# data[].attributes.attachment_link.readable_text
단순히 제트라고도 한다. 압축 공기 중에 연료를 분사 연소시켜서 생긴 고온 고압 가스를 분출시켜, 그 분류(英 jet)의 반동에 의해 추진력을 얻는 엔진을 총칭하여 말한다. 항공기용으로 발달하고, 현재는 가스 터빈 의 일종으로 간주되는 터보 제트(英 turbo-jet)가 대표적인데 군용기는 장래 램 제트(英 ram-jet)로 진척시키려 하고 있으며, 상업기에서는 피스톤식에서 터보 제트로 이행되어 가고 있다.

【종류】
구조로 다음과 같이 분류된다.
1) 항공용 가스 터빈 : 터보 제트, 터보 프롭(英 turbo-prop).
2) 도관(導管) 제트(공기 압축기를 사용하지 않은 것) : 램 제트, 펄스 제트(英 pulse-jet).

【구조ㆍ원리】
1) 터보 제트 : 주요 부분은 그림 Ⅰ에 나타낸 개념도와 같이 공기 압축기, 연소실, 터빈 및 배기콘으로 되어 있고 압축기는 터빈으로 구동되며, 양자의 중간부에 연소실이 있다. 적당한 기동 장치에 의해 축에 회전을 주면 압축기가 연소실에 압축 공기를 보내고, 여기에 연료를 분사하여 연소시킨다. 연소 가스 는 터빈 노즐에서 팽창되고, 고속으로 터빈 날개에 부딪쳐서 터빈을 가속하며, 이 결과 압축기의 회전수도 점차로 상승하여 필요한 회전수에 달한다. 이렇게 하여 연소 가스는 후부 배기콘에서 적당하게 조여지고 고속으로 분출하여 추진력을 준다.

2) 터보 프롭 : 터보 제트의 압축기 앞에 터빈과 연동하는 프로펠러가 있으며, 연소 가스의 분류(噴流)와 프로펠러의 추진력을 병용하는 것으로, 그 작동 원리는 터보 제트와 같다.

3) 램 제트 : 개념도는 그림 Ⅱ에 나타낸 것과 같이 공기 압축기를 사용하지 않고, 기속(機速)에 의한 공기 유입압, 즉 램압을 이용한다. 공기는 주입구에서 들어와 넓어진 부분과 좁아지는 부분으로 이루어진 도관으로 유도되고 넓어진 부분에서는 속도가 저하되어 압력이 올라간다(⇀ 베르누이의 정리). 거기에 연료를 불어넣어 연속 연소시키고, 생성된 가스는 배기 노즐에서 고속으로 분출된다. 구조가 간단하고, 큰 추진력을 얻을 수 있는 반면, 연소 소비량이 많고 또 램압에 의하기 때문에 고속일 때가 아니면 효율이 좋지 않은 점, 어느 정도의 고속(보통 음속 이상)에 달하기까지는 다른 추진 기관이 필요하다는 점 등의 결점도 있으나, 초음속 원동기로 알맞다.

4) 펄스 제트 : 램 제트의 연속 연소와 달리, 단속 연소를 하는 것이다. 공기 주입구에 개폐되는 셔터가 있고, 초속(初速)은 발사기 등에 의해 주어진다. 램압으로 압축된 공기 중에 연료가 분사되어 연소하면, 연소 가스압의 급상승으로 셔터가 내부에서 닫히고 그 분류에 의해 추진력을 얻는데, 연료실의 내부압이 저하되면 기속에 의한 풍압으로 셔터가 열려 다시 램압이 상승하고 연료가 분사되어 단속적으로 연소가 이루어진다. 제2차 세계 대전 중 독일이 사용하였던 V-1호 유도탄은 일종의 펄스 제트이다.

출처

출처 도움말

본 컨텐츠의 저작권은 저자 또는 제공처에 있으며, 이를 무단 이용하는 경우 저작권법 등에 따라 법적책임을 질 수 있습니다.
외부 저작권자가 제공한 콘텐츠는 네이버의 입장과 다를 수 있습니다.

확장영역 접기

"화학대사전"은 소항목 위주에 의해 약7만여 항목을 선택, 가나다 순으로 배열하여 해설을 붙여서 필요한 지식... 더보기

"화학대사전"은 소항목 위주에 의해 약7만여 항목을 선택, 가나다 순으로 배열하여 해설을 붙여서 필요한 지식을 충족 시킬수 있도록 하였다. 항목은 "화학"을 넓은 의미로 해석하여 화학 및 관련된 여러분야에 걸쳐 선택하였다. 즉 무기화합물, 유기화합물 등 순물질은 말할것도 없고 원료, 자재, 상품으로서의 물질명, 이것을 구성하고 포괄하는 물질 체계, 학문체계, 산업명, 이들에 관련도니 상태, 현상, 변화, 법칙, 학설, 정의 ,함수, 이들을 취급하는 실험법, 제조법, 계산법, 기기, 설비 등 외에 인명, 단위, 약호, 기호류에 이르기까지 여러 종류의 것을 모아 놓았다. 더보기

# data[].attributes.attachment_link.description
단순히 제트라고도 한다. 압축 공기 중에 연료를 분사 연소시켜서 생긴 고온 고압 가스를 분출시켜, 그 분류(英 jet)의 반동에 의해 추진력을 얻는 엔진을 총칭하여 말한다. 항공기용으로 발달하고, 현재는 가스 터빈의 일종으로 간주되는 터보 제트(英 turbo-jet)가 대표적인데 군용기는 장래 램 제트(英 ram-jet)로 진척시키려 하고 있으며, 상업기에서는 피스톤식에서 터보 제트로 이행되어 가고 있다.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
제트 엔진은 뉴턴의 제3법칙, '작용과 반작용'에 기반을 두고 있습니다. 쉽게 말해, 제트 엔진은 공기를 빨아들여 큰 힘으로 밀어내고, 이 반작용으로 비행기가 앞으로 나아갑니다. 이 과정에서 인렛, 압축기, 연소실, 터빈, 노즐 등 엔진의 각 부품들이 긴밀하게 협력하여 작동합니다.

먼저, '인렛 (Inlet)' 이라고 불리는 공기 흡입구가 있습니다. 이곳을 통해 엔진으로 공기가 들어옵니다. 흡입된 공기는 이어서 를 거치게 됩니다. 압축기는 공기를 압축하여 효율적인 연소를 위해 준비합니다. '압축기 (Compressor)'

# data[].attributes.attachment_link.title
KF21 제트기의 도전과제 / 비행기 항공기 제트 엔진 원리

# data[].attributes.attachment_link.description
누리호 발사 성공으로 일곱 번째 우주 강국이 됐지만, 우리의 항공 엔진 기술은 아직 미흡합니다. 현재 한...

# data[].attributes.body
https://m.blog.naver.com/gocomputer/222857736600

# data[].attributes.attachment_link.provider_name
네이버 블로그 | 메카캐드

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
스털링 엔진의 발명은 증기 엔진이 높은 증기 압력의 영향으로 보일러가 자주 폭발하기 때문에 위험한 것으로 밝혀졌기 때문에 증기 엔진에 대한 더 안전한 대안을 만들고자 했던 로버트 스털링 목사에 의해 1816년에 이루어졌습니다. 또한 그 당시 사용 가능한 일부 원시 재료의 한계.

스털링 엔진의 작동은 열 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 데 사용되는 다른 열 엔진과 동일합니다. 스털링 엔진의 본질적인 특징은 폐쇄 사이클과 외연 기관이라는 것인데, 이는 엔진이 밀폐된 용기와 열에 둘러싸인 고정된 양의 작동 유체, 일반적으로 공기 및 기타 가스를 사용한다는 것을 의미합니다. 엔진에 의해 소비되는 것은 외부에서 제공됩니다. 이 기능을 통해 엔진은 화석 연료, 뜨거운 공기, 태양열, 화학 물질, 원자력 등을 포함할 수 있는 모든 열원에서 작동할 수 있습니다.

또한 이러한 엔진은 열원과 방열판 사이의 최저 7°C까지 가능한 매우 낮은 온도 차이에서도 작동할 수 있으므로 신체의 열로 동력을 공급받을 수 있습니다.

# data[].attributes.attachment_link.title
스털링 엔진의 4가지 유형: 적용 및 작동 원리

# data[].attributes.attachment_link.description
스털링 엔진이란? 스털링 엔진의 발명은 증기 엔진이 높은 증기 압력의 영향으로 보일러가 자주 폭발하기 ...

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
증기기관(蒸氣機關, 영어: Steam engine)은 외연 열기관으로, 수증기의 열에너지를 기계적인 일로 바꾸는 장치이다. 1705년 영국의 발명가 토머스 뉴커먼이 발명했고, 1769년에 제임스 와트 가 개량했다.

기계작동을 위해 끓는 물을 이용하는 아이디어는 2,000년의 오랜 역사를 가지고 있다. 초기 장치들은 실용적인 동력 발생로들이 아니었지만 설계가 진보함에 따라 유용한 동력을 발생시킬 수 있게 되어 지난 300년동안 기계 동력의 주요한 근원이 되었는데, 최초의 응용 예는 진공 엔진을 이용한 갱내 배수였다. 이후의 발전형에서는 가압 증기를 사용하고, 회전 운동으로 변환하여 이전에 수차나 풍차 위치의 제한으로부터 풀려나 물과 석탄 또는 나무 연료를 얻을 수 있는 곳이면 어디든지 제조 기계장치의 광범위한 동력 사용을 가능케 하였다. 주목할 점은, 이 동력원이 증기견인차, 철도 기관차 같은 증기견인차들과 같은 기동 원동기에 훗날 사용된 것이다. 현대 증기터빈들은 여러 가지 열원들을 사용하여 세계에 전력의 대략 80%을 생산한다.

증기기관들은 비록 태양 에너지, 원자력 또는 지열 에너지와 같은 열의 다른 외부 근원이 사용될지라도 일반적으로 외연기관이다. 동력 싸이클은 Rankine 사이클로 알려져 있다.

일반적으로, '증기기관'이라는 용어는 통합 증기 플랜트, 즉, 철도 증기기관차와 이동형 증기기관을 가리킬 수도 있고, 단독 기계류, 즉, 보 엔진과 고정증기기관을 가리킬 수도 있다. 증기해머와 증기 파일 드라이버들과 같은 전문화된 장치들은 독립된 보일러로부터 공급된 증기를 사용한다.

1세기: 알렉산드리아의 헤론이 가열한 공기 또는 물의 힘에 대한 예시를 '아에올리스의 공'으로 구상하여 기록했다. 이 장치는 증기 제트에 의해 돌아가는 회전 공으로 이루어져 있으며 약간의 힘은 낼 수 있었으나 실제 사용은 불가능했다. 그럼에도 불구하고 증기 압력으로 움직이는 최초의 장치로 기록되어 있다. 그는 증기압을 이용해 물을 한쪽 용기에서 다른 쪽으로 옮기는 방법 또한 고안했다. 사원 문을 열 때 쓰던 연장의 무게만큼의 양동이에 물을 채우고 닫은 후 무거운 물건을 올려놓으면 처음 용기의 냉각으로 발생한 진공에 의해 양동이 안의 물이 빨려나오게 된다.

1551년: 타키 알딘이 모래톱을 회전시키기 위해 증기 터빈을 닮은 장치를 고안했다.

1601년: 지오바니 바티스타 델라 포르타가 압력 혹은 진공을 만들기 위해 증기를 사용한 실험을 했다.

1615년: 루이 13세 밑에서 일하던 기술자였던 살로몽 드 코는 포르타가 고안한 장치와 비슷한 장치가 기술된 책을 출간하였다.

1629년: 지오반니 브란카는 타키 알딘이 고안한 유사 증기 터빈 장치를 사용하여 반죽에 사용하는 방아장치를 개발했다.

1630년: 데이비드 렘시는 그가 개발한 많은 증기 관련 특허를 취득하였다. 그는 증기 기관을 '불 기관'이라 불렀으며. 이 용어는 오랫동안 사용된다.

1663년: 에드워드 서머셋 우스터 후작은 그의 발명품들의 모음집을 발간했다. 하나는 본질적으로는 살로몽 드 코가 만든 것과 비슷하지만 한 개의 보일러에만 부착되어 있었던 새로운 종류의 증기 기관이었다. 이 발명품의 열쇠는 증기를 강제로 농축시키기 위한 용기 주위의 냉각 장치이다. 이는 파이프를 통해 용기로 물을 끌어 넣는 데 사용되던 방의 일부를 진공으로 만들었다. 고로 펌프를 만든 것이다. 그는 래글랜 성 한 곳에 상당히 큰 크기의 장치를 만들었는데, 이것이 최초의 공업용 크기 증기 기관이었다. 그는 채광 작업을 하기 위해 장치를 만들고 있었지만, 회사를 세우기도 전에 사망했다.

1698년: 토마스 세이버리는 〈광부의 친구〉라는 증기 펌프를 소개했다. 이것은 서머셋의 디자인과 거의 같았는데, 나중에 추가된 한가지 중요한 개선점은 냉각수가 장치 안에 있는 스프레이로 실린더 밖으로 직접 뿌려져서 교체된다는 것이다. 이 펌프는 대부분 실험작으로 몇몇 개가 만들어졌으나, 흡인력을 이용하여 물을 끌어올리는 다른 구조와 마찬가지로 32피트(10미터) 혹은 그보다 낮은 높이까지만 들어올릴 수 있었다. 실생활에 사용되도록 하기 위해 펌프들을 쌓아놓고 실린더의 맨 꼭대기까지 강제로 물을 끌어 올리는 추가 증기 압력도 사용할 수 있도록 하였다. 하지만 많은 광산업자들은 폭발의 위험을 생각하여 이 옵션은 피했다.

1705년: 토마스 뉴커먼은 대기압식 증기기관을 만들었는데, 세이버리 펌프와는 달리 실린더 안에 피스톤을 두어 물이 안으로 뿌려질 때 진공이 피스톤을 실린더의 바닥으로 밀어 내리도록 했다. 이 기관은 작동 높이와 탄광 채굴에 많은 향상을 가져왔다. 당시 증기 기관에 대한 모든 사용에 대한 특허는 세이버리가 쥐고 있었으므로 뉴커먼은 그의 동료였던 존 컬리와 함께 1733년에 특허가 만료될 때까지 동업하자고 세이버리를 설득했다.

1707년: 드니 파팽은 수많은 아이디어를 담은 증기 기관 연구집을 발간했다. 그 중 하나는 물레방아에 물을 올리기 위해 세버리 기관과 비슷한 것을 사용한 것이었다. 또한 실린더 속 증기가 농축된 후의 진공에 의해 올라가는 피스톤이 있는 세버리 기관의 물을 대체하는 것도 제안했으나 그 장치를 만드는 데는 실패했다.

1718년: 드사귈리예는 안전 밸브와 이전엔 두 밸브로 나뉘어 있었던 증기와 냉수를 동시에 관리하는 이중 밸브가 포함된 향상된 세버리 기관을 소개했으나 상업적으로 사용되지는 않았다.

1720년: 리에폴드는 확장에 기반하여 두 실린더가 증기를 받고 대기로 배출하는 것을 번갈아하는 기관을 고안했다.

1713년: 뉴커먼 기관을 조작하던 험프리 포터라는 소년은 작동 밸브들을 자동으로 열고 닫게 하는 간단한 시스템을 설치했다. 이제 뉴커먼 기관은 1분에 15번 운동할 수 있게 되었다.

1718년: 헨리 베이턴은 포터의 시스템보다 더 향상되고 믿을 수 있는 시스템을 제작했다.

1733년: 뉴커먼의 특허가 만료되었다. 이 때까지 100개의 뉴커먼 기관이 만들어졌다. 만들어진 후 50여년간 이 기관들은 영국 전역의 탄광에서 사용되었으며, 또한 지방 지역의 물 공급과 물레 방아를 이용한 물 끌어올리기 등에 사용되었다. 1742년에 이 기계 중 한 대만이 영국에서 쓰였고 두 대가 대륙으로 갔다. 진짜 성공은 그 다음 30년 동안에 찾아왔다. 콘월 주에서 주석 광산의 물을 빼내기 위해서 60대의 기계를 만들었던 것이다. 그렇지만 프랑스에서는 18세기 말에도 단지 다섯 대만이 제철소에서 사용되고 있었다.

1769년: 존 스미턴은 뉴커멘 기관을 이용한 실험을 하며 이전보다 더 길게 피스톤 운동할 수 있는 향상된 기관들을 만들기 시작했다. 뉴터멘 기관의 최고점이었던 후기 기관들은 최대 80마력까지 낼 수 있었다.

1775년: 이 때까지 영국에는 600개의 뉴커멘 기관들이 사용되었다.

1779년: 제임스 피카드의 제안으로 회전 운동을 하는 뉴커먼 기관에 처음으로 크랭크가 제작되었다. 피카드는 이것을 수년간 특허를 내었으나, 시행할 수는 없었다.

1776년 - 1800년: 뉴커먼 기관은 1775년부터 1800년까지 1000대가 넘는 양이 제작되었으며, 특히 탄광이나 공장 등에서 사용이 급증했다.

1765년: 와트는 응축기를 분리하는 아이디어를 내놓았다. 이 아이디어의 열쇠는 이전 세이버리 엔진에서 증기를 응축시키고 진공을 만들어주던 물 분사 장치를 다시 배치하는 것이었다.

물통에 둘러싸인 더 작은 크기의 추가 원통 용기 안에 있는 응축기는 여전히 따뜻한 응축액을 미리 데워진 물을 보일러로 되돌려 보내게 해 주는 흡입 펌프로 온수통으로 보내게 한다.

이는 뉴커먼 기관에서 실린더를 매 운동마다 차갑게 식히던 것과는 달리 주 실린더를 언제나 뜨겁게 유지시킴으로써 열 능률을 상당히 향상시켰다. 와트는 또한 아래에 만들어진 진공에 반하여 피스톤의 윗부분이 움직이도록 대기압보다 조금 많은 압력밖에 만들 수 없었던 실린더의 윗부분을 밀봉했다. 이러한 이유로, 증기 기관은 더 이상 대기압의 어떤 요소의 영향도 받지 않게 되었다. 이어서 제임스 와트는 매슈 볼턴과 사업 제휴를 맺은 뒤 영국 핸즈워드에 '소호 공장'을 열었다.

1769년: 제임스 와트는 그의 기계로 특허를 얻었다. 능률의 향상은 와트와 그의 동료 매슈 볼턴에게는 값비싼 수리비와는 대조적으로 매년 사용하는 석탄의 양을 절약하는 이런 디자인을 라이센스 받기엔 충분했다. 예전에는 이 발명이 산업혁명의 시작으로 잘못 알려졌었다.

1775년: 와트와 볼턴이 형식적인 협력관계에 들어섰다. 와트의 특허는 의회법에 의해 1800년까지 25년 연장되었다.

1776년: 첫 상업용 볼턴 & 와트 증기기관이 만들어졌다.

1. 페르낭 브로델 (1995). 〈제6장 기술의 보급: 혁명과 지체〉. 《물질문명과 자본주의Ⅰ-2 일상생활의 구조 下》. 주경철 옮김. 서울: 까치. 622쪽. ISBN 89-7291-084-8. 영국인인 뉴커먼의 경우도... 그는 1711년에 증기기관을 발명했지만 ...

2. 페르낭 브로델 (1995). 〈제6장 기술의 보급: 혁명과 지체〉. 《물질문명과 자본주의Ⅰ-2 일상생활의 구조 下》. 주경철 옮김. 서울: 까치. 622쪽. ISBN 89-7291-084-8. 영국인인 뉴커먼의 경우도... 그는 1711년에 증기기관을 발명했지만 30년 뒤인 1742년에 이 기계 중 한 대만이 영국에서 쓰였고 두 대가 대륙으로 갔다. 진짜 성공은 그 다음 30년 동안에 찾아왔다. 콘월 주에서 주석 광산의 물을 빼내기 위해서 60대의 기계를 만들었던 것이다. 그렇지만 프랑스에서는 18세기 말에도 단지 다섯 대만이 제철소에서 사용되고 있었다.

# data[].attributes.attachment_link.title
증기기관 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

# data[].attributes.attachment_link.description
증기기관(蒸氣機關, 영어: Steam engine)은 외연 열기관으로, 수증기의 열에너지를 기계적인 일로 바꾸는 장치이다. 1705년 영국의 발명가 토머스 뉴커먼이 발명했고, 1769년에 제임스 와트 가 개량했다. 기계작동을 위해 끓는 물을 이용하는 아이디어는 2,000년의 오랜 역사를 가지고 있다. 초기 장치들은 실용적인 동력 발생로들이 아니었지만 설계가 진보함에 따라 유용한 동력을 발생시킬 수 있게 되어 지난 300년동안 기계 동력의 주요한 근원이 되었는데, 최초의 응용 예는 진공 엔진을 이용한 갱내 배수였다.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
stirling engine

두산백과

요약 가열·냉각의 2가지 정적변화와 압축·팽창의 2가지 등온변화로 구성되는 밀폐 사이클을 갖는 용적형(容積型) 외연기관.

1816년 로버트 스털링(Robert Stirling)이 발명한 것으로, '스털링기관'이라고도 한다. 당시에는 작동가스로 공기를 사용하였으므로 '열공기기관'이라고도 하였다. 19세기 초기에는 증기기관과 성능을 겨루었으나 효율이 낮기 때문에 후기에는 내연기관에 밀려나게 되었다. 그러나 이후 적합한 작동가스( 수소 또는 헬륨)의 채택과 효율이 좋은 열교환기의 연구 등에 의해 현재는 열효율 이 40%인 것이 있다.

출력 피스톤의 상승으로 실린더 저온부에 있는 작동가스는 등온압축된다. 다음에 배제 피스톤이 하강해서 실린더 저온부에서 고온부로 부피가 일정한 상태에서 가스는 가열되면서 이동한다. 이때 이전 사이클에서 미리 가열되어 있는 재생기에서 예열되고 가열 코일에서 가열된다. 이것을 등적가열이라고 한다.

다음에 실린더 고온부에 있는 가스는 등온팽창하고, 배제와 출력의 두 피스톤은 함께 하강해서 일을 한다. 끝으로 출력 피스톤은 그대로 있고, 배제 피스톤만이 상승하기 때문에 작동가스는 실린더 고온부에서 저온부로 일정한 부피를 유지한 채 재생기와 냉각 코일에서 냉각되면서 이동한다. 이것을 등적냉각이라고 한다.

실린더의 상부에는 연소실과 가열 코일이 있고, 실린더의 외주(外周)에는 축열형의 재열기와 냉각 코일이 장치되어 있다. 실린더 속은 배제 피스톤에 의해 고온부와 저온부로 구분되어 있고, 배제와 출력의 두 피스톤 운동은 마름모꼴 구동기구에 의해 규정되어 있다. 즉, 두 피스톤의 연접봉은 2개의 기어로 동기되어 있는 크랭크에 의해 연결되어 있으며, 사이클을 할 수 있다.

스털링 기관은 외연기관이므로 연료를 자유롭게 선택할 수 있고, 배기가스가 깨끗하며 배기음도 전혀 나지 않는다. 또 마름모꼴 구동기구에 의해 완전히 균형이 잡혀 있으며, 가스 압력을 바꾸어서 쉽게 출력을 조절할 수 있다. 이러한 특징 때문에 공해가 없는 자동차 엔진, 선박의 주기관 또는 보조기관, 유전지대의 다연료기관이나 우주항공용에 이용된다.

출처

출처 도움말

본 컨텐츠의 저작권은 저자 또는 제공처에 있으며, 이를 무단 이용하는 경우 저작권법 등에 따라 법적책임을 질 수 있습니다.
외부 저작권자가 제공한 콘텐츠는 네이버의 입장과 다를 수 있습니다.

확장영역 접기

# data[].attributes.attachment_link.description
가열·냉각의 2가지 정적변화와 압축·팽창의 2가지 등온변화로 구성되는 밀폐 사이클을 갖는 용적형 외연기관. 1816년 로버트 스털링(Robert Stirling)이 발명한 것으로, '스털링기관'이라고도 한다. 당시에는 작동가스로 공기를 사용하였으므로 '열공기기관'이라고도 하였다. 19세기 초기에는 증기기관과 성능을 겨루었으나 효율이 낮기 때문에 후기에는 내연기관에 밀려나게 되었다. 그러나 이후 적합한 작동가스(수소 또는 헬륨)의 채택과 효율이 좋은 열교환기의 연구 등에 의해 현재는 열효율이 40%인 것이 있다.

# data[].attributes.attachment_link.title
제트엔진은 어떻게 작동할까?

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
요약 가솔린을 연료로 하는 내연기관이다. 작동방식에 따라 2회전, 4행정으로 구성된 4행정 기관과 1회전마다 폭발하는 기관인 2행정 기관으로 나뉜다. 보통 수랭식을 많이 사용하며, 다른 엔진과 달리 기화기라는 장치가 있어 가솔린과 공기를 적당히 혼합하여 실린더로 내보낸다.

가솔린 기관 이라고도 하며, 작동방식에 따라 4행정(스트로크) 기관과 2행정 기관이 있다. 4행정 기관의 작동방식은 프랑스 드로샤가 1862년에 원리를 제안하고, 1876년 독일 오토가 처음으로 실용 엔진을 제작하였다. 4행정 기관의 작동원리는 2회전·4행정으로 이루어져 있다.

즉, ① 흡입행정: 피스톤이 하강하면서 연료와 공기의 혼합기를 기화기 를 통하여 흡입한다(흡입밸브 열림, 배기밸브 닫힘). ② 압축행정:피스톤이 올라가면서 흡입된 혼합기를 압축한다(흡입밸브·배기밸브 모두 닫힘). ③ 팽창행정:압축된 혼합기에 전기불꽃으로 점화·폭발시켜 그 가스의 압력으로 피스톤이 내려가면서 동력을 발생시킨다(흡입밸브·배기밸브 모두 닫힘). ④ 배기행정:피스톤이 올라감으로써 연소 가스가 배출된다(흡입밸브 닫힘, 배기밸브 열림).

2행정 기관의 작동원리는 1880년 영국의 D.클라크가 고안하였는데, 1회전마다 폭발하는 기관이다. 2행정(크랭크케이스 압축식)은 피스톤이 올라갈 때 흡입구에서 크랭크케이스 안으로 흡입하고, 피스톤이 내려갈 때 이것을 압축하여 배기구가 열리는 동시에 실린더 속으로 보낸다.

구조는 공랭식도 있으나 보통 수랭식을 많이 쓴다. 본체는 동력을 발생시키는 부분으로, 실린더·피스톤·연결봉·크랭크축· 캠축·흡배기 밸브 기구· 플라이휠 등으로 되어 있다.

연료장치 가운데 기화기(카뷰레터)는 가솔린엔진에만 있는 장치이며, 가솔린과 공기를 적당한 비율로 혼합시켜 실린더에 보낸다. 기화기의 스로틀밸브는 개폐에 의해 흡입되는 혼합기의 양을 조절하여 출력을 조정한다. 최근에는 기화기가 없이 연료분사기를 이용하여 공기의 흐름 중에 분사하여 혼합기를 얻거나, 각 실린더 내에 연료를 분사하는 방식이 연비나 배기가스 등의 이유로 많이 사용된다. 이 밖에 연료펌프, 공기청정기, 흡기 다기관 등이 있다.

점화장치는 실린더에 흡입된 혼합기를 점화시키는 장치로, 축전지·감응코일·단속기· 배전기 ·점화플러그·축전기 등으로 되어 있다. 축전지 대신에 자석을 이용한 발전기를 사용하는 것도 있다. 윤활장치는 피스톤이나 각 베어링 부분에 윤활유를 보내는 장치로서, 오일펌프·오일청정기·오일팬 등으로 되어 있다.

냉각장치는 엔진이 과열하지 않도록 온도를 적당히 유지하기 위한 것으로, 공랭식과 수랭식이 있다. 공랭식에는 냉각용 핀을 장치한 것이 많고, 수랭식에는 물펌프·라디에이터(방열기)·팬·온도조절기 등이 있다.

2행정 기관은 작고 가벼우며 큰 출력을 낼 수 있고, 일반적으로 흡배기 밸브가 없으므로 구조도 간단하다. 또 1회전마다 폭발하므로 회전이 원활한 장점도 있다. 그러나 흡입의 배기작용이 완전하지 못하기 때문에 배기 때 혼합가스의 일부가 배기가스와 함께 배출되므로, 연료소모가 많아서 대형기관에는 쓰이지 않는다. 일부 2행정 기관에서는 배기 밸브를 적용하여 연료 효율을 향상시키기도 한다.

이 엔진은 다른 기관에 견줘 중량·용적당 출력이 비교적 크고, 운전과 관리가 쉽기 때문에 오토바이·자동차·비행기·모터보트 등의 교통기관용 원동기 외에 경운기·소방 펌프·발전기 등에도 널리 사용된다. 모형비행기용의 1마력(hp) 이하의 것을 비롯하여 비행기용의 3,500 마력 정도의 것까지 여러 가지가 있다.

참조항목

가속펌프 ,가솔린분사 ,공랭식기관 ,냉각장치 ,디젤엔진 ,라디에이터 ,수랭식기관 ,LPG엔진 ,연소실 ,OHC엔진 ,점화플러그 ,DOHC엔진

역참조항목

가스엔진 ,기관 ,내연기관 ,다기관 ,등유기관 ,장 조제프 에티엔 르누아르 ,배기가스

카테고리

기술과학>기계공학>기계공학일반

출처

출처 도움말

본 컨텐츠의 저작권은 저자 또는 제공처에 있으며, 이를 무단 이용하는 경우 저작권법 등에 따라 법적책임을 질 수 있습니다.
외부 저작권자가 제공한 콘텐츠는 네이버의 입장과 다를 수 있습니다.

확장영역 접기

# data[].attributes.attachment_link.description
가솔린을 연료로 하는 내연기관이다. 작동방식에 따라 2회전, 4행정으로 구성된 4행정 기관과 1회전마다 폭발하는 기관인 2행정 기관으로 나뉜다. 보통 수랭식을 많이 사용하며, 다른 엔진과 달리 기화기라는 장치가 있어 가솔린과 공기를 적당히 혼합하여 실린더로 내보낸다. 가솔린기관이라고도 하며, 작동방식에 따라 4행정(스트로크) 기관과 2행정 기관이 있다. 4행정 기관의 작동방식은 프랑스 드로샤가 1862년에 원리를 제안하고, 1876년 독일 오토가 처음으로 실용 엔진을 제작하였다.

# data[].attributes.attachment_link.title
가솔린 엔진의 구조와 작동원리에 대해 알아보겠습니다

# data[].attributes.body
https://m.blog.naver.com/attmall/223330257339

# data[].attributes.body
https://m.blog.naver.com/zicjwap/223414930918

# data[].attributes.attachment_link.provider_name
네이버 블로그 | 아시아툴텍

# data[].attributes.attachment_link.title
스털링엔진은 무엇이며 어떤 원리일까

# data[].attributes.attachment_link.description
스털링엔진은 열기관 엔진의 한 종류로 외부 열원에서 공급된 열을 이용하여 엔진 내의 공기를 팽창 및 압…

# data[].attributes.attachment_link.provider_name
네이버 블로그 | 전차종 시트 전문점(안산현대시트)-시트수리및교체

# data[].attributes.attachment_link.title
화물차의 심장, 디젤 엔진의 원리와 특징

# data[].attributes.attachment_link.description
화물차의 심장, 디젤 엔진의 원리와 특징에 대해 알아봅니다. 안녕하세요! 화물차시트의 선두주자 안산현대…

# data[].attributes.body
https://youtube.com/watch?v=06bQPPjnw1g&si=ncJFcL0c8fWZmLeV

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
디젤 엔진(dieselmotor, diesel engine) 또는 디젤 기관(―機關)은 독일의 기술자 루돌프 디젤(Rudolf Diesel)이 1892년에 발명한 내연 기관 이다. 디젤 기관은 열 효율이 높아 주로 대형자동차, 철도차량, 건설기계, 농업용기계, 선박 등의 엔진에 이용된다.

독일 MAN SE가 1906년에 제작한 단기통 디젤 엔진.

같은 내연 기관인 가솔린 기관 이 전기와 점화플러그를 이용하여 연료를 점화시키는 반면, 디젤 기관은 압축점화기관형태로, 실린더 안에 공기를 압축해서 온도를 높인 후 연료를 실린더 안에 분출하면서 스스로 점화되도록 하는 장치이다.

연료가 연소하면서 화학에너지가 열에너지로 바뀔 때, 각 실린더 안의 온도가 2,480C 정도까지 올라가고, 실린더 내부에 약 100kg/cm2의 압력이 나온다. 이 압력이 실린더 안의 피스톤을 하사점까지 밀어내고, 피스톤에 연결된 크랭크축을 회전시켜서 동력을 만든다.

실린더 안에 압축된 공기가 연료를 점화시키기 위해서는 실린더 안의 온도가 일정 온도 이상이 되어야 한다. 연료 점화에 필요한 압축비가 높을수록 온도가 높아진다. 압축비는 압축 전과 후의 공기의 체적비로 측정하는데, 대형 실린더에는 압축비가 약 13:1, 중형은 약 14.3:1, 소형은 약 20:1 정도 나온다.

디젤 기관에 이용되는 연료는 열효율이 높으면서 휘발유보다 저렴한 연료를 사용하며, 주로 경유 계통을 사용한다.

디젤 엔진을 구분할 때 일반적으로 2행정 기관과 4행정 기관 으로 나눈다. 대개의 경우는 4행정 기관이며 일부 대형 기관의 경우 2행정 기관을 쓴다.

4행정 기관은 각 피스톤이 아래-위-아래-위의 순으로 한 사이클을 완료한다. 첫 번째의 하강행정에서 공기를 실린더로 흡입하고, 상승행정에서 공기를 압축한다. 두 번째의 하강행정에서 연료를 분사하여 폭발 시킨 후, 상승행정에서 연소된 배기 가스를 밖으로 내보낸다.

2행정 기관은 각 피스톤이 아래-위의 순으로 한 사이클을 완료한다. 하강행정에서 실린더가 열리면서 배기 가스를 내보내는 동시에 신선한 공기를 흡입한다. 이 과정에서 슈퍼차저와 터보차저를 통해 공기를 순식간에 빨아내고, 동시에 연소된 가스는 배기 밸브를 통해 순식간에 빠져나간다. 상승행정은 압축행정으로 한 번만 일어난다. 4행정 기관보다 한 사이클당 폭발행정이 2배이므로 크기가 작고 큰 힘이 필요한 기계에 사용한다.

기계적 혹은 전기적 분사

연료 분사의 대부분의 구성에서 20세기에 걸쳐 사용되어왔다.

오늘날 대부분의 디젤 엔진은 엔진의 크랭크 샤프트에 의해 구동되는 단일 기계적 플런저 고압 연료 펌프를 사용한다. 각각의 엔진 실린더에는, 연료 펌프 수단에 대응하는 플런저가 정확한 양의 연료를 분사하고, 각 분사의 타이밍을 정한다. 이 엔진에 쓰이는 분사기는 특정 연료 압력에 따라 여닫는 매우 정밀한 스프링이 장착된 밸브를 사용한다. 별도의 고압 연료는 각각의 실린더로 연료 펌프를 연결한다. 각각의 단일 연소용 연료량은 약간 회전으로 압력이 해제되거나 기계식 조속기 에서 제어되는 플런저의 경사면 홈에 제어되고, 스프링 레버에 의해 엔진 속도가 제한되어 회전 가중치가 구성된다. 분사기는 연료 압력에 의해 분사된다. 고속 엔진에서 플린저 펌프는 하나의 유닛으로 묶여있다. 각 분사기의 펌프로부터 연료 라인까지의 길이는 동일 압력의 지연을 얻기 위해 보통 각각의 실린더에 대해 동일하다.

여섯개 미만의 실린더에서 고속 엔진으로 저렴하게 구성하는 방법으로 축 피스톤 펌프 분배기(axial-piston distributor pump)를 사용하는 것이 있다. 각 실린더 밸브 및 라인에 연료를 제공하는 하나의 회전 펌프 플린저로 이루어진다. ( 오토 엔진의 points 및 배전기 캡 과 기능적으로 유사하다.)

리카르도 코메트(Ricardo Comet) 간접 분사 챔버

간접 분사 방식은 실린더 내에 분사하여 연소하는 대신 프리챔버(prechamber)에 분사여여 연소시키고 이를 주 실린더 내로 전파하는 방식이다. 80년대와 90년대에 포드와 쉐보레가 이러한 방식의 엔진을 생산하였다. 이러한 방식은 직접 분사 방식에 비해 효율이 떨어지는 것으로 알려지고 있다.

대부분의 디젤 엔진은 다음 중 한 가지 방식의 직접 분사 방식을 사용한다.

맨 처음 등장한 직접 분사 방식은 로터리 펌프를 사용하여 마치 간접분사 방식과 흡사하였다. 어쨌든 분사기는 실린더 위에 장착되었고 간접 분사 방식과 같은 별도의 챔버도 없었다. 또한 이러한 방식은 소음이 매우 컸고 매연도 많았다. 다만 간접분사 방식보다 연료가 15-20%가량 적게 소모하는 것이 큰 장점이었다.

이러한 방식은 전자적으로 분사 펌프를 조절하게 되면서 성능향상을 꾀하게 된다. 분사 압력은 여전히 300 바 에 머물렀지만 분사 타이밍, 연료양, 배기 가스 재순환 등 모든 것이 전자적으로 제어하게 된다. 성능 향상에 따라 이 방식은 경제적이면서도 힘이 좋아져 당시의 간접 분사 방식보다 우수하였고 시장에서 인정받아 시장의 주류로 자리잡는다.

고압펌프를 사용하여 연료를 연료 레일에 고압으로 압축하여 두었다가 분사시기에 맞추어 인젝터를 통해 각각의 실린더에 연료를 직접 분사한다. 커먼레일이란 용어는 모든 실린더의 인젝터가 하나의 연료레일에 연결되어 레일을 공유한다(Common Rail)는 의미에서 유래되었다고 알려져 있다.

디젤 내연 기관은 연료를 점화하기 위해 고도로 압축된 고온의 공기를 이용하며, 스파크 플러그 (압축 착화보다는 불꽃 점화)를 사용하는 가솔린의 점화 사이클과는 다르다.

진정한 디젤 엔진에서, 공기만이 초기 연소 챔버로 도입된다. 연료 분사 장치는 연료를 작은 방울로 분해되는 것을 보장하고, 연료가 고르게 분포된다. 압축 공기의 열은 방울의 표면에서 연료를 기화한다. 연소가 끝날때, 피스톤이 내려가면서 연소 가스는 확장한다.

1부터, 피스톤이 하사 점에 있고, 양쪽의 밸브는 압축 행정이 시작될 때 폐쇄된다. 실린더 는 대기압에서 공기가 포함되어 있다. 1과 2사이의 공기는 단열 압축된다. 이것이 압축되는 동안, 부피는 감소한다. 이때 온도는 올라가고 압력은 증가한다. 화학 에너지가 방출되고 이것은 압축된 가스에 열에너지 (열)를 주입한다. 연소 가열은 2와 3사이에 발생한다. 이 구간에서의 압력은 피스톤이 내려가고, 부피가 증가하기 때문에 일정하게 유지된다. 연소 에너지의 영향으로 온도는 올라간다. 3에서의 연료 분사 및 연소가 끝나고, 실린더는 2에서보다 더 높은 온도에서 기체를 포함한다. 작업은 엔진이 연결되는 시스템에서 이루어진다. 이것이 팽창하는 동안, 기체의 부피는 증가한다. 이때 온도는 내려가고 압력은 감소한다. 4에서 배기 밸브가 열리고, 압력은 급격하게 감소한다.

루돌프 디젤이 취득한 디젤 기관의 특허증.

디젤 기관을 발명한 사람은 독일의 기술자인 루돌프 디젤(Rudolf Diesel)이다. 디젤 기관이란 명칭도 루돌프 디젤이란 이름에서 따온 것이다. 디젤은 1892년에 '새로운 합리적인 열기관에 대한 이론과 구조(；Theory und Aufbau, Neuerationellen Wärmekraftmaschinen)'라는 논문을 발표하였고, 1893년 2월 23일에 독일제국 특허국(Kaiserliches Patentamt in Berlin)으로부터 "열기관의 작동 사이클과 실행방법( : Arbeitsverfahren und Ausführungsart fürVerbrennungskraftmaschinen)"에 관한 특허(DRP 67207)를 받았다.

디젤은 1893년 M.A.N.(；Maschinenfabrik Augsburg in Nürnberg)과 새로운 열기관의 개발계약을 이후 체결하고, 새 기관 개발에 착수하였다. 그해 7월에 첫 시제품을 만들었으나 성공하지 못하였다. 이후에 1895년에 두 번째 시제품을 제작하였으며, 압축공기의 온도로 연료를 충분히 연소시킬 수 있음을 증명하게 되었으나, 실용 가능한 수준에는 이르지 못하였다. 이후 여러 번의 실험을 거치면서 1897년 2월 17일에 작동이 가능한 최초의 디젤 기관을 완성하였다.

# data[].attributes.attachment_link.title
디젤 엔진 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

# data[].attributes.attachment_link.description
디젤 엔진(dieselmotor, diesel engine) 또는 디젤 기관(―機關)은 독일의 기술자 루돌프 디젤(Rudolf Diesel)이 1892년에 발명한 내연 기관 이다. 디젤 기관은 열 효율이 높아 주로 대형자동차, 철도차량, 건설기계, 농업용기계, 선박 등의 엔진에 이용된다. 같은 내연 기관인 가솔린 기관 이 전기와 점화플러그를 이용하여 연료를 점화시키는 반면, 디젤 기관은 압축점화기관형태로, 실린더 안에 공기를 압축해서 온도를 높인 후 연료를 실린더 안에 분출하면서 스스로 점화되도록 하는 장치이다.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
스털링엔진은 열기관(heat engine)의 한 종류로서, 공기 등 기체 형태의 작동 유체(working fluid)에 열을 가하여 반복적으로 압축하고 팽창시키면서 기계적인 일을 한다.

1816년 스코틀랜드의 목사인 스털링(R. Stirling, 1790-1878)이 개발하였다. 증기기관(steam engine)과 같이 외부에 설치된 연소 장치에서 연료를 연소시켜 열에너지를 얻고, 그 열에너지로 작동 유체의 상태를 변화시켜 기계적 일을 하게 하는 외연기관(external combustion engine)이다. 스털링엔진은 가열 실린더와 냉각 실린더 부분이 열교환기를 그 중간에 두고 서로 연결되어 있고, 전체 구조는 밀폐되어 그 안에서 작동 유체가 움직인다. 외부의 열에너지는 가열 실린더 쪽으로 공급된다. 기술의 발전과 함께 열효율은 40~50% 정도까지 실제로 구현할 수 있어, 일반 내연기관의 20~30%보다 매우 높으며, 내연기관에 비해 소음 및 진동이 매우 적다는 장점이 있다. 그러나 외연기관의 출력을 높이기 위해선 많은 양의 기체가 필요해 같은 출력을 내는 내연기관보다 부피가 큰 단점이 있다. 부피를 줄이기 위해 공기 대신 수소나 헬륨 등 가벼운 기체를 고압으로 사용하기도 한다. 또한 밀폐된 실린더 안에서 공기가 압축팽창을 반복하므로 고도의 밀폐 기술이 요구되는 난점이 있다.

그림 1은 스털링엔진의 한 종류인 알파 스털링엔진(alpha Stirling engine)의 작동 순서를 나타낸다.

1. 빨간색으로 표시된 가열 실린더에서 공기가 외부로부터 열에너지를 받아 팽창하고 있고, 피스톤은 왼쪽으로 바닥 근처에 와 있다. 동시에 아래쪽에 파란색으로 표시된 냉각 실린더의 피스톤은 더운 공기 피스톤보다 90도 늦게 돌면서 차가운 공기를 팽창시키고 있다.

2. 냉각 실린더 쪽이 팽창하면서 가열 실린더에서 더운 공기를 뽑아 온다. 가열 실린더에서 뽑혀 나온 공기는 차가운 공기 쪽으로 내려오면서 관 속에서 열교환기에 열을 빼앗기고 식는다. 동시에 가열 실린더 쪽 피스톤이 공기를 압축하기 시작한다.

3. 가열 실린더의 압축과정이 오른쪽 끝에 도달하면 더운 공기의 대부분은 냉각 실린더 쪽으로 밀려간다. 동시에 냉각 실린더의 피스톤도 최대 확장 지점을 지나 압축과정으로 들어와 차가운 공기에 압력을 가하기 시작한다.

4. 냉각 실린더의 압축과정이 바닥 끝에 도달하면 차가운 공기의 대부분이 피스톤에 밀려 냉각 실린더와 가열 실린더를 잇는 관 속에 압축된 상태로 존재하며 열교환기에서 열을 공급받는다. 동시에 가열 실린더는 계속 외부에서 열에너지를 받고 있으므로 공기가 다시 팽창하게 된다. 이후 1번 과정을 반복한다.

이상적인 스털링엔진의 순환(cycle)은 그림 2의 압력-부피 상도표에 나타나있다.

1. 등온팽창: 가열 실린더 쪽에서 높은 온도를 유지하면서 작동 유체는 외부로부터 열을 흡수하면서 팽창한다.

2. 열을 빼앗기는 등적과정: 고온의 공기가 열교환기를 지나가며 열을 빼앗겨 온도가 낮아진다.

3. 등온압축: 냉각 실린더에서 낮은 온도를 유지하면서 작동 유체는 외부로 열을 방출하면서 압축된다.

4. 열을 공급받는 등적과정: 작동 유체는 열교환기를 다시 지나가면서 2번 과정에서 빼앗겼던 열을 대부분 다시 얻으며, 1 상태로 되돌아가 등온팽창 과정을 반복할 수 있는 상태가 된다.

이론상 스털링엔진의 순환은 카르노순환 과 같은 열효율을 가질 수 있으나, 실제로 구현된 스털링엔진에서는 여러가지 손실 요소로 인해 그보다는 낮은 열효율을 갖게된다.

# data[].attributes.attachment_link.description
스털링엔진은 열기관(heat engine)의 한 종류로서, 공기 등 기체 형태의 작동 유체(working fluid)에 열을 가하여 반복적으로 압축하고 팽창시키면서 기계적인 일을 한다. 1816년 스코틀랜드의 목사인 스털링(R. Stirling, 1790-1878)이 개발하였다. 증기기관(steam engine)과 같이 외부에 설치된 연소 장치에서 연료를 연소시켜 열에너지를 얻고, 그 열에너지로 작동 유체의 상태를 변화시켜 기계적 일을 하게 하는 외연기관(external combustion engine)이다.

# data[].attributes.attachment_link.description
Create stunning original music for free in seconds using our AI generator. Make your own masterpieces, share with friends, and discover music from artists worldwide.