4스트로크와 2스트로크 엔진에 관하여

<div align=left style=font-family:tahoma;font-size:7pt;color:#666666><table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% style="table-layout:fixed;"><col width=100%></col><tr><td valign=top> <img name=zb_target_resize style="cursor:hand" xxonclick=window.open(this.src) src="https://img1.daumcdn.net/relay/cafe/original/?fname=http%3A%2F%2Fwww.onroadzone.com%2F4stroke.gif"> 4스트로크 엔진의 동작 바이크의 카탈로그나 잡지사의 소개에 보면, 엔진의 종류에 '2스트로크/4스트로크' 라는 것을 보셨을 겁니다 이것은 무엇을 의미하는것인지도 궁금하셨을 겁니다 스트로크란 행정을 의미하는데, 행정이란 피스톤이 최고 높이 올라가는 지점(상사점) 과, 최고 낮게 내려오는 지점(하사점) 사이의 거리를 의미하며, 즉, 피스톤이 하사점에서 상사점에 도달할때가 1행정이며, 올라갔다가 다시 하사점으로 내려오면 2행정을 마치게 되는 겁니다. 그럼 2스트로크와 4스트로크는 무엇을 의미하는가? 말 그대로 2행정과 4행정 입니다 (앗.. 돌 날아온다 --;;) 1사이클을 2행정에 마치느냐 4행정에 마치느냐의 차이인데, 이 작은 숫자의 차이가 엄청난 차이가 됩니다. 예를들어 엔진이 10,000rpm 으로 작동하면, 2스트로크 엔진은 10,000번의 폭팔을 하며, 4스트로크 엔진은 5,000번 폭팔합니다. rpm 이란 1분당 회전수를 말합니다. 1분동안에도 엄청난 차이가 납니다. (이는 출력의 차이로 그대로 이어집니다) 그럼 이제 각 엔진의 작동원리를 알아보겠습니다. 우선 기본적으로 엔진은 흡기 - 압축 - 폭팔 - 배기 로 이루어 집니다. * 2스트로크 2스트로크 엔진은 '상승/하강' 이라는 2개의 행정을 가지고 있습니다. 먼저, 상승행정에는 피스톤이 올라가면서 배기구와 소기구가 닫힙니다 배기구는 말 그대로 배기개스가 나가는 구멍이며, 소기구는 크랭크실 안에 있는 혼합기가 실린더 내로 들어오는 구멍입니다. 그리고 상승하여, 실린더내의 혼합기가 압축이 되며 상사점에 도달하게 됩니다. 하강행정에서는, 상사점에 도달한 피스톤이 내려오려 할때 폭팔이 일어나서, 피스톤이 밀려내려 (하강) 오게 됩니다. 피스톤이 내려가면서 배기구가 열리며, 폭팔후 배기개스는 압력이 높음으로 기압차에 의해서 배기구로 빠져나갑니다. 또 소기구가 열려서, 크랭크실에 있던 혼합기가 실린더로 들어가는데, 이는 배기개스가 빠져나가면서 실린더 내의 압력이 낮아지며, 그리고 피스톤이 밀려내려가면서 크랭크실의 압력이 높아졌기 때문에 기압차에 의해서 나가게 됩니다. 그러나 이때 소기구와 배기구가 동시에 열려서 혼합기가 배기구로 빠져나가기도 합니다 (이는 연비와 이어집니다) 이렇게 2행정 1사이클을 마치고, 다시 상승행정에 접어듭니다 * 4스트로크 엔진의 기본적 구조 '흡기/압축/폭팔/배기' 를 각각 다른 행정에 나누어서 하게 됩니다. 즉 4행정에 1사이클을 마치게 됩니다. 먼저 흡입행정에서는 흡기밸브만 열리며, (배기밸브는 닫혀있음) 피스톤이 내려가면서 실린더 내의 압력이 낮아짐으로 혼합기가 실린더 내로 들어오게 됩니다. (이는 주사기를 물에 놓고 당기면 물이 올라오는것과 같은 원리입니다) 압축행정에서는 흡기밸브가 닫히고 피스톤이 올라가게 되어, 실린더내의 혼합기가 압축이 되어 상사점에 도달하게 됩니다 (이때, 밸브는 아무것도 열려있지 않습니다) 폭팔행정은 상사점에 도달해서 피스톤이 내려오려 할때쯤 플러그에서 불꽃이 튀어 압축된 혼합기가 폭팔하며, 압력으로 피스톤이 하강하게 됩니다. (이때, 밸브는 아무것도 열려있지 않습니다) 배기행정에서는 배기밸브가 열리고, 피스톤이 상승하면서 배기개스를 밀어내게 됩니다. 이렇게 4행정으로 1사이클을 맞치고 다시 혼합기를 흡입하게 되죠 여기서 보면, 4행정동안 밸브는 2번 열렸으며, 흡기/배기 밸브가 번갈아가며 열렸습니다. 즉 크랭크 샤프트가 2번 회전할 동안에 캠 샤프트는 1번 회전하게 됩니다. 크랭크 샤프트란 피스톤의 상/하 운동을 받아 회전운동을 하는 축을 말하며, 캠 샤프트란 밸브를 여/닫는 캠을 회전시키는 (연결되어 있는) 축을 말합니다. DOHC , SOHC 는 바로 이 캠 샤프트 (Cam shaft) 에 따른 차이 입니다 DOHC 는 Dubble Over Head Camshaft 로 말 그대로 캠샤프트가 SOHC 의 2배 이며, SOHC 는 Single Over Head Camshaft 의 약자입니다 DOHC / SOHC 의 차는 별도로 강의하겠습니다 캠은 달걀처럼 생겼는데, 가늘고 뾰족(?) 한 부분에 푸시로드의 끝이 닿으면 밸브가 열리게 됩니다. 반대로 둥근 부분에 닿으면 닫히게 됩니다 '측 밸브식' 밸브 장치의 경우는 푸시로드가 아니라 '태핏' 이며 위와 반대로 작동하게 됩니다. 여기서 느낄수 있겠지만, 4행정은 2행정보다 상당히 복잡합니다. * 2스트로크와 4스트로크의 차이점 1. 2스트로크는 1사이클에 크랭크 축이 1번 회전하지만    4스트로크는 2번 회전하게 됩니다. 그러나 둘다 1사이클에    1번 폭팔행정을 가짐으로, 2스트로크의 출력이 더 높습니다.    (즉, 2스트로크는 폭팔후, 상승행정을 한번 가지지만     4스트로크는 폭팔후 상승/하강/상승 행정을 거치게 됩니다) 2. 2스트로크의 크랭크 실은 혼합기로 차 있으나,    4스트로크는 윤활유 (Engine oil) 로 차 있습니다. 3. 2스트로크는 흡/배기밸브가 없고 4스트로크는 있습니다.    2스트로크는 피스톤의 상/하 운동에 의해서 개폐되는    크랭크 리드밸브라는게 있죠 4. 2스트로크는 흡기구와 배기구가 동시에 열림으로 혼합기가    배기구로 일부 빠져나감으로 연비가 나쁩니다    그러나 4스트로크는 2 행정마다 밸브가 1번씩 교체로 열려    혼합기가 빠져나가지 않는다. 고로 연비가 좋습니다. 5. 단기통이나 2기통의 경우 특히 4스트로크보다 2스트로크의    출력이 안정적이다. 4스트로크는 1번 폭팔로 남은 3행정을    마처야 함으로, 처음 폭팔시와 마지막 압축시의 힘의 차가 있습니다.    4기통이상이 되면, 1행정당 1실린더가 번갈아 폭파하게 됨으로    안정적이게 됩니다 (6기통이상이 가장 안정적) * 2스트로크와 4스트로크의 예 국산단기통 125cc 4스트로크의 경우 라이더의 말을 들어보면 연비가 시내주행시 30km/l 정도라고 합니다. 이탈리아제 125cc 2스트로크의 RS125는 주행연비가 15km/l 정도이니... 2스트로크의 연비를 실감할수 있을듯 합니다. 그러나... 출력을 비교해보자... 효성의 인기기종 EXIV 의 경우 125cc 4스트로크 DOHC 엔진을 얹고 있으며, 출력은 13.5마력/10,500rpm 이다. RS50 의 경우는... 배기량이 2/5 밖에 되지 않지만 2스트로크 49cc 엔진으로 8.8마력/9,750rpm 을 내며, RS125 는 2스트로크 125cc 엔진을 얹고 34마력/11,000rpm 의 출력을 낸다.. 같은 배기량이지만 3배에 가까운 출력차죠 aprilia RS250 은 250cc 2스트로크 엔진을 얹고, 70마력/11,250rpm 의 출력을 내죠 하지만 출력만 높다고 해서 무조건 우수한 것은 아닙니다. 일상주행영역에서 사용하게 되는 RPM 영역에서 2스트로크 바이크는 힘이 없음으로 늘 고 RPM 을 돌려줘야하고, 이로써 연비가 나쁠수 바께 없고 또한 컨트롤 하기가 힘들수 밖에 없습니다 * 마치면서 2스트로크 4스트로크 모두 고요의 장/단점이 있습니다. 2스트로크는 저 배기량으로 고 출력을 낼수 있음으로, 특히 125cc 이하만 몰수 있는 원동기면허나, 일반 자동차 면허로 고성능 바이크를 몰고 싶을 경우 2스트로크 125 엔진을 장착한 모델 (RS125 같은것) 을 선택하면 대리만족을 느낄수 있을듯... 2스트로크 고유의 배기음과, 출력 상승선 (토크곡선) ... 모두 개인의 취향에 따른 차이일듯 합니다 2스트로크는 대 배기량일 경우 효율이 좋지 못함으로 대부분 소 배기량에 많이 쓰이죠 2스트로크는 고 회전영역에서 출력이 나옴으로, 저 회전 영역에서는 짜릿함 (?) 을 만끽하기가 4스트로크보다 어려우나, 갑자기 상승하는 2차 곡선적인 출력은 정말 짜릿함(?) 을 제공합니다 하지만 짜릿함 (?) 을 만긱하지 않고 교통수단등의 이용, 잦은 시내주행에선 저 RPM 에서도 비교적 고 출력을 내는 4스트로크가 더 좋다고 할수 있겠습니다 어디까지나 2스트로크는 최고출력이 높을뿐 전영역에서 그 출력이 나온다는것은 아니니까요</table></div> </div>