피스톤과 실린더

피스톤과 실린더

보통 피스톤 바깥 둘레의 홈에는 원형의 금속고리인 피스톤 링이 있어 피스톤과 실린더 내벽 사이의 기밀을 유지하고 윤활유가 연소실로 들어가는 것을 막는다. 내연기관의 실린더는 한 쪽 끝은 헤드라는 금속판으로 닫혀있고 다른 쪽 끝은 피스톤을 크랭크축에 연결하는 커넥팅 로드가 자유롭게 왕복운동할 수 있게 달려 있다. 가솔린 기관 같은 불꽃점화기관은 헤드에 점화전(點火栓)이 붙어있고, 디젤 기관 같은 압축점화기관은 연료 노즐이 부착되어 있다. 종류에 따라 연소된 연료의 출입을 조절하는 밸브가 있는 것도 있다.

대부분의 기관에서 실린더는 일반적으로 주철 또는 알루미늄으로 만든 블록(block)이라는, 기관의 주요 부분에 뚫려 있는 구멍이다. 어떤 기관들의 실린더에는 닳아지면 교체할 수 있는 슬리브(라이너)가 덧대어져 있다. 알루미늄 블록에는 알루미늄을 주조할 때 주형에 집어넣은 원심형 주철 라이너가 덧대어져 있다. 이러한 라이너는 교체할 수는 없지만, 구멍을 다시 뚫을 수는 있다.

피스톤에는 대개 피스톤링이 달려 있다. 피스톤링은 원형의 금속링으로, 피스톤의 홈에 정확하게 끼이게 돼 있으며, 피스톤을 실린더에 밀착시켜준다. 피스톤링은 압축기체가 피스톤 주위로 새어나가는 틈을 밀봉해주며, 윤활유가 연소실로 흘러드는 것을 막아준다.

내연기관의 한 가지 중요한 특징인 압축비는 피스톤이 최대한 후퇴했을 때의 연소실 체적(최대체적)을 피스톤이 최대한 압축됐을 때의 체적(최소체적)으로 나눈 값이다. 실제압축비는 이론압축비보다 약간 작다. 대개 압축비가 클수록 기관의 성능이 좋지만, 대신에 노킹방지 성질이 우수한 연료를 사용해야 한다.

배기량은 압축비와 밀접한 관계가 있는 특성이다. 배기량은 피스톤이 한쪽 끝에서 반대쪽 끝으로 이동하는 동안에 일어나는 연소실 체적의 변화를 cc 또는 ㎤의 단위로 나타낸다. 배기량은 기관의 마력을 평가하는 척도가 된다.