엔진 상식
간단히 말하면 엔진은 에너지 변환 메커니즘입니다. 가솔린(디젤)의 열에너지는 밀봉된 실린더에서 가스를 연소시키는 데 사용됩니다. , 피스톤을 밀어서 일을 하게 하는 것이 엔진의 가장 기본적인 원리입니다. 엔진의 모든 구조는 에너지 전환을 담당합니다. 엔진은 100년 넘게 자동차와 함께했지만, 디자인, 제조, 기술, 성능, 제어 측면에서 크게 발전한 시대입니다. 엔진 설계자는 계속해서 최신 기술을 엔진과 통합하여 엔진을 복잡한 메카트로닉스 제품으로 전환하여 엔진 성능을 거의 완벽하게 만듭니다.
엔진 분류
현대의 첨단 기술은 엔진에 완벽하게 반영되며 일부 새로운 기술과 새로운 구조가 엔진에 널리 사용됩니다. V12, V8, V6 엔진 등: 모두 실린더가 V자 형태로 배열되어 있음을 의미합니다. 이러한 종류의 엔진은 동적 원리를 최대한 활용하고 안정성이 뛰어나며 엔진 배기량이 증가하고 엔진 높이가 감소합니다. 예: Audi A8 6.0은 W12-12 실린더 V형 엔진을 사용하고, BENZS600은 V12-12 실린더 IV형 엔진을 사용합니다.
일반적으로 엔진은 배기량에 따라 3기통, 4기통, 6기통, 8기통 형식으로 구분됩니다. 현재 1.3L~2.3L 배기량의 대부분의 자동차는 직렬 4기통 엔진을 사용하며, 이는 작은 크기, 간단한 구조 및 쉬운 유지 관리가 특징이며 일반적으로 2.5L 이상의 배기량은 다음을 포함하여 다중 실린더 설계를 사용합니다. -BMW와 같은 라인 6기통 엔진도 특정 각도로 양쪽에 배열되어 있어 일반적으로 뷰익 모델과 같이 배기량이 클수록 진동과 소음을 효과적으로 줄일 수 있습니다. , 엔진의 출력이 높아집니다. 하지만 이제는 터보차저, 멀티 밸브, 가변 타이밍 등의 기술을 사용하여 출력을 높이는 소형 배기량 자동차도 있습니다.
엔진 성능
엔진 성능 매개변수는 주로 배기량, 최대 출력 및 최대 토크를 포함하여 엔진의 작동 능력을 가장 잘 반영하는 매개변수입니다.
배기량은 엔진 출력과 관련이 있는 경우가 많습니다. 배기량의 크기가 엔진 출력 수준에 영향을 미치는 경우가 많습니다. 일반적으로 고급형, 중형형, 저가형 자동차를 분류하는 기준으로 사용됩니다. 피스톤은 실린더 내에서 앞뒤로 상하운동하므로 왕복운동은 최고점과 최저점을 가져야 하며, 피스톤이 최저점에서 최고점까지 쓸어내는 실린더의 부피를 단일실린더 변위라고 하며, 그리고 모든 실린더의 변위의 합을 엔진이라고 합니다. 최대 출력과 최대 토크는 가장 혼동되기 쉬운 두 가지 개념입니다. 어떤 사람들은 자동차의 출력이 클수록 힘도 커진다고 생각하지만 그렇지 않습니다. 동일한 300마력으로 스포츠카의 경우 시속 250km 이상의 속도로 자동차를 주행할 수 있지만, 컨테이너 트럭의 경우 최대 시속 150km에 도달할 수 있지만 30km/h를 끌 수 있습니다. 40톤 트럭. 여기서 비밀은 두 자동차의 토크가 매우 다르다는 것입니다. 간단히 말해서, 엔진 성능 곡선에서는 자동차가 얼마나 빨리 달릴 수 있는지를 결정합니다. 토크는 고속에서 반드시 발생하는 것은 아니며, 가속을 포함하여 주행 시 차량의 출력을 결정할 수 있습니다.
엔진 매개 변수를 해석할 때 출력뿐만 아니라 토크 매개 변수도 살펴보고, 엔진이 최대 출력 및 최대 토크에 있을 때의 속도에 주의해야 한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 물론 속도면에서는 약간 낮은 값이 좋습니다.
V10 엔진의 기본 특징
1. 클러치 하우징은 티타늄 합금 볼트로 엔진에 고정됩니다.
2. 엔진의 공기분사 시스템에 공기를 공급하는 탄소섬유 에어탱크가 운전자 머리 위에 위치합니다.
3. 엔진 밸브 시스템에는 각 실린더에 4개의 밸브가 있습니다.
4. 엔진의 연료 분사 장치는 단일 금속 조각으로 가공됩니다.
5. 이제 캠축은 기어 구동 방식인 반면, 1989 RS1 Renault V10의 액슬은 벨트 구동 방식이었습니다.
6 밸브 분배 시스템에는 더 이상 밸브 스프링이 사용되지 않으며 이제 밸브는 압축 공기에 의해 제어됩니다.
7. 강철 파이프를 최대한 사용하지 않기 위해 오일과 물 순환 채널을 실린더 벽에 캐스팅했습니다. 엔진 내부에는 어떤 재료가 사용됩니까?
알루미늄은 오늘날 Formula One 레이싱 엔진에 사용되는 가장 일반적인 소재입니다. 1980년대에는 주철이 모두 더 가벼운 알루미늄으로 대체되었습니다. 알루미늄은 또한 물에 노출되면 부식되는 마그네슘을 대체합니다.
강한 힘을 견뎌야 하는 움직이는 부품만 강철로 만들어집니다. 기본 재료 분포는 다음과 같습니다.
알루미늄: 63%(실린더 헤드, 오일 팬, 피스톤)
스틸: 29.5%(캠샤프트, 크랭크휠, 타이밍 기어)
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마그네슘: 1.5%(오일 펌프 하우징)
탄소 섬유: 1%(공기 탱크, 코일 커버)
티타늄: 5%(커넥팅 로드, 패스너)
엔진 하나를 제조하려면 엔지니어 28명, 제도사 20명, 엔진 기술자 35명, 전자 전문가 8명, 기계 기술자 및 조립 기술자 20명, 시스템 기술자 4명, 엔지니어 6명, 벤치 실험 기술자 6명, 15명 등 150명 이상의 직원이 필요합니다. 구매, 생산, 검사 업무에 종사하는 인력이 15명이며, 관리 인력도 15명입니다. 터보차저 엔진: 수년에 걸쳐 Formula 1 엔진은 더욱 작고 가벼워졌으며 연료 효율이 높아졌습니다. 동시에 출력은 증가했고, 터보차저는 1977년부터 1988년까지 정점에 이르렀습니다. BMW, 포르쉐, 르노, 페라리, 혼다 등 당시 가장 앞선 엔진들은 1,200마력 이상의 출력을 검증받았습니다. 이 엔진은 Formula One 경주의 모습을 바꿔 놓았습니다. 1977년에는 누구도 1.5리터 터보차저 엔진이 3리터 자연흡기 엔진을 이길 수 있다고 믿지 않았습니다. 이것은 아마도 Formula 1에서 최고의 엔진일 것입니다.
용어 설명
엔진과 관련된 몇 가지 개념을 명확히 하겠습니다.
>> 피스톤 데드 센터 및 스트로크:
a) 실린더 내 피스톤 왕복 운동의 두 극단 위치를 끝점이라고 합니다. 크랭크축 중심에서 피스톤의 가장 먼 위치를 상사점, 크랭크축 중심에서 가장 먼 위치를 하사점이라고 합니다.
b) 상사점과 하사점 사이의 거리를 피스톤의 스트로크라고 합니다. 크랭크샤프트의 반 회전은 피스톤의 1행정에 해당합니다.
>> 변위
a) 피스톤은 실린더 내에서 왕복 운동하며 실린더 내 부피는 지속적으로 변합니다. 피스톤이 상사점에 있을 때 피스톤의 상부와 실린더 헤드의 내면으로 형성된 공간을 연소실이라 한다. 이 공간의 부피를 연소실 부피라고 합니다.
b) 피스톤이 상사점에서 하사점까지 이동하는 공간의 부피를 실린더 배기량이라고 합니다. 엔진에 여러 개의 실린더가 있는 경우 모든 실린더의 작동 부피의 합을 엔진이라고 합니다. 배수량.
c) 피스톤이 하사점 위치에 있을 때 피스톤 상단 위의 전체 실린더 부피를 전체 실린더 부피라고 합니다.
>> 압축비
a) 총 실린더 부피와 연소실 부피의 비율을 압축비라고 합니다. 압축비는 피스톤이 하사점에서 상사점으로 이동할 때 실린더 내에서 가스가 압축되는 정도를 나타냅니다.
b) 압축비가 클수록 실린더 내 가스의 압축 정도가 높아지며 압축이 끝날 때 가스의 압력과 온도가 높아집니다. , 압축비가 너무 높으면 노킹이 발생하기 쉽습니다.
c) 압축비는 엔진의 중요한 구조적 매개변수입니다. 연료 특성이 다르기 때문에 엔진 유형에 따라 압축비 요구 사항도 다릅니다. 디젤 엔진은 일반적으로 12~29 사이의 더 큰 압축비가 필요한 반면, 가솔린 엔진은 6~11 사이의 더 작은 압축비가 필요합니다.
>> SOHC
캠축 위치 수에 따라 엔진 유형이 분류됩니다. SOHC는 단일 오버헤드 캠축 엔진을 의미하며 2밸브 엔진에 적합합니다.
>> DOHC
DOHC는 더블 오버헤드 캠샤프트 엔진(Double Overhead Camshaft Engine)의 약어로, 멀티 밸브 엔진에 적합합니다. 보통 엔진은 실린더당 2개의 밸브를 갖고 있는데, 최근에는 4밸브, 5밸브 엔진도 등장했다. 이는 의심할 바 없이 고속에서 엔진의 흡기 효율과 출력을 향상시킬 수 있는 길을 열어준다. 이러한 유형의 엔진은 고속 엔진에 적합하며 고속에서 연료 소비를 적절하게 줄일 수 있습니다.
>>터보
터보차저이며, 약칭은 T입니다. 보통 차 후면에 1.8T, 2.8T 등의 단어가 표시되어 있습니다. 터보차징에는 싱글 터보차징과 트윈 터보차징이 있는데, 일반적으로 배기가스 터보차징이라고 부르는 것은 배기가스가 임펠러를 구동하여 펌프 휠을 구동함으로써 엔진에 더 많은 공기를 보내어 엔진 출력을 향상시키는 것입니다. 엔진 연료 소비를 줄입니다.
>> VTEC
중국에서 생산되는 어코드 세단 엔진에는 VTEC 기술이 사용된다. "VTEC"는 중국어로 "Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System"의 약자이다. "가변 밸브 타이밍 및 리프트 전자 제어 시스템". VTEC은 흡기 밸브 개도를 변화시켜 흡기 공기량을 변화시키고 엔진 토크를 높이는 가변 흡기 밸브 제어 기술입니다.
VTEC 시스템 전체는 엔진 전자 제어 장치(ECU)에 의해 제어되며, ECU는 엔진 센서의 매개변수(회전 속도, 흡입 압력, 차량 속도, 수온 등 포함)를 수신하고 이를 처리하고 해당 제어 신호를 출력하고 통과합니다. 솔레노이드 밸브는 로커 피스톤 유압 시스템을 조절하여 엔진이 서로 다른 캠에 의해 서로 다른 속도로 제어되어 흡기 밸브의 개방 및 타이밍에 영향을 줍니다.
VTEC 엔진은 실린더당 밸브가 4개(입력 2개, 열 2개)로 되어 있는데, 차이점은 캠과 로커암의 개수와 제어방식이 세계 최초로 밸브 열림과 제어가 가능하다는 점이다. 폐쇄 시간과 리프트를 동시에 두 가지 상황에 대한 밸브 제어 시스템. 컴퓨터로 제어되는 밸브 타이밍 및 밸브 리프트 시스템을 통해 엔진의 연소 효율과 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. Honda는 고성능 스포츠카 S2000부터 하이브리드 자동차 INSIGHT까지 거의 모든 모델에 VTEC 기술을 사용하고 있으며 모두 VTEC 기술을 사용하고 있습니다.
>> 전자 스로틀 기술
전자 스로틀은 기존 스로틀 케이블을 제거합니다. 가속 페달 센서를 통해 마이크로컴퓨터가 스로틀을 제어하여 반응이 더욱 민감해지고 제어가 더욱 정밀해집니다. .
>> 다중 섹션 가변 흡기 매니폴드 기술
흡기 파이프의 길이를 컴퓨터로 제어하여 저속에서는 큰 토크를, 고속에서는 높은 출력을 제공합니다.
>> F.I.R.E
F.I.R.E는 '통합 엔진'이라는 뜻으로 이탈리아, 브라질, 터키 등에서 생산되며 연간 수백만 대를 생산하는 기술이다. 성숙하고 안정적인 경제적인 엔진은 피아트의 다양한 경제적인 자동차에 널리 사용됩니다.
피아트 팔리오 세단에 장착된 188A4000 엔진을 예로 들어보자. 엔진 배기량은 1242ml, 압축비는 9.5±0.21이다. 엔진 제어 시스템 ECU는 이탈리아 Marelli 회사의 Magneti Marelli® IAW 59F 다중 지점 전자 분사 시스템입니다. 정전 점화, 순차 분사, 역류 방지 오일 공급 시스템 및 듀얼 산소 센서 기술을 사용하여 엔진 배기 가스 배출 수준이 유럽 No.2 기준을 쉽게 초과하며 차량 전체의 안전성을 향상시킵니다. 이 시스템에는 분사 시간 조정, 점화 전진 각도 제어, 라디에이터 전자 팬 제어, 공회전 속도 제어 및 관리, 냉간 시동 보상 제어, 자가 진단 및 자가 학습, 림프 기능 등의 기능이 있습니다.
>> VVT-i
최신 Venza를 포함해 최근 생산된 대부분의 Toyota 자동차에는 "VVT-i"라고 표시된 엔진이 장착되어 있습니다. VVT-i는 영어로 "Variable Valve Timing Intake"의 약자로 "지능형 가변 밸브 타이밍"이라는 뜻입니다. 전자 제어 장치(ECU)에 의해 제어되기 때문에 Toyota는 "지능형 가변 밸브 타이밍 시스템"이라는 멋진 중국어 이름을 가지고 있습니다. 이 시스템은 주로 흡기 밸브 캠샤프트를 제어하며 작은 꼬리 부분에 영어로 "Intake"라는 코드명인 "i"가 있습니다. 이것이 "VVT-i"의 문자 그대로의 의미입니다.
VVT-i는 흡기 캠샤프트 밸브 타이밍을 제어하는 장치로, 캠샤프트 각도를 조절해 밸브 타이밍을 최적화함으로써 모든 속도 영역에서 엔진의 출력과 연비를 향상시키고 테일가스를 줄여준다. 방출. 2000년에 Toyota가 출시한 차세대 Celica는 VVT-i 엔진을 더욱 개발하여 차세대 VVTL-i 엔진을 만들었습니다. 또한 Honda의 VTEC와 유사한 원리를 사용하며 원래 VVT-i 엔진보다 더 많은 캠축을 가지고 있습니다. 다양한 각도로 캠을 전환할 수 있는 것 외에도 "로커 암" 메커니즘을 사용하여 하이 앵글 캠을 밀지 또는 작은 앵글 캠을 밀지 여부를 결정하여 엔진 타이밍, 오버랩 시간 및 "지속적으로" 변경합니다. 2단계” 진행.
VVTL-i는 VVT-i의 무단 가변 타이밍과 오버랩 각도, 그리고 VTEC 스타일의 캠축 전환을 결합하여 최초로 밸브 변경이 가능한 "거의" 완벽하다고 할 수 있는 엔진을 구현합니다. 업그레이드 후 새로운 엔진 VVTL-i는 실제로 Celica의 성능 버전에서 리터당 100hp 이상을 발휘할 수 있습니다. 1.8리터 버전은 180hp/7800rpm의 슈퍼 파워를 가질 수 있으며 높고 일반적인 토크 성능도 유지합니다. , 0-96km/시. VVTL-i는 토요타의 획기적인 걸작이라고 할 수 있습니다.
>> VDE
가변 배기량 엔진(VDE)은 차량의 연비를 더욱 향상시키기 위해 Ford가 생산하는 미래의 자동차와 트럭에 장착될 준비가 되어 있습니다. 이 엔진 기술은 다기통 엔진에 가장 적합합니다. 예를 들어, 12기통 엔진의 경우 이 기술을 사용한 후에는 두 개의 독립된 6기통 엔진을 설치하는 것과 같습니다. 한 엔진은 운전 요구에 따라 작동하고 다른 엔진은 유휴 상태가 됩니다. 이러한 방식으로 엔진의 배기량을 언제든지 조절할 수 있어 연료 소비가 줄어듭니다.
BMW 엔진이 '국제 올해의 엔진상'에서 5개 상을 수상
2001년 '국제 올해의 엔진상'에서 BMW 엔진이 12개 상 중 5개 상을 수상했으며, 가장 중요한 '종합 우수상'을 포함해 BMW는 이번 선정에서 가장 많은 상을 받은 기업이 됐다. 실제로 BMW는 출시 이후 '엔진 오스카상'으로 알려진 이번 선정에서 가장 성공적이고 강력한 경쟁자였다.
올해 BMW의 수상 엔진은 다음과 같다.
○ BMW M3에 탑재된 3.2리터 6기통 엔진은 252킬로와트(343마력)의 출력과 최대 토크는 365 뉴턴 미터입니다. "Best New Engine Award", "Best 3.0 ~ 4.0L Engine Award" 및 "2001 General Winner Award"의 세 가지 상이 있습니다.
○ BMW 316ti 소형차에 탑재된 1.8리터 4기통 엔진은 혁신적인 '전자 밸브' 기술을 탑재해 85킬로와트(115마력), 최대 토크 175뉴턴미터를 발휘한다. "가장 강력한 엔진" 최우수 1.4~1.8리터 엔진상을 수상했습니다.
○ BMW 3시리즈, 5시리즈, X5, Z3 차량에 사용되는 3.0리터 6기통 엔진은 출력 175킬로와트(231마력), 최대토크 300뉴턴미터를 발휘하며, "최고의 2.5~3.0리터 엔진상"을 수상했습니다.