고 계속해서 흡기행정이 이어진다.