내연기관실험

목차

실험 방법

실험 결과

고찰

본문내용

빠져나오는 가 스상 질량은 유입 과정에서 들어오는 것보다 훨씬 많다.
2. 공기-표준 분석은 전체 기관을 통해 흐르는 유체의 유동을 공기로 취급하며, 공기 는 이상 기체로 근사화한다. 실제 기관에서의 유동은 모두 공기일 수도 있고, 기체 상태나 액적 또는 양자가 모두 섞인 연료가 최고 7%까지 혼합된 공기에 가까울 수 있다.
기관 사이클에서 모든 유체들이 공기일 때조차도 공기-표준 분석에서 일정한 비 열을 가진 이상 기체로 가정함으로써 발생한다. 흡기와 배기에서의 저압력에서는 공기를 이상 기체로 정확하게 취급할 수 있지만, 연소 진행 동안은 고압력이므로 이상 기체와는 매우 다르게 행동할 것이다. 더욱 심각한 오차는 해석할 때 일정한 비열을 가진 것으로 가정하는데서 발생한다. 기체의 비열은 온도에 강하게 의존하 므로 기관의 온도 범위에서 30%나 변할 수 있다.
3. 공기-표준 해석에서 무시되는 실제 기관의 사이클 동안 열손실이 발생한다. 실제 연소 동안의 열손실은 최대치 온도와 압력을 예측치보다 낮게 한다. 따라서 실제 팽창 행정은 저압력에서 시작되고, 팽창 행정 동안 출력일은 감소된다. 팽창 행정 동안 열전달이 계속되며, 이것은 팽창 행정의 끝으로 가면서 이상적인 등엔트로피 과정 아래로 압력과 온도가 더욱 낮아진다. 열전달은 역시 압축 행정 도안 나타나 며, 이것은 등엔트로피 과정으로부터 벗어나게 한다. 그러나 이 시기에 열전달은 상대적으로 낮은 온도하의 팽창 행정 동안보다도 적다.
4. 연소는 짧고 유한한 시간에 발생해야 하며, 가열은 오토 사이클에서 근사한 것처 럼 상사점에서 순간적이지 않다. 급속하고 유한한 화염 속도가 기관에는 바람직하 다. 유한한 시간이 필요하기 때문에 연소는 상사점 전에 시작하여 상사점 후에 끝 나며, 공기-표준 해석에서처럼 일정 체적 조건이 아니다. 상사점 전에서 연소가 시 작되므로, 실린더 압력이 압축 행정에서 늦게 증가하고, 그 행정에서 음의 일이 크 게 필요하게 된다. 연소가 상사점 후까지 수행되지 못하므로 약간의 동력 손실이 팽창 행정의 시작에서 생긴다.
5. 블로다운 과정은 실제 유한한 실시간과 유한한 사이클 시간이 필요하다. 그래서 공기-표준 해석과 같이 일정 체적에서 발생하지 않는다. 이러한 이유로 배기 밸브 는 반드시 bBDC 40 ~60 에서 열려야 하며, 팽창 행정의 후반부 끝에서 출력일이 손실된다.
6. 실제 기관에서는 흡입 행정의 끝에서 상사점 후까지 흡기 밸브가 닫혀지지 않는 다. 밸브의 유동 저항 때문에 공기는 여전히 하사점에서 실린더에 유입되며, 만약 여기서 밸브가 닫히면 체적 효율은 떨어지게 된다. 그러나 이러한 이유로 실제 압 축 행정은 하사점에서 시작되는 것이 아니라 흡기 밸브가 닫힌 후에야 시작된다. 상사점 전에 바로 점화가 발생하여, 연소 전에 증가한 온도와 압력이 공기-표준 해석에 의해 예측한 값보다도 작다.
7. 기관 밸브를 가동시키기 위해서는 유한한 시간이 필요하다. 이상적으로 밸브는 순 간적으로 열리고 닫히지만, 캠축을 사용할 때에는 그렇지 못하다. 유입 행정의 시 작에서 흡기 밸브가 완전히 열리도록 하기 위해서는 상사점 전에 열리기 시작해야 한다. 마찬가지로 배기 밸브는 배기 행정의 끝까지 완전히 열려 있어야 한다. 그 결과, 밸브의 오버랩(흡기 밸브와 배기 밸브가 동시에 열려있는 상태) 기간은 이상 적인 사이클로부터 벗어나게 된다.
실제 4행정 디젤 기관에서의 도시 열효율은 공기-표준 오토 사이클 해석에서 예 측한 값들보다 항상 다소 낮다. 이것은 실제 기관에서 이상 기체의 거동 편차와 블 로다운, 연소의 유한한 시간, 밸브 타이밍, 점화 타이밍, 마찰, 열손실 등에 의해 발생한다.

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