내연기관
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1. 개요[편집]
內燃機關 ｜ Internal Combustion Engine
연료를 내부의 실린더 혹은 연소실 등에서 연소시켜 동력을 얻는 기관을 가리키는 용어로 외연기관과 함께 열기관의 한 축을 담당한다. 영미권에서는 단어가 긴 이유로 "IC Engine" 또는 "ICE"라고 줄여부르기도 한다.
내연기관은 크게 왕복형, 회전운동형, 분사추진형으로 분류된다.
2. 역사[편집]
1860년 벨기에의 에티엔 르누아르가 휘발유를 연료로 하는 내연기관을 발명했다.
3. 장점[편집]
- 소형, 경량이다.
- 마력당 중량이 적다.
- 열효율이 높고, 연소소비율이 적다,
- 운전취급 및 시동정지가 쉽다.
- 시동 후 전부하(큰 출력)에 이르는 시간이 짧다.
4. 단점[편집]
- 부하변동에 민감하다.
- 고온 고압의 상태라 충격과 진동이 심하다.
- 윤활 및 냉각이 복잡하다
- 연료 사용이 제한적이다.(고체 석탄 같은건 사용이 어려움)
- 저속운전이 곤란하다.(변속기를 통해 가능하나 실제 엔진만을 가지고는 불가능)
- 플라이휠이 요구된다.(내연기관은 항시 연소된 연료 공급이 되지 않으므로 관성장치인 플라이 휠을 사용하여 연속적인 동력공급)
- 자력시동이 불가능하다.(연료흡입, 압축, 점화 조건을 만족하기 위한 외부 동력이 필요하여 자력 시동이 불가능하므로 시동전동기[1]가 있어야 한다.)
- 마멸과 부식부가 많다. 이는 피스톤과 실린더가 조이기 때문으로 , 피스톤 벽에 흠집이 흔하며 엔진오일이 오일 팬에 가라앉은 후 콜드 스타트(초기시동)시 실린더 벽을 긁는다.
- 연료 상태에 따라 노킹이 생길 위험성이 있다.
- 온실가스를 많이 배출한다.
5. 종류[편집]
5.1. 왕복엔진[편집]
개수에서 절대다수를 차지하고있는 형태의 내연기관으로, 실린더 내에서 일어나는 작동 유체의 폭발압/팽창압을 피스톤이 받아내어 직선운동화 시켜 이것을 크랭크축을 통해 회전운동으로 변환 후 회전력을 얻어내는 형태의 기관이다.[2]
5.1.1. 실린더 배치방식에 따른 분류[편집]
5.1.2. 실린더 개수에 따른 분류[편집]
실린더 수가 너무 많아서 10기통부터는 짝수로 늘어난다.
5.1.3. 연료에 따른 분류[편집]
내연기관의 연료로 사용되는 물질은 사실 다양하다. 차량용 엔진으로는 LPG와 천연가스[3]도 널리 사용되는 편이며, 수소[4]를 연료로 하는 내연기관도 널리 보급되고 있지는 않지만 존재한다.[5] 심지어 목탄을 가열할 때 나오는 가연성 가스를 얻어서 내연기관을 작동시키기도 하는데 목탄자동차 참조.
5.1.4. 작동 방식에 따른 분류[편집]
5.2. 회전운동형 기관[편집]
유동형 기관이라고도 한다. 연료의 폭발압력을 임펠러에서 받아 축으로 전달하는 방식이다.
5.3. 분사추진형[편집]
연료의 폭발압력을 일정한 방향으로 분출시켜, 그 반작용을 동력으로 이용하는 형식이다. 제트엔진이나 로켓모터 등이 여기에 해당한다.
5.4. 기타[편집]
유럽연합에서는 2035년부터 내연기관 자동차를 완전 퇴출하기로 결의했었으나, 공정의 단순화로 인한 고용축소와 전기자동차 자체의 문제인 배터리의 안전성 같은 여러 문제가 겹쳐져있기 때문에 논란이 되었다. 특히 독일, 이탈리아 등 기존 내연기관의 세가 강한 일부 유럽연합 회원국에서 반발하기도 했다. # 결국 유럽연합은 e-Fuel 사용에 한해 내연기관을 허용하는 방향으로 선회했다.
미국에서는 연비 기준이 2025년형 갤런당 54.5마일(ℓ당 23.3㎞)이고, 2026년형에는 갤런당 55마일(ℓ당 23.4㎞)로 확정됬다.# CAFE 기준을 준수하지 못할 경우 과징금을 물게 된다.#
유럽에서는 현재 연평균 CO₂ 배출량 목표치 95g/km를 기준으로 초과 시마다 모든 신규 차량에 1g/km 당 95유로의 과징금을 부과하고 있으나 기준을 5년 주기로 강화하여 2025년에는 81g/km, 2030년에는 57g/km 초과 시 과징금을 부과할 계획이다.#
영국에서는 2035년까지 매년 판매돼야 하는 무공해 자동차(Zero Emission Vehicle, ZEV) 의무 비율 확정했고 벌금도 있다.#
6. 관련 문서[편집]
이 문서의 내용 중 전체 또는 일부는 2023-11-19 02:59:18에 나무위키 내연기관 문서에서 가져왔습니다.[1] 셀프스타터, 스타트모터[2] 대부분 자동차나 모터사이클 농기계, 건설기계, 디젤기관차 등 모든 엔진이 피스톤형식이다.[3] LNG, CNG[4] 액화수소, 기화수소[5] 성균관대학교 내연기관 연구팀이 아시아자동차 타우너를 기반으로 개발한 수소내연기관자동차 성균 1호가 공개됐지만 연구용일뿐 실상용화는 되지 않았다. 일본에서는 야마하 모터가 토요타와의 협력으로 450마력의 V8 수소 엔진을 개발했다.[6] 액화수소, 기화수소[7] 목탄자동차 등.