엔진(Otto cycle) 효율, 실제 엔진의 volumetric efficiency. 등을 다룬 과제

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하고 싶은 말: A 플러스 받은 레포트 입니다. 오토 엔진 싸이클의 효율이 압축비,비열비의 함수임을 보이는 것과, indicated themel efficiency가 실제 효율보다 낮은 이유, 최적의 압축비 이상으로 증가할때 오히려 크랭크 축으로 전달되는 토크가 감소하는 이유, 실제 엔진의 volumetric efficiency(Camaro), 이 효율에 가장 큰 영향을 미치는 인자등 상세하게 설명해 놓았습니다.

목차: 1-1. Otto 사이클의 효율이 압축비와 비열비의 함수임을 보이시오
1-2. indicated thermal efficiency 가 실제 효율보다 상당히 낮은 이유 5가지
1-3. 최적 압축비 이상으로 증가할 때 오히려 크랭크 축으로 전달되는 torque가 감소하는 이유 ?
2-1. 실제 엔진의 volumetric efficiency (Camaro)
2-2. 이 효율에 가장 큰 영향을 미치는 인자

본문내용: 1-3. 최적 압축비 이상으로 증가할 때 오히려 크랭크 축으로 전달되는 torque가 감소하는 이유 ?

압축비를 증가시킴으로써 엔진의 효율을 상승시킬 수 있다. 그러나 압축비를 무한정 높이지 못하는 원인들이 있는데 가솔린 엔진에서 압축비 제한의 가장 주요한 요인은 knocking이다.
연소가 일어날 때 화염이 발달하면서 화염이 지나간 공기의 온도는 2500K 정도까지 상승한다. 이에 따라 burned gas의 부피가 팽창하게 되고, unburned gas의 압력은 계속 증가하면서 화염막을 경계로 압력 균형을 이룬다. 화염이 벽면 근처에 도달할 때 벽면 근처의 공기는 과도하게 압축되어 고온 고압의 상태가 되며 화염이 도달하기 전에 연료가 스스로 연소되는 Auto ignition(self ignition)이 일어나게 된다. self ignition이 발생하면 순간적으로 압력 불균형이 생기고, 이로 인해 압력파가 발생하여 실린더 내에서 왕복운동을 하는데, 이 현상이 바로 knocking이다. knocking이 일어나면 발생한 압력파로 인한 소음이 발생하며, 매우 짧은 시간에도 엔진을 손상시킨다.

참고문헌: 1.http://www.installuniversity.com/install_university/installu_articles/volumetric_efficiency/ve_computation_9.012000.htm
2. Willard W.Pulkrabek. Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine. Second Edition p.161에서 발췌.
3. http://web.mit.edu/16.unified/www/SPRING/propulsion/notes/node25.html

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