점화방식에 따른 엔진종류, 엔진에서 폭발은 어떻게 일어날까?

<점화방식에 따른 엔진종류, 엔진에서 폭발은 어떻게 일어날까?>

A. 불꽃 점화 방식 엔진, 매일 '불꽃 놀이'? 하네요...

; 오늘은 '점화방식에 따른 엔진의 종류'에 대해 알아볼게요. ^^ 혹시 여러분은 불꽃놀이를 해보셨나요? 불꽃에 불을 붙이면 스파크가 나면서 폭발이 일어나는데요. 마찬가지로 불꽃 점화 방식의 엔진도 연료와 공기의 혼합기를 전기적 불꽃으로 점화, 연소시키는 엔진입니다. 가솔린 엔진과 LPG 엔진이 불꽃 점화 방식을 채용하고 있죠.

중요한 건 "점화시기"....

언제 전기 스파크 불꽃을 발생하느냐에 따라 엔진의 효율이 결정됩니다. 엔진은 기본적으로 피스톤이 왕복운동을 하면 크랭크 축에 의해 회전운동으로 바꾸어지는 기계장치입니다. 근데 만약 피스톤이 실린더 내의 최상단 올라오기 전에 폭발이 일어나거나 피스톤이 내려가는 중에 폭발이 일어나면 '폭발력'이 엉뚱한 곳에 전달되기 때문에 엔진효율이 급격히 떨어지게 됩니다. 심한 진동과 소음도 발생하죠.

따라서 '폭발력'이 정확하게 제대로 전달될 수 있도록 '점화시기'를 정화하기 맞출 필요가 있습니다. 그에 더해 실린더 내에 공기와 연료가 혼합된 '혼합기'가 골고루 펴저서 폭발이 고르게 일어나도록 하는 것도 중요하죠. 따라서 연료를 고압으로 분사하고 공기흐름을 정확하게 맞추는 것이 관건입니다.

최근에는 이러한 모든 것이 대기압센서, 흡기온도센서, 산소센서 등 다양한 센서들과 전기장치들로 제어되고... 정확한 시점에 대한 데이터도 자동차 주행속도와 주행환경에 따라 변화되기 때문에 그만큼 효율이 높아지고 연비도 좋아지는 것이죠.

B. 압축 점화 방식 엔진, '엔진효율'과 '연비'면에서 더 나아...

; 앞에서 살펴본 불꽃 점화 방식의 엔진과 비교해보면, 큰 차이를 보이는 점은 전기적인 불꽃이 필요 없다는 것입니다. 압축 점화방식 엔진은 연소실에 흡입된 공기만을 압축하여 섭씨 500~550도의 고열이 된 상태에서 연료를 분사하여 자기 착화시키는 엔진으로 디젤 엔진이 이에 속합니다.

중요한 건 '연료 분사시기'

결국, 압축 점화방식의 엔진은 언제 연료가 분사되느냐에 따라 '폭발'이 일어나기 때문에 앞서 살펴본 불꽃 점화 방식 엔진에서의 '점화시기'와 같은 역할을 한다고 볼 수 있습니다. 단, 불꽃 점화보다는 연료 분사 후에 발생하는 폭발 시기가 약간 늦어지는 것을 감안하여... 여러 센서들과 장치들이 작동되게 해놓았죠. 근데 실상 그 차이는 우리 눈으로 확인할 수 없을 정도로 빠릅니다.

최근에는 '엔진효율'이 높은 디젤엔진이 인기를 끌고 있어... 더 많은 기술개발을 이루어 냈는데요. 확실히 '연비' 면에서는 가솔린 엔진... 불꽃 점화방식의 엔진보다 훨씬 우월한 느낌이 듭니다.

더욱이, 디젤엔진의 취약점으로 꼽혔던 '매연'문제도 효율부분을 높이면서 상당부분 해소되었기 때문에... 문제가 줄어들었구요. 바라는 점은... 소음과 진동부분에 있어서 좀 더 기술개발이 이루어졌으면 하는 마음입니다.

물론, 앞으로 하이브리드 엔진이나 연료전지 자동차가 계속 추진되는 시점에서... 약간 시대에 뒤쳐지는 기대이기는 하지만... 석유에너지 시대가 아직까지 지속되는 만큼 당분간의 수요는... 어느정도 유지될 거라고 생각되네요. ^^

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