이거 제가 전에 쓴글입니다. 읽으면 자동차상식이 쑥쑥, 자동차공부가 쏙쏙.
이 글에서 반응좋으면도 아니고..
반응이 있으면 디젤연비좋은이유 쓰겠다해서 약속을 지킬께요 ㅎㅎ
(<스압>읽으면 디젤이 왜 가솔린보다 이상하게 연비가 좋은지앎)
글에선 태클에 신중히 생각하고 겸허히 받아들이겠습니다.
왜냐면 이번글은 상식보단 학문에 가까운 글이거든요.
저의 서술이 틀릴수도있다는걸 미리 공지해두고 글쓸께요
그리고 가솔린엔진에는 휘발유를 넣고 디젤엔진에 경유넣는건 다 아시겠죠''
어째서 디젤엔진이 가솔린보다 연비가 좋을까요.
이 글을 읽으면서 자동차게시판 여러분들이 평소 궁금해 하시다가
그 이유를 명쾌히 알게됬으면 좋겠어요
태클 다실려면 정말 확실한 지식을 가지고 태클을 거시면 감사하겠습니다.
카더라,캣는데통신은 정중히 거절하겠습니다.
답은....
실용적관점과 학문점관점에서 봤을때.
디젤엔진의 토크가 더 크다! 입니다.
먼저 실용적 관점에서 접근해봅시다.
차량제원표보면 마력이고 토크고 막 나와있는데
이 글을 이해하기위해 꼭 알아야할 필수공식!!!
마력=토크 X RPM / 716 으로 나타냅니다.
(RPM Revolution per minute 분당회전수임. RPM이 600이면 1초에 10번 돈다는 뜻임)
운전석보면 RPM게이지 있쬬? 막 엑셀밟으면 막 숫자 올라가는거.
거기보면 1,2,3,4,5,6,7 막 있고 밑에 X1000 있어요 잘보면.
2를 가리키는데 밑에 X1000있으니깐 2000RPM이라는 뜻이에요.
그리고 한 7정도 되면 빨간색으로 있는데 그 구간을 레드존이라 부르고
엔진의 최대마력은 레드존 직전에서 나옵니다.
위의 공식에 따르면 토크가 일정하다고 칠때 RPM이 높을수록 마력이 높아요.
여기서 이해안가면 공식 한번 더보고 읽으세요
(토크가 뭔지는 뒤에 설명할꼐요)
자동차제원표에 100마력이라고 적혀있다고 그냥 냅다 100마력이 아니라
1000rpm에선 10마력, 2000RPM에선 20마력 3000RPM에선 30마력 이런식으로 나가요.
근데 마력=토크 X RPM 라는 기본원리에서.
RPM이 높을수록 마력은높아지고. 또는 토크가 높을수록 마력이 높겠죠?
그렇다면 2개의 엔진을 놓고봤을때 같은 RPM에서 토크가 더 높다면 마력이 더 높겠죠?
또 답부터 말하면 가솔린엔진보다 디젤엔진의 같은 배기량 같은 RPM에서 토크가 더 높습니다!
토크는 글로 표현하기 너무 힘들어요. 그림이 있으면 쉬운데...
어떤 천사표님이 리플로 그림 올려주시면 좋을탠대 ㅠㅠㅠㅠㅠㅠ
토크를 설명해보자면.........
귀차라투스트라병에 걸려서 어렵게 설명을 못해요.
간단하게 그냥 돌아가는 힘의 세기를 뜻합니다.
(어렵게 한번 써보자면. 토크의 표현 단위인 20kg.m를 예로들면
지름이2m 반지름이1m인 회전축이 줄을 매달아서 20kg의 물체를 들어올릴수있다는걸 뜻함
토크는 힘의 세기만을 뜻할뿐이지 힘의 단위가 아니에요.
토크에 회전수가 붙여져야지만 힘의 단위로서 표현이 가능해요)
자 중학교로 돌아가봅시다. 중학교 기술과 산업 에서 배우길. 엔진은 흡입-압축-연소-배기 로 나뉘죠.
이 흡입-압축-연소-배기 4행정은 모든 내연기관의 기본 원리입니다.
기본적으로 가솔린엔진은 어케하냐면... 공기가 있어요
그다음에 가솔린(휘발유)를 분무기처럼 공기에 뿌려줘요.
(인젝션 집어치우고 직분사도 집어치웁시다 쉽게 카뷰레이터)
이게 실린더 안으로 들어간다음에 피스톤이 올라가서 압축시키고
그다음 스파크를 튀겨줘서 폭발시키고 배기행정을 해요
(아. 카뷰레이터가 기화기인데. 실제로는 분무기처럼 뿌려주고 알갱이형태로 만들어줄 뿐이지 기체상태론 안만들어줘요. 흡기구의 40도의 온도와 실린더내부의 고온에서야 기화되서 기체화되요. 모든 연료는 액체상태로는 절대로 연소안하고 기체에서만 연소한다는건 들어봤겠죠. 따라서 카뷰레이터는 기화기가 아니라 무화기라 불러야되요. 근데 책에서 기화기라고 그래. 아 귀찮아 그냥 카뷰레이터는 기화기)
엔진은 압축행정에서 압축을 많이 시킬수록 효율도 좋아지고 연비도 상승해요.
압축을 너무많이하면 압축할때 힘이 많이 필요하지만 압축많이하고 폭발시키면
압축시키는데 들어가는힘보다 훨씬 많은 힘을 얻을수있어서 압축많이하면 좋아요.
근데 엔진내부의 압축은 우리가 주사기입구막고 누르는정도의 압축이 아니라
굉장히 많이 압축해서 압축하고나면 온도와 압력이 아주많이 상승해요.
근데 가솔린엔진은 실린더에 들어갈때부터 휘발유하고 공기가 섞여들어가요
연료가 공기랑 섞여있는데 압축많이할수록 좋다고 무리하게 너무 많이 압축하면...
뜨거워져서 압축하다가 터지겠쬬??? 그래서 가솔린엔진은 압축을 많이 못시켜요 ㅠ
그리고 이 뜨거워져서 압축하다가 지혼자 터지는걸 노킹이라부릅니다. 소리가 똑똑 노크하는거같아서 노킹
게다가.. 가솔린엔진은 스파크플러그에서 불꽃을 만들어서 연소시키는데
빠르면 1분에 100번이나 회전하는 엔진에서
그 짧은시간안에 실린더 내부의 휘발유를 전부 연소시켜야되는데
실린더가 커지면 실린더안에 휘발유를 다 연소시킬수가 없어요.
그래서 가솔린엔진은 압축도 많이 못시키고. 실린더크기도 크게할수가없어요.
(1기통당 600cc정도를 보통 한계치로둠. 물론 예외도있음)
근데 아이러니하게도.. 토크를 높게하는 방법이..
압축을 많이 시키는거하고 실린더크기를 크게하는거에요.
디젤엔진은 가솔린하고 방법이 조금 달라요.
극적인 비교를 위해 카뷰라 가솔린엔진과 CRDI 디젤엔진을 예로들자면
공기가 있어요. 이 공기에 연료를 안섞고 그냥 실린더에 냅다 넣어요.
그다음에 압축을해요. 그냥 쌩 공기를 그냥 냅다 압축해요.
공기를 압축을 많이하면 뜨거워져요. 근데 디젤엔진은 겁나많이 압축해요.
원래공기보다 거의20배정도로 압축해요. 그럼 공기가 무진장 뜨거워져요
여기다가 연료를 냅다 뿌려요! 그럼 공기가 뜨거우니깐 연료가 알아서 잘타요.
스파크를 튀겨서 연소시키는게아니라 연료가 지 스스로 타버려요
공기만 압축하니깐 도중에 폭발할일이 없어서 압축도 많이 할수있고
스파크 튀겨서 연소시키는게아니라 연료가 알아서 타버려서 실린더를 크게할수도있어요.
아무리 실린더가 커도 남김없이 다 타버려요!
그리고... 가솔린엔진에 쓰는 휘발유보다 디젤엔진에 쓰는 경유가 열용량이 더 커요!
같은 무게를 태웠을때 경유에서 나오는 열이 더 크다는 뜻이에요
그외에도 디젤엔진이 토크가 더 쌘 이유가 있지만 가장큰 3가지 요인은
1. 압축비를 더 높일수있다. 2. 실린더 크기를 더 크게할수있다. 3. 경유의 열용량이 더 크다.
이거로 볼수있겠어요. 이것이 디젤엔진이 토크가 더 높은이유임니다.
그리고 이 3가지 이유중에서도 가장 큰 이유는. 압축비가 더 높다는것이 가장큰 이유입니다.
그만큼 엔진에서 압축비라는건 중요한거에요.
그리고 경유가격이 싼거는 정부가 일부로 낮춘거고 가솔린에 세금물린거고
원유 정제해서 나오는 가격은 경유가 더 비싸요.
아는분은 아시겠지만
본래 설명은 인화점,기화점을 들어서 해야되는데 CRDI로 설명하는 편법을 썻어요
자 편법을 쓰든 어떻든 하여튼 이러한 이유로 디젤엔진은 토크가 더 높습니다.
위에도 말했듯이
마력 = 토크 X RPM입니다.
디젤엔진이 가솔린엔진보다 토크가 더 높다고 누누히 말했죠?
그렇다면 가솔린엔진과 디젤엔진이 같은 RPM일때 누구의 마력이 더 높게 측정될까요.
그렇죠 가솔린엔진이죠!
왜냐면 가솔린엔진은 독일의 니콜라스 오토가 만들고.
아 지어내기도 힘들다 안지어낼래
하여간 여하튼 같은 RPM이면 디젤엔진 토크가 더 높으니깐 당연히 디젤엔진 마력이 더 높죠.
그럼 마력을 내기 위해서 필요한 RPM이 디젤엔진이 더 낮다는 뜻이죠.
가솔린엔진이 3000RPM에서 30마력을 낸다할때.
디젤엔진은 2000RPM만으로 30마력을 낼수있따는거에요. 왜냐면 토크가 더 높으니깐
마력 = 토크 x RPM이니깐요.
RPM을 다시말하자면 분당회전수에요. 엔진이 돌아가는 회전수를 뜻해요.
근데 엔진이 돌때마다 흡입-압축-연소-배기를 꼬박꼬박 거치는데
그말은 엔진이 빨리돌수록. RPM이 높을수록 공기도 더 많이들어가고
공기가 더 많이 들어가면 연료도 더 많이 쓴다는거에요.
바로 이겁니다.
같은 30마력을 내기위한 RPM이 디젤엔진이 더 작은데
RPM이 많을수록 소모연료량이 많아지니깐!
디젤엔진의 연비가 더 좋다!! 입니다.
자 그럼 상상해봅시다.
버스에 가솔린엔진을 달면 어케될까요?
답부터 말하면 가능합니다.
가능은 합니다.
가솔린엔진도 엔진이고 출력이 있어요.
헌데 디젤엔진에서 1000RPM이면 100마력을 뽑았는데
가솔린엔진은 막 2000RPM까지 올려야 100마력을 뽑아요.
그럼 가솔린 버스는 운행 내~내~ RPM을 그냥 아주 쭉~ 쭉~ 올리겠쬬.
RPM을 엄청높이 올려서 운전해야되요.
RPM이 올라가면 공기도 많이먹고
공기를 많이 먹으니깐 기름도 많이먹고
기름을 많이 먹으니깐 공해도 많아지고
엔진만 더 뜨거워지고 안좋아요.
그리고 실제 자동차는 저RPM만 사용하는게 대다수라서
디젤엔진이 더 좋아요.
여담이지만. 일본에서 가솔린엔진 사용한 탱크를 쓴적이 있는데.
엔진이 너무 고 RPM을 사용해야되서 그냥 화염방사기로 조금만 뜨겁게해주면 알아서 터졌다는
그런소리를 어디선가 들은적이 있음.(확실하지않음. 제대로 알고있는분은 리플로좀...)
마력 = 토크 X RPM인데. 그렇다면 RPM을 무한정 높이면 마력이 계속 올라갈거같지만
실제로 안그래요. 토크는 RPM에 따라서 일정하지않고 조금씩 바뀌어요.
대부분 RPM이 올라갈수록 토크도 조금씩 상승하다가 특정RPM에서 최대토크를 내요.
그다음부터는 토크가 떨어져요! 근데 이 떨어지는 수치가 굉장히 커요. 많이 떨어짐.
그래서 RPM을 아무리 높여도 최대토크RPM을 지나고 특정RPM을 지나면
희안하게도 RPM을 높여도 마력이 떨어져요.
아.. 이부분은 그림없이 설명이 힘든데 ㅠ 어떤 천사표님이 그래프올려주시면 정말 천사표!
그렇다면 연비같은거 다 무시하고. 최대토크를 내는 RPM이 높을수록 최대마력이 높겠죠?
일반 소나타같은 엔진은 6700RPM에서 최대마력을 냅니다.
뭐 최대토크는 한... 6000RPM쯤에서 내겠죠.
F1엔진은 최대마력을 거의 18000RPM에서 내요. 최대토크는 한... 15000~16000RPM쯤에서 내겠내요.
엔진설계의 한계점이 있다면. 100cc당 10마력을 뽑기가 힘들어요.
F1은 일찍이 그 한계를 벗어나고. 람보르기니나 페라리나 포르쉐도 몇년전에 한계를 돌파했고
BMW도 돌파하고.. 아 뭐야 이제 한계가 아니내.
마력이 높게 나오는 엔진을 만들려면 최대토크가 나오는 RPM이 높아야되는데
이게 또 쉽지가 않아요. 외계인의 기술력을 필요로해요.
보통 디젤엔진은 최대토크가 나오는 RPM이 낮아요!
그래서 디젤엔진은 같은 배기량의 가솔린엔진보다 최대마력이 낮은편이에요.
아 물론 예외도 있음
디젤엔진의 최대토크가 나오는 RPM이 낮아요.
근데 실제 일반적인 주행에선 낮은RPM만 사용하니깐
디젤엔진이 또 경제적이죠.
오토바이 일본 Yamaha YZF R-1은 1000cc엔진이고
자동차 한국 기아 모닝도 1000cc엔진인데
R-1은 거의 200마력가깝게 나오고
모닝은 100마력도 안나와요.
그 이유는... R-1엔진이 최대토크를 내는 RPM이 훨씬 높기 때문이에요.
고RPM엔진을 위한 엔진설계로 뭐 숏스트로크 뭐 경량피스톤 그딴건 귀찮아 패스
열역학이란 학문에서 충격먹은 사실이 있는데
같은압축비일때. 오토사이클의 효율이 디젤사이클의 효율보다 좋습니다.
온도,엔트로피선도에서 오토사이클의 면적이 더 넓습니다.
(오토사이클 = 가솔린엔진, 디젤사이클 = 디젤엔진)
사바테사이클이라는것도 있는데 패스
디젤엔진과 가솔린엔진은 서로 비슷하면서도 정말 다른 특성을 가지고있어요.
서로 장단점이 있어요.
그래서 요즘 엔진은 서로의 장점만을 섞어서 만들고있어요.
가솔린엔진이 점점 디젤처럼 되어가고 디젤엔진은 가솔린을 닮아갑니다.
죄송합니다.
이거 너무 글을 못썻내요 ㅠㅠㅠㅠ
솔직히 이거 올릴까 말까 5분정도 고민하다가.
그냥 올릴께요 ㅠㅠㅠㅠ 글의 수준도 떨어지고 맞춤법도 안맞고 띄어쓰기도 모르고 ㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠ
논지전게도 안맞고 ㅠㅠㅠㅠ 아 ㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠ
이해가 안되면 리플에 달아주시면 답변해드릴꼐요.
만약...이 글도 반응이.. 좋을리가 없고.
반응이 있으면
다음에는
인간이 만든게 아니라 외계인이 지구에 내려와서 기술을 알려준것이 분명하고
탑승자는 인간이 아니라 초능력자가 분명한!
세계언론매체가 가장 열광하는 3대행사 월드컵,올림픽,F1중에 하나인!
그리고 절대로 일어나지 않을거같았던
대한민국에서 F1이 열리는것을 기념하여
F1에 대해서 쓸께요.
F1이 진짜 알고보면 겁나신기한게 되게 많아요. 진짜 외계인의 기술력입니다.
그리고 거기다가 부록으로 사이버포뮬러를 실제로 만들수있는가도 쓸께요
