엔진에 흡기장치와 배기장치가 있는 이유는 무엇일까?

엔진에 흡기장치와 배기장치가 있는 이유는 무엇일까?

1.흡입 시스템의 역할

• 산소 공급: 연소의 본질은 연료와 산소 사이의 화학 반응입니다. 

흡기 시스템은 연료가 완전히 연소될 수 있도록 실린더에 공기(산소 포함)를 공급합니다.

• 혼합 연료: 가솔린 엔진의 경우, 흡기 매니폴드가 공기와 분무된 연료를 혼합하여 가연성 혼합물을 형성합니다(디젤 엔진의 경우 실린더에 연료를 직접 분사합니다).

• 냉각 효과: 흡입 공기 흐름은 엔진의 내부 구성품(실린더 벽, 피스톤 등)을 냉각하는 데 도움이 될 수 있습니다.

• 부스트 최적화: 터보차저 또는 과급기 엔진은 흡입량을 강제로 증가시켜 연소 효율과 출력을 개선합니다.

2. 배기 시스템의 역할

• 배기가스 : 연소 후의 배기가스(예: 코₂, 수증기, 질소산화물 등) 

실린더 공간을 차지하지 않고 다음 연소에 영향을 미치지 않도록 적절한 시간 내에 배출해야 합니다.

• 배압 감소: 최적화된 배기 설계는 배기 잔류물을 줄이고 흡기 효율을 향상시킵니다. 배기 파이프의 직경과 길이는 엔진 성능에 영향을 미칩니다.

• 환경 보호 및 소음 감소: 배기 시스템에는 촉매 변환기가 포함되어 있어 유해 배출물을 줄입니다. 

그리고 환경 규정과 편안함 요구 사항을 충족하기 위해 머플러(소음 감소)가 장착되었습니다.

• 터빈 구동: 터보차저 엔진에서는 배기 가스가 터빈을 회전시켜 흡입 측 압축기를 구동하여 흡입 압력을 높입니다.

3. 흡입 및 배기의 협력 작업 엔진은 4행정 사이클(흡입, 압축, 동력, 배기) 또는 2행정 사이클을 통해 에너지 변환을 완료합니다.

1. 흡입 행정: 피스톤이 아래로 이동하고, 흡입 밸브가 열리고 신선한 공기나 혼합 가스가 흡입됩니다.

2. 압축 행정: 밸브가 닫히고 피스톤이 위로 이동하여 혼합 가스를 압축합니다.

3. 파워 스트로크: 점화 플러그가 점화되고(디젤 압축 점화), 혼합물이 연소되어 피스톤을 아래로 밀어냅니다. 

4. 배기 행정: 배기 밸브가 열리고 피스톤이 위로 이동하여 배기가스를 배출합니다. 흡입이 부족하면 연소가 시작될 수 없습니다. 

배기가스가 부족하면 배기가스가 잔류하여 효율이 급격히 떨어지거나 심지어 연소가 중단될 수도 있습니다.

4. 특수한 경우의 비교

• 2행정 엔진: 흡입과 배기는 피스톤 운동을 통해 동기화됩니다(독립 밸브 없음). 

하지만 효율성이 낮고 오염이 심해 주로 소형 장비에 사용됩니다.

• 회전 엔진: 흡입과 배기가 로터의 움직임을 통해 이루어지며, 구조는 다르지만 원리는 비슷합니다.

요약 흡입과 배기는 엔진의 호흡을 위한 핵심 연결고리입니다. 흡입은 연소를 위한 원료를 제공하고, 배기는 폐기물을 제거합니다. 

이 두 가지가 함께 작용하여 엔진이 지속적이고 효율적이며 깨끗하게 작동하도록 합니다. 가변 밸브 타이밍 및 터보차징과 같은 최신 기술은 이 과정을 더욱 최적화합니다. 

성과 향상 및 환경 보호.