엔진 작동 방식 : 4 행정 엔진
요즘에는 자동차, SUV 또는 트럭등에서 흔하게 4 행정 엔진을 많이 찾아볼수 있습니다. 이러한 자동차 엔진에는 내연을 위한 4가지 필수 단계가 있습니다. 내부 연소는 연료와 공기의 혼합물에 점화하여 폭발을 생성하는 것으로 구성됩니다. 자동차 엔진은 실린더 위주로 만들어지며, 점화 플러그와 흡배기 밸브가 있으며 흡배기 밸브로 공기와 가스를 주입 배출을 하게 됩니다. 피스톤은 크랭크 샤프트와 연결되어 있으며 실린더 내부의 폭발로 인해 위아래로 움직이며 크랭크 샤프트를 움직이게 됩니다.점화 플러그의 스파크가 연료와 공기가 혼홥된 가스를 점화시키면 피스톤이 움직이고 크랭크 샤프트를 돌리고, 크랭크 샤프트의 회전 운동은 기어 박스로 전달되어 차량을 앞으로 이동시킵니다.
행정에는 흡기 , 압축 , 연소 , 배기의 4가지의 단계로 구성되어 있습니다.
1. 피스톤이 아래로 내려갈때 흡기 밸브로 연료와 공기 혼합물이 실린더로 유입되게 됩니다. 피스톤은 실린더에서 아래로 당겨지고 입구 밸브는 연료와 공기 혼합물을 실린더로 분사합니다.
2. 흡기 밸브가 닫히고 피스톤이 다시 위로 올라가게 되면서 연료와 공기 혼합물을 압축하게 됩니다. 압축되면 점화플러그에서 발생하는 스파크로 혼합물에 점화가 되면서 폭발이 발생하게 됩니다. 그 폭발로 인해 피스톤은 다시 아래로 밀려 내려가게 됩니다.
3. 피스톤이 위아래로 움직이는 힘이 크랭크 샤프트에 전달되게 됩니다. 그 힘으로 피스톤이 계속 피스톤 운동을 할수 있도록 보조합니다. 피스톤이 아래로 밀려 내려오면서 배기 밸브가 열리면서 배기가스가 방출됩니다.
연료 분사 방식에 따른 엔진 구분
GDI(Gasoline Direct Injection)
직접분사식 가솔린엔진으로 가장 흔한 연료 분사 방식입니다. 실린더 내부의 연료 분사 장치인 인젝터가 연료를 직접 분사하는 방식의 가솔린 엔진입니다. 정확한 양의 연료 분사 조절이 가능하고, 폭발력이 강하여 연비가 출력이 높은 반면 가격이 비싸고 소음과 진동이 큰 편이다.
MPI(Multi Point Injection)
연료 분사시 각 실린더마다 연료 분사 장치인 인젝터를 설치하여 실린더별로 따로 분사하는 방식
실린더 밖에서 공기와 연료를 혼합하여 그 혼합물을 실린더에 주입해 폭발시키는 방식의 가솔린 엔진입니다. GDI에 비해 소음과 진동이 적고 내구성이 좋으나 출력과 연비가 낮다는 단점이 있습니다.
CRDI(Common Rail Direct Injection)
정밀 전자 제어가 가능한 압축 장치와 반응성이 우수한 연료 분사 장치를 이용하여 주행 환경과 운전 상황에 맞게 스스로 연료 분사량을 조절하는 엔진. 직분사 방식의 디젤엔진입니다. GDI와 같은 방식이지만 CRDI는 연료를 압축하고 일정하게 유지할수 있게 하는 장치가 있어 효율적인 분사가 가능합니다. 연소율이 높아서 배출가스가 적게 발생하고 힘 있는 주행이 가능합니다.
실린더 배열에 따른 엔진 구분
인라인 또는 스트레이트 : 가장 일반적인 엔진 유형입니다. 실린더들이 수직으로 나란히 배열되어 있고 가장 보편화되어 있는 방식입니다.
V : V형 엔진은 양쪽 실린더의 각도가 V자 형태로 60도의 각도가 형성되어 있습니다. 그로 인해 엔진 크기의 비해 많은 실린더 수를 구성할수 있으며 스포츠카나 고성능 자동차에 많이 사용되는 방식입니다.
Flat : 수평대향 엔진, 흔히 박서(boxer)엔진으로 많이 알려진 엔진입니다. 실린더가 양쪽방향으로 수평으로 배열되어 있습니다. 흔치 않은 엔진 유형이며 "포르쉐"라는 브랜드에서 사용하는 방식입니다. 엔진의 무게중심이 낮아 차량이 하부에 무게가 실리게 때문에 코너링에도 안정적이게 됩니다.
기본적으로 실린더 수에 따라 배기량이 정해지고 엔진의 출력에도 많은 영향을 미치게 됩니다. 가장 많이 사용되는 4기통 엔진에는 실린더가 4개로 구성되어 있습니다. 가장 효율적이고 좋은 출력을 낼 수 있기에 흔히 사용되어 집니다. 보편적이진 않지만 트윈 실린더(2기통)를 사용하는 자동차도 존재합니다.