오토바이 배기량의 정의

엔진을 다룰 때 빼놓을 수 없는 것이 배기량입니다. 오늘 포스팅에서는 배기량이란 무엇인지 알아봅시다.

 

 

 

엔진의 크기를 나타낼 때, 400 cc 같이 cc 단위로 배기량을 설명합니다. 배기량은 말 그대로 배기가스의 양을 나타내는 것입니다.

 

 

 

배기량을 정의하자면, 배기량이란 피스톤이 하사점에서 상사점까지 움직일 때 배출되는 기체의 부피입니다. 이는 피스톤에 밀려나는 기체의 부피라는 것을 의미합니다. 그러나 이 시점에 배기량은 배기가스의 양을 말하는 것인가라고 생각한다면 섣부른 파단입니다. 실제로 배기가스의 양은 열에 따른 팽창도 감안해야 하기 때문에 실제의 배기량과는 차이가 있기 때문입니다.

 

 

 

배기량이란 배기가스의 양을 가리키는 것이 아니라 어디까지나 피스톤이 움직이는 범위의 실린더 용적을 나타내는 것으로, 굳이 따지자면 엔진이 들이마시는 공기량에 가깝다고 볼 수 있습니다.

 

 

 

실린더 하나 분량의 배기량은 실런더의 직경과 하사점에서 상사점까지의 거리인 피스톤의 행정(스트로크)을 이용하여 원기둥의 용적으로 계산할 수 있습니다. 또한 이 값에 실린더의 수를 곱하면 엔진 전체의 배기량이 되고, 이것이 총배기량입니다.

 

 

 

또 피스톤이 하사점에서 상사점으로 이동하는 동안 실린더 안의 기체를 얼마나 압축하는지를 나타내는 값은 압축비 입니다.

 

 

 

4 행정 엔진의 경우 피스톤이 하사점에 있을 때의 용적과 상사점에 있을 때의 용적의 비로 표현하며, 배기량에 연소실의 용적을 더하고 이것을 연소실의 용적으로 나눠 구할 수 있습니다.

 

 

 

일반적으로 압축비가 클수록 큰 힘을 얻을 수 있으나 휘발유 엔진의 경우 지나치게 압축할 시 노킹 같은 이상 현상이 발생하기 때문에 일반적인 압축비는 10 전후라고 할 수 있습니다.

 

 

 

※하사점과 상사점의 정의를 알아보겠습니다.

 

 

 

피스톤은 실린더 안을 왕복 운동합니다. 아래를 향해 움직이는 피스톤은 어딘가에서 움직임을 멈추고 위로 향하며, 반대로 위를 향해 움직이는 피스톤은 어느 지점에서 방향을 바꾸어 아래로 움직입니다.

 

 

하사점은 피스톤이 최대한 하강하여 하향에서 상향으로 움직임을 바꾸는 지점을 뜻하며, 상사점은 이와 반대로 피스톤이 최대한 상승한 지점입니다. 이는 곧 움직이는 방향을 바꾸는 위치를 가리킵니다.

 

 

 

하사점과 상사점 모두 움직이는 방향을 바꾸기 위해 일순간 피스톤의 움직임이 멈추기 때문에 '사점'이라 불립니다.

 

 

 

※피스톤의 정의를 알아보겠습니다.

 

 

엔진에서 중심 역할을 맡고 있는 것은 실린더 속을 위아래로 움직이는 피스톤입니다. 피스톤은 키가 작은 원기둥 모양의 부품으로, 속이 비어 있는 원통형의 실린더 속을 왕복 운동합니다.

 

 

 

실린더 상부에는 실린더 헤드가 덮여 있고, 내부는 밀폐되어있는 공간입니다. 실린더 헤드에는 혼합기를 빨아들일 때 열리는 흡기 밸브와 연소 가스를 배출할 때 열리는 배기 밸브가 있습니다.

 

 

 

4 행정 엔진의 경우, 먼저 피스톤이 내려가며 주사기로 약물을 빨아들이듯이 혼합기를 흡입합니다. 피스톤이 하사점에 다다르면 이번에는 상승으로 전환되고 빨아들인 혼합기를 압축하여 연소를 준비합니다. 피스톤이 상사점에 다다르면 압축은 완료됩니다.

 

 

 

이어서 점화 플러그가 불을 붙이면 혼합기가 연소됩니다. 이후 피스톤은 팽창한 연소 가스에 강제로 밀려서 내려갑니다. 그리고 피스톤이 하사점에 다다르면 배기가 시작되어 상승하는 피스톤이 연소 가스를 밀어내고, 상사점에 다다르면 또다시 흡기가 시작됩니다.

 

 

 

이와 같은 움직임은 4 행정 엔진의 경우 엔진 2회전에 해당됩니다. 엔진이 분당 수천 회전이라는 속도로 돌아간다는 점을 생각해보면 피스톤의 상하 운동은 매우 격렬하다고 볼 수 있습니다.

 

 

 

피스톤이 움직이는 방향을 바꾸는 상사점과 하사점에서는 급격한 가속과 감속이 일어납니다. 그래서 피스톤의 무게를 최대한 줄이고자 안쪽을 도려내서 컵을 뒤집어놓은 것 같은 형태로 만듭니다. 또한 연소로 발생하는 열과 연소 가스의 팽창력에 잘 견딜 수 있도록 만드는 것도 중요합니다.