[기타] Internal Combustion Engine #A42509 [NON SCALE AirFix Made In CHINA] PT1

[mirageknight [왕성국]]

안녕하세요~~ 미라지나이트 입니다.

한동안 봄이 오나싶은 따뜻한 날씨가 계속되더니 역시나 봄을 시샘하는 꽃샘추위가 봄을 못오게 하네요.. 오늘도 꽤 춥더니 내일은 영하로 떨어진다고 합니다. 옷 단단히 입고나가시길 바랍니다.

요즘 에어픽스 제품들을 소개하고 있습니다. 이중 좀 독특한 아이템이 있어 소개하죠..

42509번 Internal Combustion Engine 이라는 제품입니다. (킷을 제공해주신 까페회원이신 이용우님께 감사의 말씀을 드립니다.)

 이 제품은 4행정 내연엔진을 재현한 작동모형(REAL WORKING MODEL KIT) 입니다.

4행정 기관

• 자동차 관련 정보

Contents

1 개요

2 4행정 엔진의 작동 순서

2.1 흡입

2.2 압축

2.3 폭발

2.4 배기

3 장/단점

1 개요

내연기관의 한 방식으로, 가장 보편적으로 이용되는 방식. 4행정 기관, 4사이클 엔진 등으로 불린다.
크랭크축이 1회전 하는동안 1사이클이 끝나는 2행정 엔진과는 달리, 크랭크축이 2회전 하는동안 흡입-압축-폭발-배기의 4행정을 하여 1사이클을 완성하는 엔진이다. 즉, 4행정 엔진이 1사이클을 완료하면 크랭크축이 2회전, 캠축이 1회전, 각 실린더의 흡기밸브와 배기밸브는 각 1회 열리고 닫히는 형태이다.

[2행정기관과 4행정 기관의 차이 중고등학교 시절 공업시간에 배운것을 기억하자~]

2 4행정 엔진의 작동 순서

모식도에서, 각 과정은 다음과 같다.

1-흡입 / 2-압축 / 3-폭발 / 4-배기

모식도는 DOHC엔진의 단면도로, 두개의 캠축이 실린더헤드에 위치한것을 볼 수 있다.

[4행정 내연기관의 일반적인 작동방식 흡입-압축-폭발-배기 이걸 기억하는가..?]

2.1 흡입

맨 처음 행정으로, 흡기밸브가 열리며 실린더가 상사점에서 하사점으로 하강한다.
이 동안 혼합기 (GDI 엔진이나 디젤 엔진에서는 공기만 흡입한다)가 흡기 매니폴드와 실린더의 부압으로 인해 흡입되며, 크랭크축이 총 180도 도는 시점까지 진행된다.

 

2.2 압축

압축행정은 피스톤이 하사점에서 상사점으로 올라가는 행정으로, 흡기/배기밸브는 닫힌 상태에서 혼합기를 압축한다.
보통 가솔린엔진은 7~11:1의 압축비를 가지며, 디젤은 15~22:1정도. 그리고 엔진의 회전속도가 빠를수록 압축비가 올라간다.

디젤 엔진의 경우, 압축착화를 통한 폭발이기 때문에 압축비가 높은 편이다.

이 과정까지 크랭크축이 회전한 각도는 360도.

 

2.3 폭발

혼합기가 연소되는 과정으로, 이 과정에서 디젤 엔진은 연료를 분사하여 폭발시킨다. 가솔린 엔진의 경우엔 점화플러그에서 스파크를 이용하여 점화하지만, GDI 엔진은 가솔린을 분사하며 스파크점화를, 디젤 엔진의 경우 공기가 압축되면 온도가 올라가는 현상을 이용하여 압축압력으로 점화를 한다. 디조토 엔진이라 불리는 가솔린 압축착화기술도 있으나, 아직 상용화 되지 않았다.

연료가 연소되면서 발생하는 연소가스의 압력으로 피스톤을 밀어내며, 이 과정에서 동력이 발생한다.

이 과정까지 크랭크축이 회전한 각도는 540도.

2.4 배기

배기행정은 배기밸브가 열리면서 폭발행정에서 발생한 연소가스를 실린더 밖으로 배출시킨다. 피스톤은 하사점에서 상사점으로 올라간다.

이 과정까지 크랭크축이 회전한 각도는 720도로, 2회전이다.

3 장/단점

• 장점
  
  • 각 행정의 작동이 완전히 구분되어 있다
    
  • 저속과 고속의 넓은 범위의 회전속도 변화가 가능하다
    
  • 연료 소비율이 적으며, 흡기를 위한 시간이 충분히 있기 때문에 배기량 대비 효율이 높다.
  • 엔진이 저속회전중일때와 시동시 운용이 쉬운편
    
  • 실화의 발생이 적고, 흡입행정시 흡기되는 공기의 냉각작용으로 열 부하가 적다
    

[4행정 기관은 사용되는 연료에 따라 다소 차이가 있지만은 작동원리는 동일하다.]

• 단점
  
  • 밸브 개폐기구로 인해 구조가 복잡해지며, 충격이나 기계적 소음이 늘어난다.
    
  • 실린더 수가 적으면 폭발행정이 쭉 이어지지 않아 작동이 원활하지 못하다.
    
  • 회전력이 균일치 못하다.[보통 한번 폭발에 피스톤이 두번왕복, 크랭크축은 두바퀴를 돌게 되는데 폭발 할때의 회전력과 압축할때의 회전력이 같을 수가 없기 때문. 이 문제를 해결하기 위해 2기통 이상의 엔진에서는 각각의 피스톤이 서로 다른 시점에서 폭발하도록 한다. 이 특성 때문에 기통이 많아 질 수록 각각의 실린더의 폭발의 진동이 상쇄되기 때문에 다기통 엔진이 진동이 없고 부드럽다고 느끼게 된다.]
    
  • 같은 출력의 2행정 엔진에 비해 무게가 무겁다.
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• [4행정 내연기관의 중요 부품중 하나인 피스톤과 실린더실의 내부구조 이곳에서 4행정기관의 모든 액션이 이루어지는 중요한 부품중 하나이다]
  

 

[4행정 내연엔진이 주로 사용되는 기계에는 우리가 잘 아는 자동차를 비롯 전차와 각종 공업기계에 이 원리가 들어간다. 구조는 약간 다르지만 항공기용 엔진도 기본원리는 동일하다]

출처 엔하키미러 (http://mirror.enha.kr/wiki/4%ED%96%89%EC%A0%95%20%EA%B8%B0%EA%B4%80)

1.박스 및 외형

[약 45X 29X 7.5 센티의 다소 큰 박스 입니다.]

[에어픽스 제품 특유의 붉은색 박스 디자인이 매우 강렬해 보입니다.]

[이 제품은 실물과 비슷하게 작동되는 작동모형 입니다. 4행정 내연기관의 구조를 그대로 재현하고 있죠..]

[레벨을 비롯한 유럽제품들의 장점중 하나는 제품의 난이도를 표시하고 있다는점으로 모형을 처음 접하는 분들이나 아이들에게 맞는 수준의 제품을 선택할수 있게 되어있다는 점 입니다. 스킬3이면 무난한 수준 입니다.]

2. 내용 및 특징

[박스를 열어보면 상당히 푸짐하게 뭔가 가득차 있습니다.]

[다른 에어픽스 제품과는 달리 박스가 상당히 튼튼한데.. 이유를 알아보니 제작국가가 중국이더군요.. 중국산 제품의 박스들은 대체로 매우 단단한 박스를 가지고 있죠]

[펼쳐보니 부품들이 상당히 많습니다.]

[이건 엔진몸체 부품 입니다. 내부가 보이게 투명 abs 수지로 사출되어 있습니다.]

[강도가 상당히 튼튼합니다. 당연한것이 강도면에서는 플라스틱 수지중 상당한 강도를 자랑하는 ABS 수지니까요.. 대신 일반 플라스틱 접착제로는 접착이 안됩니다. 전용 ABS수지용 접착제나 에폭시 접착제를 써야죠.. 뭐 대부분이 볼트와 나사로 조이게 되어 있어 접착할 부분은 없긴 합니다만 좀 깐깐한분들은 거슬릴부분 같아 보입니다.]

[실린더가 왕복할 부분은 부드럽게 잘 가공되어 있습니다.]

[이건 헤드 부품같네요..]

[이건 크랭크 부품 입니다. 나중에 동영상으로 보면 알겠지만 실린더의 작동에 의해 이게 회전운동을 합니다. 역시 ABS수지 부품..]

[이건 크랭크 축의 회전을 팬으로 옮겨주는 체인부품으로 고무부품 입니다.]

PT2에 계속