해피레포트 - 엔진의 발달사

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엔진 발달사 내연기관 태동 대기오염 / ()

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1. 내연기관의 태동 2. 초기의 발전 3. 자동차 대중화 시기 4. 대기 오염과 연비 5. 새로운 전환기 1700년대 후반 증기기관을 적용한 수송장치가 발명되면서 열에너지를 변환하여 동력원으로 사용하는 자동차가 최초로 등장하였다. 현재와 같은 개념의 내연기관은 1876년에 발명된 니콜라스 A 오토(Nicolaus A. Otto)의 스파크점화식 엔진과 1892년 루돌프 디젤(Rudolf Diesel)의 압축점화식 엔진을 기원으로 한다. 이후 화석원료를 동력원으로 하는 내연기관은 본격적인 자동차용 동력원으로 개발되기 시작하여 지금까지 소형화, 고효율화, 고출력화 및 유해가스 배출감속등을 개발 방향으로 하여 눈부신 발전을 거듭하여 왔으나, 기본 작동원리와 구조는 120여년이 지난 지금까지 변함이 없다. 그러나 최근에는 전세계적으로 대두되는 에너지 및 환경문제로 대체 에너지의 개발과 자동차 엔진의 기본적인 구조에 대한 새로운 도전이 시도되고 있다. ■ 내연기관의 태동 - 4행정 피스톤 왕복운동 기관 (1800년대말 ~ 1900년대 초) 1860년 르누아르(J. J. E. Lenoir)는 석탄가스를 이용한 최초의 내연기관을 발명했으며 2년뒤 보드 로샤(Alphonse de Rochas)는 현재 피스톤 왕복기관의 일반적인 구조인 4행정 엔진의 기본원리를 고안하였다. 그러나 보르 로샤는 그의 아이디어를 현실화 하는데까지는 이르지 못하고 그를 대신해 4행정 가스엔진을 완성하여 실용화 시킨 사람은 바로 독일의 오토였다. (오토가 4행정엔진을 발명한 이후에 보르 로샤의 특허가 먼저 고안되었다는 자료가 프랑스에서 발견되었다. 따라서 4행정 기관의 최초의 발명자에 대한 논란이 있기도 하지만 실용화에 성공한 오토의 이름을 따서 지금도 4행정기관의 기본원리를 오토싸이클이라고 부른다) 오토는 랑겐과 합작으로 오토-랑겐 가스엔진 공장을 설립하고 1876년 최초의 4행정기관을 개발하였다. 오토의 공장에는 다임러(Gottleb Daimler)라는 기술 책임자가 있었다. 그는 동료인 메이바하(Maybachs)와 독립된 회사를 차린 후 1883년 가솔린연료를 사용하는 기화기(Carburetor)방식의 소형 고효율 엔진을 개발한다. 지금의 4행정 가솔린엔진의 기본구조를 완성한 것이다. 다임러의 최초 엔진은 462cc 의 크기에 700prm에서 1.1마력을 내였으며, 1885년에는 2륜 목재 자전거에 탑재하여 사상 최초의 모토 사이클을 만들고 이듬해 두사람은 이 엔진을 네바퀴위에 올렸다. 시속 16km를 내는 최초의 가솔린 자동차의 탄생이었으며 이는 인류에게 기동성을 선물하였다. 같은 해(1886년) 벤츠(Karl F. Benz) 역시 오토의 4행정엔진을 개량한 엔진으로 다임러와 비슷한 개념의 자동차를 동시에 발명하였다. 한 편 루롤프 디젤(Rudolf Diesel)은 1892년과 1893년에 별도의 점화장치 없이 연료의 압축착화를 이용하는 새로운 개념의 내연기관으로 특허를 얻어 1987년 MAN사의 지원을 받아서 최초의 디젤엔진을 제작한다. 디젤의 엔진은 오토엔진을 포함한 동시대의 다른 엔진에 비하여 고효율의 성능이 입증되어 많은 관심을 집중시켰다. 그러난 디젤은 그의 특허권에 일정한 압력에서만 작동해야 한다는 기술적인 제한을 명기하여 초기에는 저속운전의 발전기등에만 적용되었으며 자동차 엔진용으로의 개발은 디젤이 사망한 후부터 본격적으로 시작되었다.

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