기계공학(내연기관실험)

소개글

기계공학(내연기관실험)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론

3. P-V 선도

4. Power, 효율 계산

5.고찰

본문내용

법을 사용.
장점
출력을 더 높게 (실린더 용적 압축을 크게) 설계 할 수 있음. (힘이 가솔린 엔진보다 좋다)
환경오염도 디젤보다 양호. 정숙한 운전을 기대할 수 있다.
단점
시끄럽고 환경오염이 심하다.
디젤 엔진보다 힘도 떨어지고 출력은 높지 않다.
(3) SI(
Spark lgnition) 와 CI(Compression lgnition)의 출력 조적방식의 차이점.
SI엔진은 스파크를 일으켜 점화가 되는 엔진이고, CI엔진은 압축을 일으켜 점화가 되는 (압축착화라고 부름)엔진이다.
SI는 휘발유 엔진 CI는 디젤엔진의 학술적 표현이다.
SI는 연료와 공기를 대략 정도의 차이는 있지만10:1 정도로 같이 압축시켜 압축 상사점에 이르르면 스파크를 튀겨 폭발하여 그 힘으로 피스톤을 움직이는 엔진이다.
CI는 일단 공기만을 실린더내로 들여보내 압축비 25:1 정도로 압축시킨후 공기가 압축되면 자연 온도가 올라가게 되는데 이때 연료를 뿜어 자연 발화시켜 폭발이 일어나게 하는 엔진이다.
디젤엔진이 휘발유 엔진보다 진동이 크고 소음이 큰 이유가 바로 고압으로 압축시키기 때문이다. 압축비가 높으면 진동과 소음은 커지지만 열효율이 좋아지는 장점이 있다.
압축비를 높이기 위해선 최대한 많은 공기를 끌어들여 최대한 압축을 하는것인데, 그러기 위해선 스트로크를 길게 설계해야 한다. 스트로크를 길게 설계하면 엔진의 고회전이 어려워지니는 단점도 지니고 있는데 디젤차들의 엔진회전수가 낮은것도 바로 이 이유에서이다.
3. P-V 선도
①p-theta 원본 그래프
②motoring(p)-theta 원본 그래프
③ p-theta와 motoring(p)-theta의 원본 그래프
④ p-theta와 p-theta(motoring)y방향 보정값 그래프
⑤ p-theta와 p-theta(motoring) x방향, y방향 보정값 그래프
⑥ p-v 선도
4. Power, 효율 계산
(1) Power
rpm : 1500 rpm
torque : 2 kgm
(2) Fuel efficiency
연료량 : 30ml
시간 : 78sec
연료밀도 : 0.8g/ml
5.고찰
실험을 통해 평소에 가깝게 볼 수 있었던 자동차 엔진에 대한 내용을 정리할 기회를 갖을 수 있어서 좋았다. 비록 구체적인 실험을 하는 것이 아니라 단지 엔진을 작동 시키는 것만을 보여준 실험이여서 아쉬움이 남기도 했지만 주어진 데이터를 그래프화 하고 보고서를 작성하는 과정에서 이론적인 엔진 시스템과 실제 시스템의 차이를 생각해 볼 수 있었던 것 같다.
데이터를 가지고 p-v선도를 그려보면서 실제와 이론상의 p-v선도가 달라짐을 알 수 있었는데 열기기 같은 경우는 단열이 잘 되지 않기 때문이라 생각 된다.
또한 그래프를 통해 TDC점을 찾아 봄으로서 점화지연(
lgnition Delay)이 일어났다는 것을 알 수 있었다. 점화지연이란 흔히 디젤 엔진에서 연료가 공급되고 점화 될 때까지 걸리는 시간을 말한다. 이렇게 시간이 걸리는 이유는 디젤의 경우 자연발화를 하기 때문이다. 가솔린의 경우는 점화 플러그가 있어서 불꽃으로 폭발을 일으키지만 디젤은 실린더를 압축시켜서 실린더 내의 혼합기를 압축시켜 자연발화 시키기 때문에 점화지연이 발생하는 것 같다. 가솔린은 자연발화가 되면 노킹(불안정한 폭발로 진동등이 생기고 엔진성능이 떨어짐)이 발생하기 때문에 자연발화가 잘 안되는 휘발유를 쓰고 디젤은 자연발화가 잘 되어야 하기 때문에 자연발화가 잘 되는 경유를 쓴다.
또한 실제 오토 사이클 Blow off 구간에서 일의 손실이 있음에도 불구하고 배기가스를 빨리 빼서 연소 효율을 높이려고 배기밸브가 이론상에서 보다 먼저 열리게 된다는 것도 알게 되었다.

키워드

내연기관,   연료효율,   SI,   CI,   디젤엔진,   가솔린엔진,   4행정,   사이클