자동차에 대한 이론적 고찰

소개글

자동차에 대한 이론적 고찰에 대한 보고서 자료입니다.

목차

가. 자동차 발달사
나. 최초의 자동차
다. 디젤 엔진의 발명
라. 최초의 전기자동차
마. 자동차 엔진에 대한 일반적 고찰
1) 엔진의 작동
2) 엔진의 종류
3) 엔진의 구조
4) 윤활장치
5) 냉각장치
6) 연료장치
7) 흡·배기 장치

본문내용

는 Double의 의미로 Camshaft가 2개 달려 있다. Overhead는 실린더에 대해 머리 윗부분에 Camshaft가 있음을 가리킨다. 오늘날의 엔진은 흡·배기밸브가 실린더에 따라 나란히 되어 있는 SV(Side Valve)에서 밸브가 실린더 상부에 있는 OHV(Over Head Valve)로 다시 Camshaft를 실린더 바로 윗부분에 위치시키는 OHC로 이행한다. DOHC는 1기통에 밸브가 4개이고 Twin Camshaft이기 때문에 고회전, 고성능의 장점이 있지만 Camshaft가 2개 있고 Chain이나 Belt의 복잡화 등으로 엔진의 무게가 커지고 코스트가 높아지는 단점이 있다.
윤활장치
윤활장치(潤滑裝置 : Lubricating System)는 기관의 작동을 원활하게 하고, 그 작동이 기관의 수명을 다할 때까지 오래 유지하기 위해 운동 마찰부분에 엔진 오일을 공급하는 장치이다. 기관에는 실린더와 피스턴처럼 접동을 하는 부분이나, 크랭크샤프트 및 캠 샤프트와 같이 회전운동을 하는 부분이 있으며, 이러한 운동 마찰부분은 금속끼리 직접 접촉하면 마찰열이 발생하고 마찰면이 거칠어져 빨리 마모하거나 눌어붙는 고장이 발생하여 기관이 운전할 수 없게 된다. 이것을 방지하기 위해 금속의 마찰면에 오일을 주입하면 그 사이에 유막(油膜 : Oil Film)이 형성되어 고체 마찰이 오일의 유체 마찰로 바뀐다. 따라서 마찰 저항이 적어져 마모가 적고 마찰열의 온도 상승을 방지한다. 윤활 장치는 Pil Pan, Oil Pump, Oil Pressure Regulator, Oil Screen, Oil Cooler로 구성되어 있다.
냉각장치
냉각장치(Cooling System)는 기관을 냉각하여 과열을 방지하고 또 적당한 온도를 유지하는 장치이다. 실린더 안의 연소가스의 온도는 2.000도 이상에 이르며, 이 열의 상당한 양이 실린더, 실린더 헤드, 피스턴, 밸브 등에 전도된다. 이러한 구분의 온도가 과도하게 높아지면 부품 재료의 강도가 저하되어 고장이 생기거나 수명이 단축되고 연소상태도 나빠져 노킹이나 조기 점화가 발생하며 그 결과 기관의 출력이 저하된다. 또 냉각이 불완전한 상태에서는 실린더 벽의 유막이 끊기는 등의 윤활기능 저하와 오일의 변질 등으로 이상마모나 눌어 붙는 등 고장의 원인이 된다. 반대로 지나치게 냉각되면 연소에서 발생한 열량 가운데 냉각으로 손실되는 열량이 크기 때문에, 기관의 열효율이 낮아지고 연료 소비량이 증가하는 등의 문제가 생기므로, 기관의 온도를 알맞게 유지하는 것이 냉각장치의 기능이다. 기관의 냉각 방식에는 외부 공기로 기관을 직접 냉각하는 공냉식과 냉각수를 기관 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식이 있다. 냉각수는 물 펌프(Water Pump)를 돌려서 냉각수를 실린더 블록과 실린더 헤드의 물자켓(Water Jacket)으로 보낸 다음, 가열된 냉각수를 Radiator)로 보내 방열하며 식힌 다음 다시 물 펌프로 순환시킨다. 물 펌프에는 냉각팬(Cooling Fan)이 부착되어 외부 공기를 래디에이타를 통해 강제적으로 흡입하여 방열효과를 좋게 한다.
연료장치
연료장치는 기관이 필요로 하는 적당한 혼합기(混合氣)를 공급하는 장치로 연료를 저장하는 연료탱크(Fuel Tank), 연료 속의 불순물을 제거하는 연료여과기(Fuel Filter), 연료 분사장치에 연료를 보내는 연료펌프(Fuel Pump), 혼합기를 만들어 기관에 공급하는 연료분사장치 그리고 이러한 장치를 연결하는 연료파이프 등으로 구성되어 있다. 연료공급과 관련된 전자제어시스템은 크랭크 각도 센서, 차속센서, 냉각온도센서, 산소센서, 삼원촉매 장치로 구성되어 있는데 이 시스템들은 흡입공기량을 직접 측정하며, 다양한 차량주행 상태에 따른 엔진요구조건을 정확하게 맞추어 주기 위한 공연비(空煙比) 및 점화시기 등을 제어하여 연비향상과 유해배출가스를 감소시킨다. 특히 전자제어 연료분사 시스템은 하나의 인젝터로 모든 실린더에 분산하는 Single Point Injection(SPI) 방식과 실린더마다 인젝터가 하나씩 달린 Multi Point Injection(MPI) 방식으로 나눌 수 있는데 MPI 시스템은 흡기 밸브 앞 Program된 ECU내의 정보에 의한 연산과정을 거쳐 정밀한 연료량을 각 실린더의 Injector에 동시 또는 순차적으로 공급하는 시스템이다.
흡·배기 장치
기관이 작동하기 위해서는 실린더 안에 혼합기를 흡입하고 연소된 가스를 외부로 배출하는 것이 흡·배기장치이다. 흡기장치(Intake-system)는 흡이하는 공기 속에 들어 있는 먼지 등의 이물질을 제거하는 공기청정기(Air Cleaner)와 기화기에서 만든 혼합기를 공급하는 관으로 흡기 매니홀드(Intake Manifold)로 구성되어 있다. 배기장치(Exhaust System)는 엔진구조의 최후에 있는 부품으로서 배기가스의 통로의 배기관은 소음과 배기가스의 저감에 직접적인 영향을 주는 중요한 부품이며 연소가스를 모으는 배기 매니홀드(Exhaust Manifold)와 외부로 나가는 배기파이프 및 소음기(Muffer) 등으로 되어 있다. 한편 공해저감을 위하여 배기가스장치로서 촉매 컨버터 장치와 배기가스 재순환장치(EGR:Exhaust Gas Recirculation)가 있고 엔진출력향상을 위한 과급(過給) 장치가 있다. 엔진은 배기량마늠 혼합기를 흡입하여야 하는데 실제 배기량의 80% 정도밖에 흡입할 수 없다. 따라서 2000CC엔진도 1600CC분의 혼합기밖에 흡입하지 못한다. 이 흡입량을 늘리기 위해 밸브수를 늘리거나 밸브 직경을 크게 하고 있지만 또 하나의 방법으로 터보차저(Turbo Charger)나 슈퍼차저(Super Charger)를 사용하여 터빈이나 펌프를 강제적으로 돌려 공기의 압력을 1.5배하면 많은 공기가 실린더 내로 들어가 가솔린의 양도 많아지면서 파워도 상승한다. 이와 같이 실린더 내의 부압을 이용하여 공기를 흡입하는 방식이 자연흡기방식이고 터보차저로 공기를 강제로 보내는 방식을 과급방식(過給方式)이라고 한다.
키워드 : 자동차, 자동차의 역사, 자동차 이론, 엔진, 운송 수단, 1800

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