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자동차기능실습 (아반떼 엔진)

자동차기능실습 레포트자동차 엔진(아반떼)20143280 자동차공학과황민영현대자동차의 간판 모델은 아반떼, 소나타, 그랜져 주로 이 세가지 차였다. 준중형은 아반떼, 중형은 소나타, 준대형은 그랜져가 국내 시장을 장악했다고 하여도 과언이 아닐 것이다. 현차(현대자동차의 줄임말)의 3형제 중 아반떼에 대해서 보고서를 작성할 계획이다.1. 아반떼의 역사▶ 아반떼 시초(1990년 ~ 1998년)? 1990년 현대자동차가 소형과 중형 사이에 위치한 차종을 발표하는데, 바로 아반떼의 시초인 엘란트라이다. 해외 수출명(코드명 : J1)이기도 하다.? 엘란트라(J1)의 엔진은 1.5SOHC 90마력과 1.6DOHC 126마력이었다.? 이후 1995년 일명 ‘구아방’이라 불리는 아반떼 1세대가 세상에 선보이게 된다.? 이때부터 약 1998년까지 한해에 19만대라는 판매 기록을 세우게 되며 소형과 준중형의 자동차 시장은 아반떼가 베스트셀링카로 선정됐다.▶ 올뉴 아반떼(1998년 ~ 2000년)? 올뉴 아반떼 린번 모델의 출시로 향상된 연비를 내보였다.? 린번 엔진은 공기량을 희박하게 해서 적은 연료를 태우게끔 하여 연비 효율을 극대화 시켰다.? 기존의 없었던 라디에이터 그릴로 구멍을 뚫고 나온 모델이다.▶ 아반떼XD(2000년 ~ 2003년)? 이후 풀체인지 모델로 아반테 XD를 내놓는다. 기존의 아반테의 이미지를 깬 컴팩트하고 스포티한 모습으로 바꾸었다.? 141마력 2.0베타엔진을 얹고 사이드 에어백 TCS 4단 하이벡 자동변속기를 적용해 이전과는 다른 모습이다. XD가 데뷔후 2번에 패이스리프트를 했는데 XD스포츠와 뉴XD이다.? 뉴 XD는 1.5VVT엔진을 얹어 107마력으로 올렸고 최고속도 191km/h로 달리기에서도 뒤지지 않는 고성능의 준중형차로 이미지를 부각시켰다.▶ 아반떼HD(2006년 ~ 2010년)? 1.6 감마엔진을 얹어 최고출력 121마력, 최대토크 151Nm을 자랑한 큰 힘을 발휘하고 2.0 베타 II VVT 엔진을 이전 그대로 사용하나, 자동변속기 2, 모젠 MTS-150, 16인치 노플랜지 알루미늄 휠, 신준중형 수동변속기, 정숙 성 타이밍 체인, 신형 파워트레인, 5홀 방식 휠, 후방경보장치, 6매 CDC 오디오, 전동식 파워스티어링을 적용하여 탑승자의 안전과 편의를 고려했다.? 또한 신형 아반떼는 1.6 VGT 커먼레일 디젤 엔진이 수동변속기 기준으로 21.0km/l로 놀라운 연비를 자랑하였고, 서울과 해남을 1,000km 왕복하고 최고 연비 22.7km/l을 달성하여 그 진가를 다시 한번 보여 줬다.▶ 아반떼MD(2010년 ~ 2013년)? 140마력의 1.6ℓ 감마 가솔린 직분사 엔진이 탑재되어 중형차 수준의 동력 성능을 확보하였다? 더 뉴 아반떼(2013년 ~ 2015년)는 2013년에 140마력의 1.6ℓ 감마 가솔린의 출시 외에도 1.6ℓ U Ⅱ 디젤 엔진 및 렌터카용 LPi도 출시 되었다. 디젤 128마력, 렌터카용 LPi 는 120마력이다.▶ 아반떼AD(2015년 ~ 현재)? 공기 저항 계수(Cd)를 동급 최고 수준인 0.27을 실현하였고, 일반 강판 대비 무게는 10% 이상 가벼우면서도 강도는 2배 이상 높은 초고장력 강판을 기존 21%에서 53%로 확대 적용하여 안전성과 주행 성능을 높였다.? 파워트레인은 성능 개선을 통하여 실용 영역인 저·중속에서 최대 토크가 발휘될 수 있도록 하여 가속 응답성과 체감 주행 성능을 향상시켰다. 1.6ℓ U Ⅱ 디젤 엔진은 유로 6 기준을 충족시켰다.? 2018년 9월 6일 더 뉴 아반떼 출시가 예정돼있다.2. 아반떼HD 엔진(감마 엔진)자동차 엔진은 그 차의 배기량에 따라 나뉜다. 현대 자동차의 감마엔진은 1.6ℓ 의 배기량에 사용하는 엔진이며, 아반떼HD 모델에 적용된다. 다른 현대자동차 엔진(알파, 베타, 세타, 람다, 델타) 각각 다른 차종과 모델에 적용되며 엔진 세부 구조도 많이 다르다. 감마엔진은 실린더 블록이 알루미늄이며 금속타이밍체인을 사용하며 오프셋방식의 엔진으로 실린더의 왕복진행방향과 크랭크축 사이의 간격이 다른 엔진과는 다르게 몇 전할 수 있다. 또한 저속 운행시 소음이 거의 들려오지 않는 정숙성이 아반떼HD 감마엔진의 큰 장점이라고 볼 수 있다.3. 엔진의 구성부품 및 특징? 엔진 블록 : 엔진 블럭은 엔진의 몸통을 의미한다. 내부에는 실린더, 피스톤, 크랭크축, 커넥팅 로드 등 주요 부품이 여기 들어있다.? 실린더 헤드 : 실린더 헤드는 엔진 블럭을 위에서 덮고 있다. '캠축'과 '밸브', '점화플러그(가솔린엔진)', '연료분사장치'와 같은 아주 중요한 부품들이 숨어 있다. '캠축'은 밸브의 개폐를 책임지는 문지기와 같다.? 서지탱크 : 공기의 먼지를 걸러내주는 에어크리너를 거쳐 서지탱크로 들어온다. 그 다음 흡기매니폴드를 거쳐 실린더 내부로 공기가 들어간다.? 흡기,배기 매니폴드 : 엔진에 공기를 넣어주는 통로다. 배기는 흡기의 반대로 실린더에서 생긴 매연이 빠져나가는 통로다. 엔진이 고속으로 움직여야 하는 고회전형 고성능 엔진은 공기를 빠른 속도로 많이 흡수해야 하기 때문에 흡기매니폴드가 짧으면 짧을수록 유리하다.? 타이밍벨트 드라이브풀리 : 피스톤을 실질적으로 움직이는 '크랭크축'과 한몸이다. '캠축(혹은 캠샤프트) 풀리'는 말 그대로 캠축과 연결돼 있다. 캠축은 ‘밸브’를 열고 닫는 문지기 같은 존재다. 밸브의 열림과 닫힘을 통해 흡기, 배기가 이루어진다.? 오일필터 : 엔진오일의 불순물을 걸러주는 필터다. 엔진의 소음완화와 냉각을 도와주는 엔진오일은 반드시 오일필터를 거쳐 엔진 내부에 순환된다.? 워터펌프 : 엔진 열을 냉각 시키기 위하여 냉각수가 엔진 구석구석을 돌도록 펌프를 해주는 장치다.4. 엔진오일의 역할1) 윤할작용피스톤과 같은 실린더 같은 접동부분이나 크랭크축과 축받이같이 회전부분 등 마찰저항이 발생하는 부분에 오일이 얇은 막을 씌워 마찰 저항을 감소 시킨다.2) 밀폐작용피스톤 링과 실린더의 작은 틈새를 오일이 밀폐하여 연소시의 에너지를 남김없이 출력하여 크랭크축에 전달 하게한다.3) 냉각작용오일이 엔진 안을 순환하며 고온부의 열을 빼앗아 냉가하는 것이다.[단, ) 세정작용접동부분이나 회전부분에서 나온 금속가루를 오일필터로 여과하는 것이다.또한 연소시에 발생하는 카본 등이 밸브나 축받이 등에 끼는 것을 막아서 엔진 안을 세정하는 것이다. 4사이클에서는 이상의 다섯 가지 역할이 있지만 2사이클의 경우에는 오일이 연소해 버리기 때문에 세정작용은 그다지 기대할 수 없다.5. 가솔린 기관과 디젤 기관의 차이점[연소사이클의 차이]4사이클엔진은 크랭크샤프트가 2회전할때 행정을 순차적으로 진행하며, 흡기행정시 가솔린엔진은 공기와 가솔린의 혼합기를 흡입하고 출력은 혼합기의 흡입량에 따라서 변한다.그러나 디젤엔진은 공기만을 흡입하며 연소실로 분사되는 연료량에 따라서 출력이 조절된다.또한, 가솔린엔진은 실린더내의 혼합기를 9분의 1정도를 압축하여 그압축혼합기에 전기불꽂으로 점화하지만, 디젤엔진은 실린더내에 흡입한 공기만을 20분의 1정도로 압축하여 공기가 수백도에 달했을때 경유를 수백기압이라는 고압으로 분사하여 연소시킨다.출력은 경유의 분사량으로 조절하지만, 분사량이 과다하게 되면 공기부족으로 흑연이 발생하며, 폭발 및 배기행정은 가솔린엔진과 디젤엔진이 동일하다.[엔진구조의 차이]디젤엔진은 구조상 가솔린엔진에서 혼합기를 발생시키는 기화기나 가솔린분사장치, 점화장치가 없으며, 그대신 엔진으로 구동되는 연료분사펌프, 연료분사노즐이 있으며, 피스톤상면은 연소에 적정한 凹모양이며 압축비가 20전후가 되도록 설계되어 있는점이 가솔린엔진과 다르다.소형디젤의 경우는 연소실에 직접 연료를 분사하면, 곧 연소실벽에 도달하여 연소가 잘되지 않기 때문에 부연소실을 두고 이곳에 연료를 분사하며, 이에따라 고속운전도 가능하진다.또한, 가솔린엔진의 연소가스 최고폭발 압력은 최고 60kg/㎠정도이지만, 디젤엔진은 최소한 70kg/㎠ 이상이 되기 때문에 실린더 압력이 걸리는 부품은 디젤엔진이 훨씬 강성이 커야하며, 실린더 헤드게스킷도 고압에 견뎌야 한다.그외 압축비가 높고 압축으로 인한 공기온도 상승을 이용해서 착화하는 메카니즘이므로 강력한 스타터와 배터리가 필요합하여 생성되는 질소산화물(NOx)이다.가솔린엔진에서는 연료-공기 혼합비에 따라 배기가스의 성분이 크게 변한다. 공연비가 15보다 큰 공기과잉측에서는 완전연소에 가까와 CO, HC의 배출가스가 적어지지만, NOx는 연소가스 온도가 가장 높은 이론공연비보다 조금 공기 과잉일때 가장 많이 발생한다.엄격한 배기규제를 극복하기 위해서 개발된 각종연소방식도 종래의 구조에 연소실내의 가스의 선회운동등을 가미하는 것으로 대체되고 있다.경량소형차에는 EGR을 주체로 하는 배기가스대책이, 이것보다 큰 승용차에서는 NOx의 환원과 CO, HC의 산화를 동시에 수행하는 삼원촉매의 채용이 일반화 되어 있다.디젤엔진에서는 노즐에서 분사된 연료의 하나의 유적주위로 범위를 제한하여 고찰해보면 가솔린엔진의 경우와 마찬가지로 생각할 수가 있다.즉, 고온의 공기중에서 연료미립자는 증발하여 주위의 공기와 혼합기가 되어 연소되지만, 연료입자 주위에는 공연비가 각기 다른 부분이 존재하므로 배기가스의 성분이 균일하지는 않다.스모크가 발생하지 않을 정도로 연료분사량을 억제하면 공기가 매우 과잉되어 불완전연소가 되므로 CO, HC의 발생은 줄어들지만, NOx는 미시적으로는 다량 발생되는 부분도 있다.대책은 연료분사를 늦게하는 것이며, EGR도 NOx의 대책으로 효과적이지만,경유중에 포함된 유황분에 의한 아황산가스 및 매연도 함께 재순환되므로 부작용도 크다.터보엔진의 경우는 실린더내의 가스를 인터쿨러를 이용한 냉각으로 실린더내의 온도를 내려서 NOx저가에 효과적이며, 엄격해지는 미립자의 배출규제에 대응하기 위해서, 필터에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다.[소음의차이]가솔린엔진의 경우는 출력을 적게하면 혼합기의 흡입량이 감소하여 실린더내 압력이 떨어지고, 스파크플러그에서 연소가 시작되기 때문에 압력상승도 완만하다.그러나 디젤엔진은 항상 공기를 가득 흡입하고, 연료가 분사되자 마자 착화되지 않고 연료액적 표면에서 증발한 연료가 공기와 혼합하여 연소조건이 충족되면 자연발화가 일어나기 때문에, 많은 연료가 일크다.

공학/기술| 2018.10.20| 10페이지| 1,500원| 조회(314)

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