가솔린엔진 vs. 디젤엔진, 세상 제일 쉽게설명 드림.

 

1. 엔진 : 

 

  우선, 엔진(Engine)이란 화학에너지를 운동에너지로 변환하는 것을 의미해요. 예를 들면, 가솔린(휘발유)이라는 화학에너지를 품고 있는 화학물질을 연소시켜서 폭발력으로 바퀴를 굴리는(운동에너지) 것이죠. 이러한 작업을 하는 사람들이 '엔지니어(Engineer)'인 것입니다. 

 

 

정리 

엔진(Engine) : 변환 from 화학에너지 to 운동에너지 

 

2. 가솔린엔진 vs. 디젤엔진 : 

 

  엔진이란 화학에너지를 운동에너지로 변환하는 것이라 했죠. 이때, 화학에너지로 가솔린(휘발유)을 사용하면, '가솔린엔진', 디젤을 사용하면 '디젤엔진'이라고 부릅니다. 

 

1) 가솔린엔진 : 

 

  가솔린, 디젤을 구분하는데 있어서 가장 핵심은 '인화점'입니다. 인화점이란 한자로 '이끌 인', '불 화', '지 점'이라는 뜻인데요. 즉, '불이 붙는 지점'이란 뜻이에요. 가솔린의 인화점은 -40°C입니다. 즉, -40°C 이상에서는 가솔린에 불을 붙이면 불이 붙는다는 뜻이에요. 남극, 북극 같이 소수의 극지방을 제외하고는 대부분의 대기온도는 모두 -40도 이상이죠. 그래서, 가솔린엔진은 왠만한 곳에서는 불이 붙습니다. 

 

   '불이 붙는다'란 것은 연료(가솔린)와 산소(산화제)가 반응을 하여 열과 빛을 내는 것을 의미해요. 달리 말하면, 가솔린은 대기 중 산소와 쉽게 반응하여 불이 붙는다는 것이죠. 즉, 가솔린과 공기는 쉽게 결합할 수 있는 상태입니다(매우 중요).가솔린과 공기가 혼합한 것을 '혼합가스'라고 부릅니다.

 

  엔진에서 가솔린엔진의 동력은 매우 간단해요. 우선, 혼합가스(ex- 가솔린+공기)가 흡입밸브를 통해 연소가 일어나는 곳인 '실린더(Cylinder)'로 들어갑니다. 그리고, 피스톤(Piston)이 혼합가스를 아래에서 위로 압력을 가합니다. 혼합가스가 압축이 되겠죠. 이때, 압축된 혼합가스가 '점화플러그'와 만나면 스파크가 발생하면서 '폭발'이 일어납니다. 이 폭발력(화학에너지)으로 피스톤을 다시 아래로 밀어내면서 바퀴를 굴리는(운동에너지) 것이죠. 

 

 

정리

가솔린엔진 : 혼합가스 + 점화플러그 for 피스톤 왕복운동

가솔린엔진 작동순서 : 혼합가스(가솔린+공기) 흡입 to 실린더 > 혼합가스압축(피스톤 윗방향 운동) > 폭발(점화플러그+혼합가스=피스톤 아랫방향운동) > 혼합가스배출(배기밸브)  / * 각 단계마다 크랭크 반 바퀴, 총 4단계=2바퀴 

인화점 차이 : 가솔린(--40°C, 점화플러그=작은스파크=자연발화가능), 디젤(55~65°C, 인위적 공기온도상승필요)

인화점 : '끌 인', '불 화', '지 점' > 뜻 : 불이 붙는 지점

  

 

2) 디젤엔진 : 

 

  가솔린, 디젤을 구분하는데 있어 '인화점(불이 붙는 지점)'이 중요하다 했죠. 디젤은 상온 55~65°C입니다. 가솔린이 영하 -40°C인 것에 비교하면 엄청나게 높은 온도에서 불이 붙는 것이죠. 불이 쉽게 안붙는 다는 것은 '산화(산소를 얻는것)'가 안된다는 소리이죠. 즉, 디젤과 공기는 쉽게 친해지기 어렵습니다. 그런데, 바퀴를 굴릴려면 가솔린엔진처럼 폭발을 해서 피스톤을 왕복운동 시켜야하는데, 디젤엔진은 어떻게 할까요?

 

  해답은 간단합니다. 공기 온도를 '55~65°C'로 만들면 되죠. 그래서, 디젤엔진은 실린더에 혼합가스가 들어오지 않아요. '공기(산소)'만 들어오죠. 왜냐하면, 아직 공기온도가 55~65°C가 아니기 때문에 '혼합가스'가 될 수 없습니다. 실린더 안에 들어온 공기는 피스톤의 압축으로 빠르게 온도가 인화점(55~65°C)까지 도달하게 되죠. 공기가 압축되어 인화점에 도달했을 때, 디젤연료를 뿌려주면 '폭발'이 일어나죠. 

 

 

정리

디젤엔진 : 뜨거운 공기(55~65°C) + 연료분사기 for 피스톤 왕복운동

디젤엔진 작동순서 : only 공기 흡입 to 실린더 > 공기압축(공기 인화점목표, 피스톤 윗방향 운동) > 디젤연료 분사 >  폭발(디젤연료+압축된 공기, 피스톤 아랫방향 운동) > 혼합가스 배출(배기밸브) / * 각 단계마다 크랭크 반 바퀴(디젤연료분사 제외), 총 4단계=2바퀴

 

3. 정리 : 

  

  다 시 한 번, 정리해볼게요. 가솔린은 인화점(-40°C)이 낮기 때문에 쉽게 불이 붙어요. 즉, 왠만한 대기중 산소와 결합을 잘하죠. 그래서, 가솔린+공기가 결합한 상태인 '혼합가스'를 실린더 내부에 넣어주면, 점화플러그의 작은 스파크에도 쉽게 폭발이 일어납니다. 반면, 디젤엔진은 인화점이 상온 55~65°C이죠. 55~65도의 공기를 주변에서 찾기 힘들어요. 그래서, 공기의 온도를 먼저 뜨겁게 해줘야합니다. 그 결과, 디젤엔진은 먼저 공기를 실린더에 넣어서 온도를 인화점까지 올려주고 난 상태에서 디젤연료를 분사해 폭발을 일으키는 것이죠. 

 

  디젤엔진이 좀 더 프로세스가 못해보이죠. 연료분사를 따로 해주어야하니깐요. 그래서, 진동이 심합니다. 이것이 디젤을 주로 사용하는 SUV 자동차가 승차감이 떨어진다는 이유이죠. 그래서, 디젤엔진은 승차감을 높이기 위해서 추가 자동차부품들이 들어가요. 자동차 값이 더 비싸고 크게 만들 수 밖에 없는 이유입니다. 

 

정리  

가솔린엔진 :장점(매끈한 폭발력=승차감up, 진동소음down), 단점(압축비낮음=10:1=토크감소=회전력감소)  / * 압축비 = (기통 체적+ 연소실 체적) / 연소실 체적

디젤엔진 : 장점(압축비20:1=폭발력up=토크up=회전력up, ), 단점(연료분사후 폭발=승차감down, 추가부품필요for승차감up)