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공학 문제해결/열역학

[내연기관] 1-3, 7 문제풀이, 2*4행정*엔진 크기*출력 비교

2017/07/22 - [열역학] - [내연기관] 2-1 문제풀이, V6 SI 엔진

2017/07/22 - [열역학] - [내연기관] 2-5 문제풀이, 2 stroke CI엔진

2017/07/22 - [열역학] - [내연기관] 3-1 문제풀이, 4실린더 오토 사이클

2017/07/22 - [열역학] - [내연기관] 3-4 문제풀이, L6 CI 엔진


[내연기관] 1-3 문제풀이


1-3) List two advantages of a two-stroke cycle engine over a four-stroke cycle engine. List two advantages of a four-stroke cycle engine over a two-stroke cycle engine.

(1) two advantages of a two-stroke cycle engine over a four-stroke cycle engine

(2) two advantages of a four-stroke cycle engine over a two-stroke cycle engine


[해설]

1-3) 2행정 사이클 엔진이 4행정 사이클 엔진보다 좋은 점을 2가지 적으시오. 4행정 사이클 엔진이 2행정 사이클 엔진보다 좋은 점을 2가지 적으시오.

(1) 2행정 사이클 엔진이 4행정 사이클 엔진보다 좋은 점 2가지

(2) 4행정 사이클 엔진이 2행정 사이클 엔진보다 좋은 점 2가지


[풀이]


(1)

- 기계적 밸브 구동계가 없으므로 실린더 헤드가 단순하다. 엔진설계가 비교적 간단하다.

- 크랭크축 1회전당 폭발/연소과정이 있기 때문에 각 회전마다 출력/파워가 좋다.

- 각 사이클의 폭발/연소과정마다 과정이 부드럽게 진행된다.

- 열효율이 더 높다.


(2)

- 압축비를 높게할 수 있어 열효율을 더 좋게할 수 있다.

- 배기가스가 상대적으로 적다.

- 크랭크축 출력을 오일순환에 사용할 수 있다.

- 흡기압을 높이지 않아도 사용할 수 있다.



[내연기관] 1-7 문제풀이


1-7) Two automobile engines have the same total displacement volume and same total power produced within the cylinders. List the possible advantages of :

(a) V6 over a straight six

(b) V8 over a V6

(c) V6 over a V8

(d) an opposed cylinder four over a straight four

(e) an in-line six over an in-line four


[해설]

1-7) 두개의 자동차 엔진이 Vd가 같고 각 실린더의 출력이 같다. 다음의 이점을 작성하시오.

- same total displacement volume : 엔진의 Vd가 같다

- same total power produced within the cylinders : 각 실린더의 출력은 같다


[a~e 문제풀이]


(a) V6형이 straight 6보다 좋은 점은 우선, 엔진의 길이가 적어 크랭크축이 짧아 굽힘응력을 덜 받는다. 그리고 V6형 엔진은 굽힘응력을 덜 받기위해 설계하는 엔진형태로 굽힘응력이 적다.

- V6 : 6실린더 V형 엔진

- straight six : 6실린더 1자형 엔진


(b) V8형이 V6형보다 좋은점은 실린더가 2개나 더 많고 각 실린더를 작게 설계할 수 있기때문에 연소거리가 짧아 출력이 더 크다.


(c) V6형이 V8형보다 좋은 점은 실린더 수가 적기때문에 기계적 마찰이 더 적고, 열손실이 적어 효율이 높다.


(d) opposed형이 straight형보다 좋은 점은 엔진의 무게가 작고, 길이도 짧으며, 크랭크축 길이도 짧게 설계할 수 있다. 그리고 높이를 낮게 설계할 수 있으므로 차량의 무게중심을 낮출 수 있어 주행안정성이 높아진다.

- opposed형 : 마주보는 피스톤형 엔진

- stright형 : 일자형 엔진 (= in-line)


(e) in-line six형이 in-line four형보다 좋은 점은 실린더 지름을 작게 설계할 수 있어 불꽃점화길이가 짧아 각 행정당 파워가 좋다.