석유엔진은 휘발유, 등유, 경유, 중유 등 석유를 연료로 하는 내연기관 엔진을 통틀어 이르는 말이다. 대표적인 석유엔진에는 가솔린엔진과 디젤엔진이 있다.
종류
가솔린엔진
가솔린엔진(gasoline engine)은 가솔린, 즉 휘발유를 연료로 하는 내연기관 엔진이다. 페트롤 기관이라고도 한다. 공기와 연료 혼합물을 압축하고 점화하여 폭발을 일으키고, 그 폭발 에너지를 역학적 에너지로 변환하는 엔진이다. 가솔린 공기와의 적당한 혼합기를 실린더 내에 보내 흡입, 압축, 폭발, 배기의 다작용 폭발력을 피스톤의 직선 왕복 운동을 거쳐 크랭크축에 전하고, 회전 운동으로 바꿔 동력을 얻는다. 각종 교통 기관용, 건설 기계용, 발전용, 농경용 등 1마력부터 3,500마력 정도까지 대단히 광범위하게 사용되고 있다. 가솔린엔진은 프랑스의 드로샤(Drosha)가 1862년에 원리를 제안하고, 1876년 독일의 오토(Otto)가 처음으로 실용적인 가스 엔진을 제작한 이후 다방면에 사용되기 시작했다. 가스 엔진의 원리와 휘발유 엔진의 원리는 몇 가지 기구가 다른 것을 제외하면 거의 같다. 이후 1885년 독일의 고트리프 다임러(Gottlieb Daimler)와 빌헬름 마이바흐(Wilhelm Maybach)가 최초의 자동차를 만들어내는데, 이때 각각 가볍고 회전 속도가 빠른 가솔린엔진을 개발했다. 거의 비슷한 시기에 카를 벤츠(Karl Friedrich Benz)도 휘발유자동차를 만들었다.[1]
디젤엔진
디젤엔진(Diesel engine)은 경유 등의 연료를 사용하는 내연기관 엔진이다. 독일의 루돌프 디젤(Rudolf Diesel)이 발명하여, 디젤엔진이라고 부른다. 디젤엔진은 실린더 안에 공기를 압축해서 온도를 높인 후 연료를 실린더 안에 분출하면서 스스로 점화되도록 하는 장치이다. 이때 자연 발화로 구동 에너지를 얻어 작동한다. 온도를 높여서 압축할 때는 실린더 내부 압력이 약 100kg/㎠ 정도가 나오고 연료를 연소할 때는 화학에너지가 열에너지로 바뀌면서 온도가 2,480C 정도까지 올라간다. 실린더 내부의 높은 온도로 압축된 공기로 연료가 점화되기 위해서는 실린더 내부의 온도가 일정 온도 이상이 되어야만 한다. 연료 점화에 필요한 압축비가 높을수록 온도가 높아진다. 압축비는 압축 전과 후의 공기의 체적비로 측정하는데, 대형 실린더에는 압축비가 약 13:1, 중형은 약 14.3:1, 소형은 약 20:1 정도 나온다. 디젤엔진에 이용되는 연료는 열 효율이 높으면서 휘발유보다 저렴한 연료를 사용하며, 주로 경유 계통을 사용한다. 디젤엔진은 2행정 기관과 4행정 기관으로 이루어져 있다. 대부분 디젤엔진은 4행정기관이고 나머지 대형 기관은 2행정기관이다.[2]
제트엔진
제트엔진(Jet Engine)은 압축 공기 중에 연료를 분사 연소시켜서 생긴 고온 고압 가스를 분출시켜, 그 분류의 반동에 의해 추진력을 얻는 엔진을 총칭하여 말한다. 높은 경제성과 성능, 신뢰성 때문에 항공기용으로 가장 많이 채택되는 형태의 엔진으로, 연료로는 등유가 사용된다.[3] 넓은 의미로 터보제트, 터보팬, 스크램제트, 램제트 등을 포함하며, 좁은 의미로는 가스터빈 엔진, 즉 터보젯만을 의미한다. 제트엔진은 가스터빈과 동일한 의미로도 쓰이는데 이는 제트엔진 거의 대부분이 가스터빈 엔진으로 만들어지기 때문이다.[4] 이중에서 민간 항공기와 군용기 시장의 대부분을 차지하는 것은 두 종류 – 터보제트 엔진과 터보팬 엔진이다. 터보제트와 터보팬의 작동 원리는 비슷하다. 우선 흡기구를 통해 공기가 엔진 전면으로 유입되고, 공기의 일부 또는 전부가 압축된다. 그 후 연료와 혼합되어 연소되고, 이후 추진력을 제공하기 위해 배출된다. 프로펠러 비행기에 달린 대형 프로펠러가 공기를 휘저어가며 앞으로 나아가는 것과 비슷한 일이 제트엔진에서도 일어나는 것이다. 다만 후자의 경우에는 그 과정이 엔진 내부에서 일어나게 된다. 터보 엔진에서 터보라고 할 수 있는 부품이 엔진 중심부에 있는 가스터빈이다. 가스터빈은 다른 모든 부품을 구동시키기도 하고, 비행기 내부 시스템(전기, 물, 그 밖의 것들)에 쓸 에너지를 엔진에서 가져 오는 역할도 한다.[5]
각주
참고자료
같이 보기
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