자동차 엔진의 재료

소개

기계공학부 학부생이 배우는 기계재료 과목이나 자동차관련 과목에서 수업보조자료 및 발표자료로 활용할 수 있도록 정리한 것입니다

목차

제 2 장 - 엔진
2-1. 엔진본체
2-1-1. 실린더 블록
2-2 주운동계
2-2-1. 피스톤(piston)
2-2-2 피스톤핀( piston pin)
2-2-3.피스톤링(PISTON RING)
2-2-4크랭크샤프트(crabk shaft)
2-2-5. 커넥팅로드(connecting rod)
2-2-6. 베어링(bearing)
2-3 밸브계
2-3-1.엔진밸브(engine valve)
2-3-2. 밸브스프링(valve spring)
2-3-3.로커암(rocker arm)
2-3-4.캠 샤프트(cam shaft)

본문내용

제 2 장 - 엔진
현재의 자동차에 탑재되어지고 있는 엔진의 대부분은 가솔린과 경유등의 연료를 연소.폭발시켜서 피스톤을 왕복운동시켜 구동력을 얻는 레시프로(reciorocation, 왕복동)식 엔진이다.(그림 2-1)

중략..
2-3 밸브계
밸브계는 피스톤의 왕복운동의 타이밍에 맞추어 혼합기를 실린더 내에 공급하는 엔진 밸브와 캠 샤프트, 타이밍밸트 등으로 구성되어 있다. 크랭크 샤프트의 회전운동으로 타이밍밸트를 거쳐 캠 샤프트를 회전시킨다. 그리고 로커 암을 거쳐 엔진 밸브를 왕복운동 시킨다.
크랭크 샤프트의 회전수와 캠 샤프트의 회전수를 같게 함으로 인해 히스톤과 엔진 밸브를 연동시켜 최적의 타이밍으로 연소를 연소시키는 것이다.

2-3-1.엔진밸브(engine valve)
엔진밸브는 왕복운동을 행하는 것으로 연료와 공기의 혼합기를 흡기포트로부터 연소실(실린더와 실린더 헤드, 피스톤으로 둘러싸인 공간) 에 공급하기도 하고, 연소가스를 배기포트로 배출하는 개폐밸브로서 작동한다(그림 2-14). 흡기밸브와 배기밸브도 캠 샤프트의 운동에 따른 로커 암의 왕복운동에 대응하여 왕복운동을 반복하도록 조립되어 있다.
엔진밸브는 사용면에서는 내마모성, 내식성, 고온피로강도 등이, 재료면에 있어서는 단조성, 용접성, 피삭성이 양호한 것이 요구된다(그림 2-15)
엔진이 고회전화. 고출력화하는 것에 따라 엔진밸브는 종래의 1기통(연소실)당 흡기용 1개와 배기용 1개의 조합으로부터 흡기용 2개, 배기용 2개 등으로 이루어진 다밸브화 가 진행되고 있다,
연소실의 개폐밸브인 엔진밸브는 연소가스에 의해 가열된다. 흡기밸브에서 300~500˚C, 배기밸브에서 600~800˚C까지 달한다. 흡기밸브에는 STR3 과 STR11 인 고 Si강의 마르텐사이트상계 내열강이, 배기밸브에는 오스테나이트상계 내열강의 STR35 와 STR36이 일반적으로 이용되고 있다. 또한 터보차지가 부착된 디젤엔진같이 고온에서 사용되는 배기밸브에는 Inconel 과 Nomonic 등의 합금도 일부 사용되고 있다.

참고자료

· 기계재료공학-형설출판사