청소(엔진)
Scavenging (engine) |
스캐빈징은 다음 사이클을 위해 내연기관의 실린더에 있는 배기가스를 외부 공기/연료 혼합물(직분사 엔진의 경우 외부 공기)로 교체하는 과정입니다.청소가 불완전할 경우 남은 배기 가스로 인해 다음 사이클 동안 부적절한 연소가 발생하여 출력 저하로 이어질 수 있습니다.
청소는 2행정 엔진과 4행정 엔진 모두에서 똑같이 중요합니다.대부분의 최신 4행정 엔진은 직교류 실린더 헤드와 밸브 타이밍이 오버랩되어 실린더를 청소합니다.현대의 2행정 엔진은 Schnuerle 스캐빈징("루프 스캐빈징") 또는 유니플로 스캐빈징을 사용합니다.
소기 또는 소기 포트는 깨끗한 공기가 실린더로 유입되는 포트, 즉 공기가 배출되는 배기 포트를 말합니다.
오리진스
청소기를 장려하기 위해 의도적으로 설계된 최초의 엔진은 1890년대 초 영국의 Crossley Brothers Ltd에 의해 만들어진 가스 엔진이었다.이러한 크로스리 오토 스캐빈징 엔진은 최근 슬라이드 밸브에서 포핏 밸브로 변경됨에 따라 밸브 타이밍 [1]이벤트를 보다 유연하게 제어할 수 있게 되었습니다.배기 밸브가 이전 엔진보다 30도 이상 늦게 닫히면서 긴 '오버랩' 기간이 주어졌습니다(흡기 및 배기 밸브가 모두 열려 있는 경우).이 엔진은 가스 엔진이었기 때문에 압축 스트로크 동안 장시간 밸브를 닫을 필요가 없었습니다.배기 가스는 이전 연소 사이클의 배기 가스 '흡입'이 발생한 후 부분 진공에 의해 엔진에서 흡입되었습니다.
이 방법을 사용하려면 스트로크 전체 지속 시간 동안 가스 슬래그를 포함할 수 있을 만큼 배기 파이프가 길어야 합니다.Crossley 엔진의 회전 속도가 너무 느리므로 엔진과 주철 '포트'[2] 소음기 사이의 배기 파이프가 20m(65피트)나 됩니다.
청소의 종류
크로스플로 청소
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직교류 실린더 헤드는 대부분의 최신 2행정 엔진에 사용되며, 흡기 포트는 연소실의 한쪽에 있고 배기 포트는 다른 쪽에 있습니다.가스의 운동량은 '오버랩' 단계(흡기 및 배기 밸브가 동시에 열리는 경우) 동안 청소하는 데 도움이 됩니다.
수직 루프 청소
2 스트로크 엔진의 경우 소형 오토바이에 사용되는 것과 같은 초기 크랭크케이스 압축 엔진에 직교류 스캐빈징이 사용되었습니다.트랜스퍼 포트(연료/공기 혼합물이 연소실로 유입되는 위치)와 배기 포트는 연소실의 반대쪽에 위치합니다.이 배열은 단순하다는 장점이 있었지만 유입되는 충전을 배기 포트로 직접 유도하기도 했습니다.실린더의 배기 가스 배출을 개선하고 실린더에 유입되는 전하를 더 많이 유지하기 위해 디플렉터 피스톤이 자주 사용되었습니다.이 피스톤 모양은 흡기 가스를 실린더 상단으로 향하게 하여 배기 가스를 아래로 밀어 배기 포트로 내보냅니다.그러나 디플렉터 피스톤은 실제로는 그다지 효과적이지 않았습니다. 가스 흐름의 대부분이 지름길로 이동했지만 여전히 실린더 상부에 도달하지 못했습니다. 피스톤의 형태는 긴 화염 경로와 과도한 표면적을 야기하여 연소실의 형태를 손상시켰습니다.따라서 수직 루프 스캐빈징은 현대의 2행정 엔진에서는 거의 사용되지 않습니다.
슈누엘레 스캐빈징
Schnuerle Scavenging('루프 스캐빈징' 또는 '역 스캐빈징'이라고도 함)은 대부분의 현대식 2행정 엔진에 사용되는 설계입니다.크로스 플로우 스캐빈징과 비교할 때 중요한 차이점은 트랜스퍼 포트가 배기 포트 양쪽에 위치하며 반대쪽 실린더 벽을 [3]지향한다는 것입니다.연료/공기 혼합물이 연소실로 유입되면 실린더를 가로질러 배기 포트 반대쪽 실린더 벽을 따라 이동한 후 실린더 헤드에서 루프오버했다가 다시 배기 포트로 내려갑니다.이 긴 흐름 경로와 흡입 및 배기 흐름의 반대 방향은 신선 가스 및 사용 후 가스의 혼합을 최소화하고 포트가 닫히기 전에 실린더에서 배출되는 신선 전하의 양을 제한합니다.이 소거 방법에서는 실린더 내의 3차원 가스 흐름을 더 잘 이해하고 다양한 포트의 배치, 크기 및 각도에 더 많은 주의를 기울여야 합니다.
유니플로 청소
유니플로 청소는 신선한 흡기 충전 및 배기 가스가 동일한 방향으로 흐르도록 설계된 것입니다.따라서 흡기 및 배기 포트가 실린더의 반대쪽 끝에 있어야 합니다.일부 2행정 엔진에서 사용되는 것처럼, 새로운 전하가 실린더 하단 근처의 피스톤 제어 포트를 통해 유입되어 위로 흐르면서 실린더 헤드에 위치한 포핏 밸브를 통해 배기 가스를 밀어냅니다.Ricardo Dolphin 해양 엔진과 같은 다른 단로 엔진은 하향 흐름 방향을 사용하며, 외부 공기/연료 혼합물이 실린더 상단으로 유입되고 배기 가스가 실린더 하단으로 배출됩니다.또 다른 설계에서는 실린더의 양 끝에 피스톤 제어 포트를 사용하고 각 실린더에서 반대 방향으로 이동하는 두 개의 마주보는 피스톤을 사용하여 이들 사이의 전하를 압축합니다.
단열 소기법은 자동차, 선박, 철도 기관차 및 정지 엔진에서 2행정 디젤 엔진에 종종 사용되어 왔습니다.단점은 포핏 밸브트레인(또는 두 번째 피스톤을 제어하는 데 필요한 크랭크축 또는 로커 암)을 구현하는 데 추가로 필요한 복잡성, 질량, 볼륨 및 비용입니다.
참고 항목
레퍼런스
- ^ Clerk, Dugald (1907). The Gas and Oil Engine. pp. 312–313.
- ^ Smith, Philip H. (1962). The Scientific Design of Exhaust and Intake Systems (1st ed.). GT Foulis. pp. 29–30.
- ^ "Loop Scavenging and Boost Ports". www.twostrokehistoryplus.jigsy.com. Retrieved 5 October 2019.
