피스톤의 위치와 작동 방식부터 시작하겠습니다. 피스톤은 일반적으로 알루미늄 합금으로 만들어진 원통형 구성 요소입니다. 이는 엔진 블록의 일부인 실린더 내부에 위치합니다. 피스톤의 주요 기능은 실린더 내에서 위아래로 움직여서 동력을 생성하기 위해 공기와 연료 혼합물을 압축하고 팽창시키는 것입니다.
대부분의 최신 엔진은 흡기, 압축, 연소, 배기의 4단계로 구성된 4행정 사이클로 작동합니다. 피스톤은 각 단계에서 중심 역할을 합니다. 각 단계를 살펴보겠습니다.
흡기 스트로크:이 단계에서 피스톤이 아래쪽으로 이동하여 실린더에 진공이 생성됩니다. 이 진공 상태는 열린 흡기 밸브를 통해 흡기 매니폴드로부터 공기와 연료를 끌어옵니다.
압축 스트로크:흡기 행정이 완료되면 흡기 밸브가 닫히고 피스톤이 위로 이동합니다. 이는 공기-연료 혼합물을 압축하여 압력과 온도를 증가시킵니다. 압축 행정은 혼합물의 연소를 준비합니다.
연소 행정(파워 스트로크):점화 플러그는 공기-연료 혼합물이 압축 행정의 상단에서 가장 많이 압축될 때 혼합물을 점화합니다. 이러한 점화로 인해 가스가 급속히 팽창하여 높은 압력과 온도가 발생합니다. 이 팽창의 힘은 큰 힘으로 피스톤을 아래로 밀어내며 기계적 에너지를 생성합니다.
배기 행정:연소 행정이 끝나면 피스톤이 다시 위쪽으로 움직이기 시작합니다. 이러한 상향 이동은 열린 배기 밸브를 통해 배기 가스를 실린더 밖으로 밀어냅니다. 배기 행정은 다음 흡기 행정을 위해 실린더를 준비합니다.
이제 단계를 다뤘으므로 밀봉과 윤활을 이해하는 시간을 갖도록 하겠습니다. 효율적인 연소 과정을 유지하고 가스 누출을 방지하려면 피스톤이 실린더 벽에 단단히 밀봉되어야 합니다. 일반적으로 금속으로 만들어진 피스톤 링은 이러한 밀봉 기능을 제공하기 위해 피스톤의 외부 둘레에 장착됩니다. 또한 피스톤과 실린더 벽은 윤활 처리되어 마찰과 마모를 줄여 원활한 작동을 보장합니다.
피스톤은 커넥팅로드를 통해 크랭크샤프트에 연결됩니다. 피스톤이 위아래로 움직일 때 선형 운동을 커넥팅 로드에 전달하여 회전 운동으로 변환합니다. 이 회전 운동은 크랭크축으로 전달되어 궁극적으로 차량의 바퀴를 구동합니다.
요약하면, 엔진의 피스톤은 실린더 내에서 위아래로 움직여 4행정 사이클의 흡기, 압축, 연소 및 배기 과정을 촉진합니다. 그 움직임은 기계적 에너지를 생성하며, 이는 차량에 동력을 공급하는 데 사용됩니다. 피스톤의 설계, 밀봉 및 크랭크샤프트 연결은 엔진의 효율적인 작동에 필수적입니다.