About Engine~~1-5

[김태진]

오랜만에 적네요... 오늘은 1-5p의 Engine component에 있는 내용을 적을까  합니다.

실수로 현권이와 범위가 일부 겹쳤습니다. 죄송합니다.

참고교재로 한서 항공 전문 학교의 교재를 사용했습니다. 만약 잘못된 부분이 있으면 수정해 주시면 감사하겠습니다.

자동차,선박 그리고 우리의 목표 비행기의 심장이라 불려지는 engine. 이 엔진은 어떤 부품으로 구성 되어있을까요?

많죠??

음 engine의 대표적인 부분들은 Crankcase,Crankshaft,Bearing,Connecting Rod,Piston,Cylinders등이 있습니다.

우선 가장 큰 틀 즉, Crank case에 대해 요약하면 기관의 몸체를 담당하는 part로서 Frame 이라고도 하는데 내부에 crank를 지지하는 Bearing과 외부에 Cylinders,그리고 앞쪽에 Front case, 뒤쪽에 Blower case를 장착하며 자체에 오일 통로가 형성 되어 있습니다.

이렇게 생겼어요 람보르기니 무르시엘라고 SV 동영상에서 나온거랑 비슷하게 생겼어요. 이건 6기통 엔진입니다.

재질은 고출력 엔진일경우 주조된 강이나 AI합금으로 만들어지고, 저출력 엔진은 AI합금으로 만들어집니다.

다음은 Crankshaft를 알아 볼까요?

우선 사진을 보시죠.

이렇게생겼어요. 선생님 블로그에 엔진 제작 동영상에 이거 제작 장면 나오는데 상당히 세밀한 작업을 요하더군요.

이 부품의 기능은 왕복운동을 회전운동으로 전환시키는 역할을 해줍니다. 재질은 고강도의 Ni-Cr-Mo steel을 단조하여 제작합니

다.

Piston이 여기에 장착되는데요

이런 모습으로 장착됩니다.

다음은 Bearing에 대해 알아보겠습니다.

Bearing 많이 들어보셨을 겁니다. 생활 여기저기에 사용되지요 심지어 낚시대의 릴에도 이 Bearing이 장착됩니다.

Bearing의 장착 이유는 회전축이 좀 더 쉽게 회전하라고 장착 합니다.

Bearing의 종류로는 Plain Bearing, Roller Bearing, Ball Bearing이 있습니다.

사진 나가요. 순서대로 Plain Bearing, Roller Bearing, Ball Bearing입니다.

Plain Bearing의 특징은 마찰 또는 미끄럼 베어링이라고 불리며 면 접촉이 방사상하중만 받도록 설계 되어 있습니다.

Roller Bearing은 2종류로 나뉘는데 Straight type은 방사상 하중에만 사용하고 taper type은 방사상하중과 추력하중에 사용됩니다.

비마찰 bearing 으로 bearing 중 가장  성능이 좋으며 추력하중과 방사상 하중에 강하므로 추력 bearing으로 사용된다.

근데 여기서 말하는 추력하중은 엔진에서 발생하는 힘(?)인것같고, 방사상하중은 모르겠습니다.

선생님~ 도와주세요~!!!

다음은 Cylinder입니다.

Cylinder는 Cylinder head, Piston,Valves, Connecting Rod등이 있습니다.

우선 사진 보시죠.

그럼 Cylinderhead부터 설명 하겠습니다.

저기 까만 거 두개가 Cylinderhead 입니다.

Cylinderhead의 구성 요소wnd cooling fin(사진상 보이는 주름 )은 헤드와 같은 제질로 만들어 열팽창 계수를 같게 하여 변형과

파손을 방지합니다.

다른 구성품인 연소실은 piston이 들어가는 장손데 원통형, 반구형,원뿔형이 있습니다만 반구형이 일반적 입니다.

그리고 Valve seat는 valve face와 닿아 가스누설을 방지하는 부분으로  흡기 벨브쪽은 30도,배기 벨브 쪽은 45도이며 shrinking

법으로 장착하며 Cylinder 중 가장 밀착되어장착되는 부품입니다.

다음은 Cylinder barrel입니다.

재질은 고온, 고압에 견디며 piston의 운동을 방해하지 않으며 가능한한 경량이어야 하므로 고강도의 합금강을 단조로 하여 제작

하고 외부의 냉각핀도 재질이 같습니다.또한 내부는 내 마모성 향상을 위해 표면 경화작업을 합니다.

여기서 표면 경화란 질화처리(nitriding):실린더 내부에 암모니아 가스를 충진하고 고속에서 일정온도로 일정시간 동안 유지하면

가스 속의 질소가 표면에 달라붙어 두께 변화 없이 표면만 단단해지는 방법과 크롬도금 으로 나뉩니다.

다음은 잘 알려진 Piston입니다. 

 이건 piston head만있는 사진입니다.

이건 piston head+ connecting rod+ piston pin 입니다.

Piston의 역할은 연소가스에 의한 압력을 받아 connecting rod를 통해 크랭크 축에 힘을 전달하고 valve를 통해 흡기 및 배기를

시킵니다. Piston은 약 2000도씨 정도의 연소가스와 40~60kg/제곱 cm의 고압을 받으면서 10~15m/s에 달하는 속력으로 왕복 운

동을 하므로 상당한 관성력도 작용합니다.

Piston의 구비조건은 경량,고강도, 고온과 고압에 견디고 열전도가 좋은 것(냉각),고온에서 가스 누설이 되지 않는 구조 등이 있습

니다.

Piston의 재질은 고온, 고압에서 잘 견디면서 경량이고 강도가 높은 알루미늄 합금을 사용합니다.

Piston에도 여러 가지 형태가 있는데요 평면형, 오목형, 컵형, 돔형, 반원뿔형 등이 있습니다.

Piston에는 냉각핀이 달려 있는데요. 헤드의 안쪽에는 냉각을 위해 속이 비어있고 헤드쪽 면에는 핀이 달려 있어 열방출과 보강제

의 역할도 합니다.

Piston이 Cylinder barrel에 끼워지는 간격은 열팽창에 의해 Piston이 Cylinder에 달라 붙는 걸 막기 위해 Piston의 바깥 지름을

Cylinder의 안지름 보다 좀더 작게 만들어 Piston와 Cylinder 의 안지름보다 조금 작게 만들어 Cylinder와 Piston사이에 간격을

두고 설치 합니다.

Piston Ring은 Piston head에 장착되는 부품으로서 기밀유지(Piston과 barrel의 간격을 메움)와 오일 제어(윤활), 냉각의 목적을

위해 장착합니다. 재질은 마멸에 잘 견디고 고온에서도 탄성을 유지할 수 있으며 열 전도율이 좋은 고급 회 주철을 사용합니다.

종류는 압축 링,오일 조절 링,오일 제거 링이 있구요. 압축 링은 압축 가스가 세지 않게 하는 목적을, 오일 링은 실린더 내벽에 윤

활유를 계속 발라주는 역할을 합니다.

링의 끝부분의 모양도 갖가진데요 직사각형으로 마무리되는 맞대기형, 테트리스가 생각나는 계단형, 사다리꼴두개가 겹치는듯한

경사형이 그 예입니다. 제작이 편한 맞대기형이 제일 흔합니다.

Piston pin은 Piston과 connecting rod를 고정 시키기위해 끼우고요. 강철로 제작되며 중공(가운대가 빈 파이프 형태)상태로 제작

됩니다.

다음은 Valve입니다.

이렇게 생겼구요.

목적은 연소실 안으로 공기와 연료의 혼합물을 쏴주거나 배기가스를 연소실 밖으로 배출하는 역할을 합니다. 재질은 합금강으로 제작되고,종류는 head의 모양에 따라 Flat type(저출력 기관의 흡,배기),Tulip type(고출력 기관의 흡기), Mush room type( 고출력 배기) 등으로 나뉩니다.

아이고~ 힙듭니다. 자러 가겠습니다 틀린 부분 수정 부탁드려요~~

[현권]

흐허허헝 너 내꺼 안봣구나ㅋㅋㅋㅋ 장난이고 수고했쓰 난 4점

[이준호]

ㅅㄱ 대체로 이해가 잘되게 해석해놨네~ 5점

[전민구]

저두5점이요

[차승훈]

저는 4점이요

[김종석]

4.5점

[송종훈]

5점~ 이제서야 베어링을 볼수있구나.. 저거 팔찌로 끼고싶다..ㅋㅋㅋ

[Jason Park]

베어링 축을 기준으로 축방향은 추력하중, 축의 직각방향은 방사상하중이라고 생각하면 되겠다.
그리고 shrinking 은 무엇인지 설명이 빠져있네? 모르고 그냥 넘어가는 것일까? 수업중에 내가 설명한 방법인데 모두 기억하고 있다는 것인가? 흠.....무얼까? ㅋㅋㅋ


아무튼...수고했다.
오늘에야 점수를 주는구나...난 8점~!

[Jason Park]

종훈이 점수는 무효로....총점은 30.5 점~!