Rudolf Diesel의 이름을 따서 명명된 디젤 엔진은 기계적 압축의 결과로 실린더의 공기 온도가 상승하여 연료가 점화되는 내연 기관입니다. 따라서 디젤 엔진은 소위 압축 점화 엔진입니다. 이것은 가솔린 엔진이나 가스 엔진과 같이 공기-연료 혼합물의 점화 플러그 점화를 사용하는 엔진과 대조적입니다.
디젤 엔진은 공기 또는 공기와 배기 가스의 잔류 연소 가스만 압축하여 작동합니다. 공기는 흡입 행정 동안 챔버로 유입되고 압축 행정 동안 압축됩니다. 이것은 실린더의 공기 온도를 너무 높여 연소실에 분사되는 분무된 디젤 연료를 점화시킵니다.
연료는 연소 직전에 공기 중으로 분사되기 때문에 연료의 분포가 고르지 않습니다. 이것을 불균일 공기-연료 혼합물이라고 합니다. 디젤 엔진에서 생성되는 토크는 공연비(λ)를 조작하여 제어됩니다. 흡기를 조절하는 대신 디젤 엔진은 분사되는 연료량의 변화에 의존하며 공연비는 일반적으로 높습니다.
디젤 엔진은 팽창율이 매우 높고 고유한 희박 연소로 인해 실제 내연 기관 또는 외연 기관 중 가장 높은 열효율(엔진 효율)을 가지고 있어 과잉 공기를 통해 열을 발산할 수 있습니다.
밸브가 중첩되는 동안 연소되지 않은 연료가 없으므로 연료가 흡기/분사에서 배기로 직접 전달되지 않기 때문에 직접 분사 가솔린 엔진에 비해 적은 효율 손실도 피할 수 있습니다.
저속 디젤 엔진은 최대 55%의 유효 효율을 달성할 수 있습니다. 복합 사이클 가스터빈은 디젤 엔진보다 효율적인 내연 기관이지만 질량과 크기로 인해 차량, 선박 또는 항공기에는 적합하지 않습니다.
디젤 차량은 내연 기관을 사용하기 때문에 가솔린 차량과 유사합니다. 한 가지 차이점은 디젤 엔진에는 대부분의 가솔린 차량에서 사용되는 스파크 점화 시스템이 아니라 압축 점화 분사 시스템이 있다는 것입니다.
압축 착화 시스템에서 디젤 연료는 엔진의 연소실로 분사되고 가스가 엔진 피스톤에 의해 압축될 때 달성되는 고온에 의해 점화됩니다.
가솔린 차량의 배기 가스 제어 시스템과 달리 많은 디젤 차량에는 미립자 물질을 줄이고 위험한 질소 산화물(NOx) 배출을 무해한 질소와 물로 분해하는 추가 후처리 부품이 있습니다. 디젤은 일반적인 운송 연료이며 여러 다른 연료 옵션은 유사한 엔진 시스템 및 구성 요소를 사용합니다.
디젤 엔진의 4단계(흡기, 압축, 동력, 배기)를 보여주는 애니메이션.
가솔린 엔진과 마찬가지로 디젤 엔진은 일반적으로 피스톤이 사이클 동안 두 번 위아래로 움직이는(즉, 크랭크축이 두 번 회전하는) 4단계 또는 스트로크의 사이클을 반복하여 작동합니다.
2행정 디젤에서는 피스톤이 한 번만 위아래로 움직이는 전체 사이클이 발생합니다. 혼란스럽게도 2행정 주기에는 실제로 세 단계가 있습니다.
2행정 엔진은 4행정 엔진보다 작고 가벼우며 회전당 한 번(4행정 엔진과 같이 2회전마다 한 번이 아닌) 전기를 생성하기 때문에 더 효율적인 경향이 있습니다. 즉, 더 많은 냉각과 윤활이 필요하고 마모가 더 많이 발생합니다.
디젤 엔진에는 동력에 따라 소형, 중형, 대형의 세 가지 기본 크기 그룹이 있습니다.
소형 엔진의 출력 값은 188kW 또는 252마력 미만입니다. 이것은 가장 일반적으로 생산되는 디젤 엔진 유형입니다. 이 엔진은 자동차, 경트럭, 일부 농업 및 건설 분야와 소형 고정식 발전기(예:유람선) 및 기계 구동 장치에 사용됩니다. 그들은 일반적으로 직접 분사, 인라인, 4기통 또는 6기통 엔진입니다. 대부분은 애프터쿨러로 터보 차지됩니다.
중형 엔진의 출력 용량은 188~750kW 또는 252~1,006마력입니다. 이 엔진의 대부분은 대형 트럭에 사용됩니다. 일반적으로 직접 분사, 인라인, 6기통 터보차저 및 애프터쿨링 엔진입니다. 일부 V-8 및 V-12 엔진도 이 크기 그룹에 속합니다.
대형 디젤 엔진은 정격 출력이 750kW를 초과합니다. 이 독특한 엔진은 해양, 기관차 및 기계 구동 애플리케이션과 전력 생산에 사용됩니다. 대부분의 경우 직접 분사, 터보 차저 및 애프터 쿨링 시스템입니다. 신뢰성과 내구성이 중요한 경우 분당 500회전 정도로 작동할 수 있습니다.
디젤 엔진은 일반적으로 기계 엔진, 발전기 및 모바일 드라이브로 사용됩니다. 기관차, 건설 장비, 자동차 및 수많은 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 그들의 영역은 거의 모든 산업으로 확장되며 지나가는 모든 것을 들여다보면 매일 관찰할 수 있습니다.
산업용 디젤 엔진과 디젤 동력 발전기는 몇 가지만 예를 들면 건설, 해양, 광업, 병원, 임업, 통신, 지하 및 농업 분야에 사용됩니다. 주 또는 예비 백업 전력을 위한 발전은 오늘날 디젤 발전기의 주요 응용 분야입니다. 더 많은 예를 보려면 다양한 유형의 엔진 및 발전기와 이들의 공통 응용 분야에 대한 기사를 확인하십시오.
디젤 엔진은 다음과 같은 이유로 가솔린 엔진에 비해 훨씬 더 효율적이고 바람직합니다.
Diesel engine(디젤 엔진), 공기가 실린더에 분사된 디젤 연료를 점화시키기에 충분히 높은 온도로 압축되어 연소 및 팽창이 피스톤을 작동시키는 모든 내연 기관입니다.
가솔린 엔진과 마찬가지로 디젤 엔진은 전기 모터로 회전하여 시동되며 압축-점화 사이클이 시작됩니다. 그러나 추울 때 디젤 엔진은 시동을 걸기가 어렵기 때문입니다. 공기를 압축해도 연료를 점화할 만큼 높은 온도가 되지 않습니다.
휘발유와 디젤은 깊은 지하에서 나오는 원유에서 나옵니다. 원유는 휘발유(미국에서는 가솔린이라고 함) 또는 디젤을 만들기 위해 정제됩니다. 잔디 깎는 기계, 자동차, 버스, 오토바이에서 대형 선박과 비행기에 이르기까지 대부분의 운송 수단은 가솔린이나 디젤을 사용하여 엔진에 동력을 공급합니다.
디젤 엔진의 주요 구성 요소:
개념적으로 디젤 엔진은 공기를 고압/고온으로 압축한 다음 이 뜨거운 압축 공기에 소량의 연료를 분사하여 작동합니다. 고온으로 인해 소량의 고도로 원자화된 분사 연료가 증발합니다.
디젤 엔진은 연소 개시가 전기 스파크보다는 압축에 의해 가열된 공기에 의존하기 때문에 때때로 압축 점화 엔진이라고 합니다. 디젤 엔진에서는 피스톤이 스트로크의 상사점에 접근할 때 연료가 도입됩니다.
디젤 엔진에는 2행정과 4행정의 두 가지 종류가 있습니다. 대부분의 디젤 엔진은 일반적으로 4행정 사이클을 사용하며 일부 대형 엔진은 2행정 사이클로 작동합니다.
디젤 엔진은 공기를 흡입하여 압축한 다음 압축된 공기에 연료를 분사합니다. 압축 공기의 열은 연료를 자발적으로 점화합니다. 디젤 엔진에는 점화 플러그가 없습니다.
디젤은 동급 가솔린보다 낮은 엔진 회전수에서 더 많은 출력을 제공합니다. 이것은 디젤이 동일한 성능을 생산하기 위해 가솔린 엔진만큼 열심히 작동하지 않기 때문에 더 긴 고속도로 여행에 더 적합하다고 느끼게 만듭니다. 이는 또한 디젤 차량을 견인에 더 적합하게 만드는 데 도움이 됩니다.
효율성 측면에서 디젤 엔진은 휘발유 엔진에 비해 15~20% 적은 연료를 사용하여 더 높은 효율성을 제공합니다. 디젤 엔진의 낮은 토크는 훨씬 더 나은 고속도로 주행 경험을 제공합니다. 그러나 이 효율성의 가격은 같은 차의 가솔린 모델에 비해 더 높은 프리미엄입니다.
디젤 연료는 원유와 바이오매스로 만들어집니다. 미국에서 생산 및 소비되는 디젤 연료의 대부분은 석유 정제소에서 원유에서 정제됩니다. 미국 정유 공장은 42갤런(미국) 원유 배럴당 평균 11~12갤런의 디젤 연료를 생산합니다.
디젤 엔진은 여전히 가스 엔진보다 더 효율적이지만 대부분 도시 운전에 종사하는 사람들에게는 덜 효율적입니다. 디젤 자동차는 또한 토크가 더 높기 때문에 더 인상적인 가속과 함께 연비가 향상됩니다.
Rudolf Diesel의 이름을 따서 명명된 디젤 엔진은 기계적 압축으로 인해 실린더 내의 공기 온도가 상승하여 연료가 점화되는 내연 기관입니다. 따라서 디젤 엔진은 소위 압축 점화 엔진(CI 엔진)입니다.
디젤 연료는 발명가인 독일 엔지니어 Rudolf Diesel의 이름을 따서 명명된 압축 점화 엔진을 사용하는 자동차용으로 판매되는 증류 연료유의 일반적인 용어입니다. 그는 1892년에 자신의 독창적인 디자인에 대한 특허를 받았습니다. 디젤 연료는 원유와 바이오매스 재료에서 정제됩니다.
세 가지 기본 크기 그룹. 디젤 엔진에는 동력에 따라 소형, 중형, 대형의 세 가지 기본 크기 그룹이 있습니다.
프리미엄 디젤은 세탄가가 더 높고 윤활성이 우수하며 표준 #2 디젤에 비해 인젝터 청소 기능을 제공하는 세제가 포함되어 있습니다. 세탄은 연료의 점화 지연을 측정합니다. 더 높은 세탄가는 더 빠른 시동과 더 적은 오염을 위해 더 짧은 지연과 더 나은 점화 품질과 동일합니다.
디젤 연료는 일반적으로 더 비쌉니다. 서비스 비용이 더 많이 들 수 있지만 자주 수행할 필요는 없습니다. 디젤 자동차는 훨씬 더 많은 NO2를 생성합니다. 디젤 엔진은 약간 더 시끄러울 수 있습니다.
효율성 측면에서 디젤 엔진은 휘발유 엔진에 비해 15~20% 적은 연료를 사용하여 더 높은 효율성을 제공합니다. 디젤 엔진의 낮은 토크는 훨씬 더 나은 고속도로 주행 경험을 제공합니다. 그러나 이 효율성의 가격은 같은 차의 가솔린 모델에 비해 더 높은 프리미엄입니다.
1890년대에 Rudolf Diesel은 그의 이름을 딴 효율적인 압축 점화 내연 기관을 발명했습니다.
Diesel은 내연 기관을 개발할 생각을 가지고 있었고 몇 년 동안 아이디어를 내기 위해 노력했으며, 그 결과 1893년 프로토타입이 도입되었고 1897년에는 최초의 디젤 엔진 생산 모델이 탄생했습니다.
가솔린은 1892년에 명성을 얻었지만 디젤은 처음 사용되어 연료원으로 인정된 1893년을 가리키는 일부 출처와 함께 조금 더 오래 걸렸습니다. 이를 염두에 두고 가솔린이 디젤보다 빠르게 인기를 얻고 상업적인 성공을 거두었기 때문에 기술적으로 최초의 제품이었습니다.
Rudolf Diesel의 첫 번째 압축 점화 엔진은 파리 만국 박람회에서 땅콩 기름으로 작동되었습니다.
최초의 실제 자동차 엔진은 일반적으로 칼 벤츠(Karl Benz)에게 돌아갑니다. 수년간 자전거와 기술에 집착한 Benz는 1885년 최초의 가솔린 자동차로 간주되는 자동차를 개발했습니다. 문제의 엔진은 단일 실린더 4행정 장치였습니다.
