스로틀
Throttle | 이 기사는 대부분 또는 전체적으로 단일 출처에 의존하고 있습니다.: · · · · (2019년 2월) |
스로틀은 수축 또는 방해에 의해 유체 흐름을 관리하는 메커니즘입니다.
엔진의 출력은 흡기 가스의 제한(스로틀 사용)에 의해 증가하거나 감소할 수 있지만, 일반적으로 감소합니다.스로틀이라는 용어는 자동차의 가속 페달과 같이 엔진의 출력 또는 속도를 조절하는 메커니즘을 비공식적으로 지칭하게 되었습니다.(항공적 맥락에서) 흔히 스로틀이라고 불리는 것은 스러스트 레버라고도 불리며, 특히 제트 엔진으로 구동되는 항공기의 경우 그러하다.증기 기관차의 경우 증기를 제어하는 밸브를 조절기라고 합니다.
내연기관
내연기관에서 스로틀은 엔진으로 들어가는 연료나 공기의 양을 조절하여 엔진의 출력을 제어하는 수단입니다.자동차에서 운전자가 동력을 조절하기 위해 사용하는 제어 장치를 스로틀, 가속 페달 또는 가속 페달이라고 부르기도 합니다.가솔린 엔진의 경우 스로틀이 엔진으로 유입되는 공기와 연료의 양을 조절하는 것이 가장 일반적입니다.가솔린 직분사 엔진에서 스로틀은 엔진으로 유입되는 공기의 양을 조절합니다.디젤의 스로틀은 엔진으로 유입되는 공기 흐름을 조절합니다.
과거에는 스로틀 페달 또는 레버가 기계적 직접 연결을 통해 작동했습니다.스로틀의 버터플라이 밸브는 스프링에 의해 부하되는 암 피스를 통해 작동합니다.이 암은 보통 액셀러레이터 케이블에 직접 연결되어 있으며, 운전자가 액셀러레이터 케이블을 치는 것에 따라 작동합니다.페달을 밟으면 밟을수록 스로틀 밸브가 더 넓게 열립니다.
두 가지 유형의 최신 엔진(가스와 디젤)은 일반적으로 센서가 운전자 제어를 모니터링하고 이에 대응하여 컴퓨터화된 시스템이 연료와 공기의 흐름을 제어하는 드라이브 바이 와이어 시스템입니다.이는 작업자가 연료 및 공기의 흐름을 직접 제어할 수 없음을 의미합니다. 엔진 컨트롤 유닛(ECU)은 배기 가스를 줄이고 성능을 극대화하며 엔진 공회전 상태를 조정하여 냉간 엔진 예열 속도를 빠르게 하거나 에어컨 작동과 같은 추가적인 엔진 부하를 고려할 수 있습니다.엔진 스톨을 방지하기 위해 Resours.
가솔린 엔진의 스로틀은 일반적으로 버터플라이 밸브입니다.연료 분사 엔진에서 스로틀 밸브는 흡기 매니폴드의 입구에 배치되거나 스로틀 바디 안에 수용됩니다.카뷰레터 엔진에서는 카뷰레터에 있습니다.스로틀이 활짝 열려 있을 때 흡기 매니폴드는 일반적으로 외부 대기압에 있습니다.스로틀이 부분적으로 닫히면 흡기구가 외부 압력 아래로 떨어지면서 매니폴드 진공이 발생합니다.
디젤 엔진의 출력은 실린더로 분사되는 연료량을 조절하여 제어됩니다.디젤 엔진은 공기량을 조절할 필요가 없기 때문에 일반적으로 흡기구에 나비 밸브가 없습니다.이러한 일반화의 예외는 엄격한 배기 가스 기준을 충족하는 신형 디젤 엔진으로, 이러한 밸브가 흡기 매니폴드 진공 생성에 사용되며, 이를 통해 배기 가스(EGR 참조)를 도입하여 연소 온도를 낮추고 그에 따라 NOx 생성을 최소화할 수 있습니다.
왕복 엔진 항공기에서 스로틀 제어는 일반적으로 손으로 작동하는 레버 또는 노브입니다.엔진 출력은 프로펠러 장착(고정 피치 또는 정속)[1]에 따라 RPM의 변화에 반영되거나 반영되지 않을 수 있습니다.
일부 최신 내연기관에서는 기존의 스로틀을 사용하지 않고 가변 흡기 밸브 타이밍 시스템을 사용하여 실린더로 유입되는 공기 흐름을 조절합니다. 단, 최종 결과는 동일하지만 펌핑 손실은 적습니다.
스로틀 바디
연료 분사 엔진에서 스로틀 바디는 흡기 시스템의 일부로, 주 엔진에서 운전자의 가속 페달 입력에 반응하여 엔진으로 유입되는 공기의 양을 제어합니다.스로틀 바디는 일반적으로 에어 필터 박스와 흡기 매니폴드 사이에 위치하며, 흡입 공기량 센서에 부착되거나 가까이 부착됩니다.엔진이 특정 온도(ECU가 관련 센서를 통해 감지하는 엔진의 현재 냉각수 온도)에서 흡기를 흡입하기 위해 엔진 냉각수 라인도 이 라인을 통해 흐르는 경우가 많습니다.
스로틀 바디 내부에서 가장 큰 부품은 스로틀 플레이트이며, 이는 공기 흐름을 조절하는 버터플라이 밸브입니다.
대부분의 차량에서 가속 페달 동작은 스로틀 케이블을 통해 전달되며, 스로틀 케이블은 스로틀 링크에 기계적으로 연결되어 스로틀 플레이트를 회전시킵니다.전자식 스로틀 컨트롤(일명 "Drive-by-Wire")이 장착된 차량에서는 전기 액추에이터가 스로틀 링크를 제어하고 가속 페달이 스로틀 바디가 아닌 센서에 연결됩니다. 센서는 현재 페달 위치에 비례하는 신호를 출력하여 ECU로 전송합니다.그런 다음 ECU는 가속 페달의 위치 및 엔진 냉각수 온도 센서와 같은 다른 엔진 센서의 입력을 기반으로 스로틀 개도를 결정합니다.
운전자가 가속 페달을 밟으면 스로틀 플레이트가 스로틀 바디 내에서 회전하면서 스로틀 통로가 열려 흡기 매니폴드로 더 많은 공기가 유입되고 진공에 의해 즉시 내부로 흡입됩니다.일반적으로 흡입 공기량 센서는 이러한 변화를 측정하여 ECU로 전달합니다.그런 다음 ECU는 필요한 공연비를 얻기 위해 인젝터에 의해 분사되는 연료량을 늘립니다.스로틀 위치 센서(TPS)가 스로틀 플레이트의 축에 연결되어 스로틀이 공회전 위치인지, 와이드 오픈 스로틀(WOT) 위치인지 또는 이러한 극단 사이의 어느 위치에 있는지에 대한 정보를 ECU에 제공하는 경우가 많습니다.
스로틀 바디에는 공회전 시 최소 공기 흐름을 제어하기 위한 밸브 및 조정 기능이 포함될 수도 있습니다."Drive-by-Wire"가 아닌 장치에서도 종종 소형 솔레노이드 구동 밸브인 IACV(아이돌 에어 컨트롤 밸브)가 있어 ECU가 스로틀이 닫힐 때 엔진이 공회전할 수 있도록 주 스로틀 개도를 우회할 수 있는 공기의 양을 제어합니다.
단일 실린더 Briggs 및 Stratton 잔디깎기 엔진과 같은 가장 기본적인 카뷰레터 엔진은 단일 벤추리가 있는 기본 카뷰레터 위에 단일 작은 스로틀 플레이트를 갖추고 있습니다.스로틀이 열려 있거나 닫혀 있습니다(단, 스로틀이 닫혀 있을 때 엔진이 공회전할 수 있도록 소량의 공기가 통과할 수 있도록 항상 작은 구멍 또는 기타 우회로가 있습니다). 또는 중간 위치입니다.공기 속도는 기화기의 기능에 매우 중요하므로, 평균 공기 속도를 높이기 위해 대형 엔진에는 여러 개의 작은 환기구(일반적으로 2개 또는 4개)가 있는 더 복잡한 기화기가 필요합니다(이러한 환기구들은 보통 "배럴"이라고 불립니다).일반적인 "2배럴" 카뷰레터는 단일 타원형 또는 직사각형 스로틀 플레이트를 사용하며 단일 벤추리 카뷰레터와 유사하게 작동하지만 하나의 작은 구멍 대신 두 개의 작은 구멍이 있습니다.4-벤추리 카뷰레터에는 두 쌍의 벤추리가 있으며, 각 페어는 단일 타원형 또는 직사각형 스로틀 플레이트로 조절됩니다.정상 작동 시 가속 페달을 밟으면 스로틀 플레이트("기본")가 하나만 열리며, 엔진으로 더 많은 공기가 유입되지만 카뷰레터를 통과하는 전체적인 공기 속도는 높게 유지됩니다(이를 통해 효율이 향상됩니다)."보조" 스로틀은 기본 플레이트가 일정량을 초과하여 열렸을 때 기계적으로 작동하거나 가속 페달 및 엔진 부하의 영향을 받아 엔진 진공을 통해 작동하므로 높은 RPM에서 더 많은 공기가 엔진으로 유입되고 낮은 RPM에서 더 높은 부하와 더 나은 효율을 제공합니다.최대 엔진 출력이 우선되는 상황에서는 여러 개의 2-벤투리 또는 4-벤투리 카뷰레터를 동시에 사용할 수 있습니다.
스로틀 바디는 스로틀 바디와 동일하지 않으며 카뷰레터 엔진에도 스로틀이 있다는 점을 기억해야 하지만, 스로틀 바디는 분사되지 않은 엔진의 카뷰레터와 다소 유사합니다.스로틀 바디는 카뷰레터 벤추리가 없을 때 스로틀을 장착하기 위한 편리한 장소를 제공합니다.카뷰레터는 공기 흐름을 기계적으로 조절하고(내부 스로틀 플레이트 포함), 공기와 연료를 함께 결합하는(벤투리) 오래된 기술입니다.연료 분사가 있는 자동차는 연료 유량을 측정하기 위한 기계 장치가 필요하지 않습니다. 왜냐하면 연료 유량을 측정하기 위한 의무는 전자 센서와 특정 인젝터가 열린 채로 있어야 하는 시간을 정확하게 계산하는 컴퓨터와 결합된 흡기 경로(다점 연료 분사 시스템용) 또는 실린더(직분사 시스템용)에 있는 인젝터에 의해 인계되기 때문입니다.d 따라서 각 분사 펄스에 의해 분사되어야 하는 연료의 양.그러나 엔진 내부 공기 흐름을 제어하는 스로틀과 현재 개방 각도를 감지하는 센서가 필요합니다. 따라서 어떤 RPM 및 엔진 부하 조합에서도 올바른 공연비를 충족할 수 있습니다.가장 간단한 방법은 카뷰레터 유닛을 탈거하고 스로틀 바디와 연료 인젝터가 들어 있는 간단한 유닛을 볼트로 고정하는 것입니다.이를 스로틀 바디 인젝션(제너럴 모터스에서는 TBI, Ford에서는 CFI)이라고 하며, 흡기 매니폴드 설계를 크게 변경하지 않고도 이전 엔진 설계를 카뷰레터에서 연료 인젝션으로 전환할 수 있습니다.좀 더 복잡한 후속 설계에서는 흡기 매니폴드와 인젝터를 포함하도록 특별히 설계된 실린더 헤드를 사용합니다.
다중 스로틀 바디
대부분의 연료 분사 차량에는 스로틀 바디에 포함된 단일 스로틀이 있습니다.차량이 여러 스로틀 바디를 사용하여 동시에 작동할 수 있으므로 스로틀 반응이 개선되고 실린더 헤드로의 공기 흐름을 위한 직선 경로가 가능해지며 모든 러너가 특정 위치로 이동해야 하는 경우 도달하기 어렵습니다.단일 스로틀 바디에 연결할 수 있습니다. 단, 복잡성과 패키징 문제가 더 커집니다.E92 BMW M3 및 Feraris와 같은 고성능 자동차와 Yamaha R6와 같은 고성능 오토바이는 실린더별로 별도의 스로틀 바디를 사용할 수 있으며, 이를 "개별 스로틀 바디" 또는 ITB라고 합니다.생산 차량에서는 드물지만, 이러한 장비는 많은 경주용 자동차와 개조된 노면 차량에서 흔히 볼 수 있는 장비입니다.이러한 관행은 많은 고성능 자동차들이 각각의 실린더 또는 한 쌍의 실린더(예: 웨버, SU 카뷰레터)에 대해 하나의 작은 단일 벤추리 카뷰레터를 제공받았던 시대로 거슬러 올라갑니다.카뷰레터에서는 스로틀 개방이 작기 때문에 낮은 엔진 속도에서 작동할 때 연료의 분무화가 개선될 뿐만 아니라 보다 정확하고 빠른 카뷰레터 반응도 가능합니다.
기타 엔진
증기 기관차는 보통 보일러 상단의 특징적인 증기 돔에 스로틀(북미 영어) 또는 레귤레이터(영국 영어)를 가지고 있습니다(다만 모든 보일러가 이러한 기능을 갖추고 있는 것은 아닙니다).돔이 제공하는 추가 높이는 스로틀 밸브로 액체가 유입되는 것을 방지하는 데 도움이 되며, 액체는 (예를 들어 보일러 물의 표면에 있는 기포에서) 손상되거나 프라이밍으로 이어질 수 있습니다.스로틀은 기본적으로 포핏 밸브 또는 일련의 포핏 밸브로, 피스톤을 통해 증기 궤짝에 들어가는 증기량을 조절하기 위해 순차적으로 열립니다.대부분의 기관차가 정상 상태에서 주행하는 동안에는 스로틀을 활짝 열어두고 증기 차단 지점(후진 레버로 수행)을 변경하여 동력을 제어하는 것이 더 효율적이므로 후진 레버와 함께 사용됩니다.증기 기관차 스로틀 밸브는 보일러 증기의 상당한 압력(일반적으로 250psi 또는 1,700kPa)에 대해 손으로 개폐해야 하기 때문에 어려운 설계 문제를 제기합니다.이후 다중 시퀀셜 밸브의 주요 이유 중 하나: 압력 차이에 대해 작은 포핏 밸브를 열고 압력이 균등해지기 시작하면 다른 밸브를 여는 것이 단일 대형 밸브를 여는 것보다 훨씬 쉽습니다. 특히 증기 압력이 최종적으로 200psi(1,400kPa) 또는 300psi(2,100kPa)를 초과하기 때문입니다.예를 들어 Gresley A3 Pacifics에서 사용되는 균형 잡힌 "더블 비트" 타입이 있습니다.
로켓 엔진 스로틀은 비행 중 추력 수준을 변화시키는 것을 의미합니다.이것이 항상 필요한 것은 아닙니다.사실 고체연료 로켓의 추력은 점화 후에 제어할 수 없습니다.그러나 액체 추진제 로켓은 연소실로의 연료 및 산화제 흐름을 조절하는 밸브에 의해 조절될 수 있다.우주선 1호에 사용된 것과 같은 하이브리드 로켓 엔진은 액체 산화제와 함께 고체 연료를 사용하기 때문에 조절이 가능하다.스로틀링은 동력 착륙과 단일 메인 스테이지(예: 우주 왕복선)를 사용하여 우주로 발사할 때 다단 로켓으로 발사할 때보다 더 필요한 경향이 있습니다.또한 저층의 고밀도 대기(예: 우주 왕복선)에서 공기 역학적 응력으로 인해 차량의 공기 속도가 제한되어야 하는 상황에도 유용합니다.로켓은 오래 연소할수록 특성이 가벼워지는데, 추력:중량의 변화가 가속도를 증가시키기 때문에 엔진이 민감한 화물(예: 사람)을 운반하는 경우 스테이지의 연소 시간 끝에 가속력을 제한하기 위해 종종 스로틀(또는 꺼짐)됩니다.
제트 엔진에서 추력은 디젤 엔진과 마찬가지로 연소실로 유입되는 연료량을 변경하여 제어됩니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ "Chapter 6: Aircraft Systems" (PDF). Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge. Federal Aviation Administration. 2008. Archived from the original (PDF) on 2009-02-27. Retrieved 2009-02-09.
외부 링크
