자동차용 가솔린엔진의 성능 시험

• 자동차용 엔진

자동차가 노면과 여러 다른 저항에 이기고 주행을 하기 위해서는 차바퀴에 동력을 주지 않으면 안 된다. 이렇게 필요한 동력을 발생하는 장치를 원동기(prime mover)라 한다.

일반적으로 원동기는 전기, 열, 물, 바람, 빛, 원자력 등이 갖고 있는 에너지를 기계적 에너지, 즉 동력으로 변환하는 장치로 그 종류는 매우 많다. 전기 에너지를 이용하는 원동기에는 전동기(motor)가 있으나 자동차는 가설한 전선이나 레일을 이용한 것이 불가능하므로, 전기 에너지를 얻는 방법은 배터리를 이용할 수밖에 없다. 그러나 배터리는 용량(capacity)에 문제가 있어 실용화에는 아직 시간을 요한다. 또한, 열에너지를 이용하는 원동기는 열기관(heat engine)이라 부르며, 외연기관(external combustion engine)과 내연기관(internal combustion engine)이 있다. 외연기관은 연료를 기관본체의 외부에서 연소하여 발생한 열 에너지로 보일러 내의 물을 증기로 변화시켜 그 증기력으로 동력을 발생하는 장치로서 증기기관이 대표적이다. 증기기관은 예전에 자동차용 엔진의 주류였으나 보일러 등 본체 이외의 장치가 크고 무거워 현재는 이용되지 않는다.

현재 자동차용 운동기로서 이용되는 것은 가솔린, 경우, 중유, 등의 액체연료를 엔진본체 내부에서 연소하여, 발생하는 열에너지를 직접 동력으로 변환시키는 내연기관이다. 내연기관은 마력당 중량이 작고 소형화가 가능하며, 취급도 용이하고 연료비 등의 경비가 적게 든다는 이점을 갖고 있다.

내연기관에는 가솔린을 연료로 하는 가솔린 엔진(gasoline engine), 경유와 중유를 연료로 하는 디젤 엔진(diesel engine) 등이 있다. 현재 대부분의 자동차는 가솔린 엔진을 사용하고 있으나 연료의 경제성과 강력한 엔진을 요하는 대형버스와 트럭 등에는 디젤 엔진이 사용된다. 또한, 최근에는 액화 석유가스 엔진(liquefied petroleum gas engine, LPG engine)과 로터리 엔진(rotary engine)도 자동차의 운동기로서 사용된다.

한편, 가까운 장래에는 수소가스 엔진(hydrogen engine)과 스털링 엔진(stirling engine), 가스 터빈(gas turbine) 등을 원동기로 한 자동차의 실용화도 이루어질 것이다

• 엔진 성능 시험 개설

엔진 성능은 차량의 동력 성능, 연비 및 드라이버 빌리티의 근본을 이루는 것이고, 정상 및 고도 상태, 그 위에 여러 가지 대기 조건에 걸쳐서 정성이 들여진 적합이 행해지고 있다. 시험은 주로 표준 환경하에서 행해지거나, 그렇지 않으면 특수 환경 조건을 만들 수 있는 실험실에서, 엔진 동력계를 사용하여 정상 상태에서 행해지는데, 가감속 운전을 필요로 할 때에는 차량을 새시 동력계에서 운전하든가, 그렇지 않으면 차량 상당의 관성을 설정할 수 있는 엔진 로드 시뮬레이터를 사용한 시험이 이루어진다. 여기서는 가장 기본이 되는 엔진 동력계상에서 행해지는 대상 시험에 대해서 기술한다. 엔진 성능의 대상 시험은, 그 목적에 따라 부가하는 부하를, 전 부하, 부분 부하, 무 부하, 마이너스 부하(피구동) 상태로 설정해서 측정한다.

• 엔진동력계 작동순서

1. 전원을 켠다.

 - 콘트롤전원(배선용차단기를 올림)과 DYNAMO전원(220V플러그를 꽂음)

   켠다.

2. 조작판넬의 ‘제어부’스위치를 ON위치에 놓는다.

 - PC를 켤 수 있게 된다.

 - PC아래에 있는 BOARD전원이 들어간다.

3. PC를 켠다.

4. 가솔린엔진, 연소해석 중 원하는 프로그램을 실행한다.

5. 조작판넬의 DYNAMO스위치를 ON위치에 놓는다.

6. 냉각용 수돗물을 켠다.

7. 조작판넬의 ‘냉각기’스위치를 ON위치에 놓는다.

8. 조작판넬의 ‘엔진’스위치를 ON위치에 놓는다.

 - 이때 ‘엔진’스위치 위의 램프가 들어오지 않을 경우

  a. 프로그램에 있는 'ENGINE ON/OFF'아이콘을 누른다.

  b. 위를 실행해도 안될 경우 ‘비상스위치’가 눌려져 있지 않나 확인한다.

  C. 밧데리가 완전 방전되어 있을지도 모른다.

9. ‘시동’스위치를 누른다.

 - 시동이 걸린다.

 - 시동이 걸리지 않는 경우

  a. 스위치를 누르면 ‘딸깍 딸깍’ 소리만 나는 경우  -  밧데리부족

  b. 스타트 모터가 돌려고 하는데 시동이 안 걸리는 경우 - 부하가

    걸려있는지 확인한다.

    (이하는 4에서 가솔린엔진 프로그램을 선택한 경우)

10. 프로그램의 ‘일반시험,성능시험’메뉴에서 원하는 모드를 선택한다.

 - 외부…모드는 조작판넬의 볼륨을 돌려 제어하는 것이고 그 외는

   프로그램상에서 수동으로 조작하거나, 자동으로 제어가 되는 것이다.

11. 'OPTION'메뉴에서 ‘시험시간설정’을 선택해 원하는 시험시간을

   선택한다

12. 이상을 실행하고 data를 보고싶으면 프로그램의 ‘START'아이콘을

    누른다.