가솔린엔진

요약 가솔린을 연료로 하는 내연기관이다. 작동방식에 따라 2회전, 4행정으로 구성된 4행정 기관과 1회전마다 폭발하는 기관인 2행정 기관으로 나뉜다. 보통 수랭식을 많이 사용하며, 다른 엔진과 달리 기화기라는 장치가 있어 가솔린과 공기를 적당히 혼합하여 실린더로 내보낸다.

가솔린기관이라고도 하며, 작동방식에 따라 4행정(스트로크) 기관과 2행정 기관이 있다. 4행정 기관의 작동방식은 프랑스 드로샤가 1862년에 원리를 제안하고, 1876년 독일 오토가 처음으로 실용 엔진을 제작하였다. 4행정 기관의 작동원리는 2회전·4행정으로 이루어져 있다.

즉, ① 흡입행정:피스톤이 하강하면서 연료와 공기의 혼합기를 기화기를 통하여 흡입한다(흡입밸브 열림, 배기밸브 닫힘). ② 압축행정:피스톤이 올라가면서 흡입된 혼합기를 압축한다(흡입밸브·배기밸브 모두 닫힘). ③ 팽창행정:압축된 혼합기에 전기불꽃으로 점화·폭발시켜 그 가스의 압력으로 피스톤이 내려가면서 동력을 발생시킨다(흡입밸브·배기밸브 모두 닫힘). ④ 배기행정:피스톤이 올라감으로써 연소 가스가 배출된다(흡입밸브 닫힘, 배기밸브 열림).

2행정 기관의 작동원리는 1880년 영국의 D.클라크가 고안하였는데, 1회전마다 폭발하는 기관이다. 2행정(크랭크케이스 압축식)은 피스톤이 올라갈 때 흡입구에서 크랭크케이스 안으로 흡입하고, 피스톤이 내려갈 때 이것을 압축하여 배기구가 열리는 동시에 실린더 속으로 보낸다.

구조는 공랭식도 있으나 보통 수랭식을 많이 쓴다. 본체는 동력을 발생시키는 부분으로, 실린더·피스톤·연결봉·크랭크축·캠축·흡배기 밸브 기구·플라이휠 등으로 되어 있다.

연료장치 가운데 기화기(카뷰레터)는 가솔린엔진에만 있는 장치이며, 가솔린과 공기를 적당한 비율로 혼합시켜 실린더에 보낸다. 기화기의 스로틀밸브는 개폐에 의해 흡입되는 혼합기의 양을 조절하여 출력을 조정한다. 최근에는 기화기가 없이 연료분사기를 이용하여 공기의 흐름 중에 분사하여 혼합기를 얻거나, 각 실린더 내에 연료를 분사하는 방식이 연비나 배기가스 등의 이유로 많이 사용된다. 이 밖에 연료펌프, 공기청정기, 흡기 다기관 등이 있다.

점화장치는 실린더에 흡입된 혼합기를 점화시키는 장치로, 축전지·감응코일·단속기·배전기·점화플러그·축전기 등으로 되어 있다. 축전지 대신에 자석을 이용한 발전기를 사용하는 것도 있다. 윤활장치는 피스톤이나 각 베어링 부분에 윤활유를 보내는 장치로서, 오일펌프·오일청정기·오일팬 등으로 되어 있다.

냉각장치는 엔진이 과열하지 않도록 온도를 적당히 유지하기 위한 것으로, 공랭식과 수랭식이 있다. 공랭식에는 냉각용 핀을 장치한 것이 많고, 수랭식에는 물펌프·라디에이터(방열기)·팬·온도조절기 등이 있다.

2행정 기관은 작고 가벼우며 큰 출력을 낼 수 있고, 일반적으로 흡배기 밸브가 없으므로 구조도 간단하다. 또 1회전마다 폭발하므로 회전이 원활한 장점도 있다. 그러나 흡입의 배기작용이 완전하지 못하기 때문에 배기 때 혼합가스의 일부가 배기가스와 함께 배출되므로, 연료소모가 많아서 대형기관에는 쓰이지 않는다. 일부 2행정 기관에서는 배기 밸브를 적용하여 연료 효율을 향상시키기도 한다.

이 엔진은 다른 기관에 견줘 중량·용적당 출력이 비교적 크고, 운전과 관리가 쉽기 때문에 오토바이·자동차·비행기·모터보트 등의 교통기관용 원동기 외에 경운기·소방 펌프·발전기 등에도 널리 사용된다. 모형비행기용의 1마력(hp) 이하의 것을 비롯하여 비행기용의 3,500 마력 정도의 것까지 여러 가지가 있다.