자동차 가솔린 엔진의 최대 효율 오토사이클 알아보기!

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#[내연기관] 시리즈 - 오토사이클

오토사이클은 내연기관 중 가솔린 엔진의 사이클입니다.

이상적인 열역학 사이클을 보여줍니다.

 

[흡입]-[압축]-[폭발]-[배기]로 이루어진 4행정 과정을 PV선도(압력/체적), TS선도(온도/엔트로피) 그래프를 이용해 과정을 설명할 수 있습니다.

 

 

1️⃣ PV선도(압력, 체적 그래프)

위키피디아, 오토사이클(PV선도)

 

일반적인 오토사이클에서 실제 엔진의 움직임을 더해 상세히 그려진 그래프입니다. 피스톤의 움직임에 따라 0(TDC)->1(BDC)->2->3->4->1->0 으로 4행정에 맞춰 순환하고 있는 것을 볼 수 있습니다.

 

 

 

2️⃣ 오토사이클 과정 설명

[흡입] : 0->1, TDC에서 BDC로 피스톤이 아래로 움직이며 공기를 빨아 들입니다.

 

[압축] : 1->2, BDC에서 TDC로 피스톤이 위로 움직이며 연소실 내의 공기를 압축합니다.(실린더 내 체적이 작아지며 가장 작은 연소실이 만들어 집니다.) - 일 공급, 단열압축(등엔트로피)

 

[폭발] : 2->3, 피스톤은 TDC에 그대로 위치해 있으며 매우 짧은 시간에 이루어지는 과정입니다. 그래서 정적으로 압력만 크게 상승하는 구간입니다,(폭팔력이 클 수록 더 높은 위치에 3번이 도달합니다. 그렇게 되면 엔진은 더 좋은 성능, 효율을 나타낼 수 있습니다) - 열 공급, 정적과정

 

[팽창] : 3->4, 폭발의 한 과정으로 피스톤이 TDC에서 BDC로 움직이며 연소실 체적이 팽창을 하는 과정입니다. 체적이 커져 압력이 줄어듭니다. - 일 소비, 단열팽창(등엔트로피)

 

[배기] : 4->1->0, 4->1번 과정은 배기와 연결된 밸브가 열립니다. 그래서 배기가 연소실에서 빠져나가며 압력이 줄어듭니다. 1->0으로 배기를 피스톤이 밀어내며 한 사이클을 마무리합니다. - 열 소비, 정적과정(4->1)

 

 

 

3️⃣ TDC, BDC 

TDC : Top Dead Center로 상사점, 피스톤이 실린더 내 가장 위에 위치할 때입니다.

BDC : Bottom Dead Center로 하사점, 피스톤이 실린더 내 가장 아래 위치할 때입니다.

 

이상 오토사이클을 알아보았습니다!

 

 

사진 및 자료 출처 :
위키피디아, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%98%A4%ED%86%A0%EC%82%AC%EC%9D%B4%ED%81%B4

 

 

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