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기타공학/다른 공학들

성능을 위해 연비를 포기한 독특한 엔진


한 실린더에 두 개의 피스톤이 들어가는 대향 피스톤 엔진




이번 포스팅은 대향 피스톤 엔진 (opposed-piston engine)에 대한 내용입니다. 



아하, 박서 엔진을 말하는군요? 



http://www.revvedmag.com




아뇨 대향 실린더 엔진이 아닙니다. 대향 피스톤 엔진이라니까요? ㅋ



실린더 하나에 두 개의 피스톤을 역 방향으로 엮은 독특한 엔진입니다. 글로 설명이 어려우면 사진으로 봐야지요. 



조금 검색 해보니 대향 피스톤 엔진에 대해 잘 설명되어 있는 이미지들이 있습니다. 쿨럭.




http://www.motortrend.com


http://blog.caranddriver.com




참 특이하지요. 저도 처음보곤 신기해서 계속 뒤져봤었습니다. 근데 조금 깊게 들어가 찾아보니 이녀석, 꽤 오래된 컨셉의 내연기관입니다.

 


최초 아이디어는 1882년 제임스 엣킨슨에 의해 구상되었으나, 첫 엔진 제작은 1899 독일의 크라프트가스-게젤샤프트사에서 완성 되었다고 하는군요. 



1904년 이 엔진이 적용된 고브론브릴리의 레이싱카 152.5km/h을 기록하면서 월드 레코드를 달성하기도 했다고 합니다. 

 


http://www.vanderbiltcupraces.com



기술적인 특성은

 

밸브가 없는 2행정 엔진을 아래 위로 복붙한 형상


밸브 구동을 위한 캠샤프트 부가 없어 동력 손실이 적음


컴팩트한 사이즈로 큰 출력을 낼 수 있음

 


이라고 합니다.



mechstuff.com




하지만 태생이 2행정이다 보니, 2행정의 단점을 그대로 보여줍니다. 효율이 조낸 떨어져요. 흡기와 배기가 동시에 일어나는  바람에 연소효율이 좋지 않습니다



흡사 담배를 입에 물고 장거리 달리기를 한다고 보면 될까요. 동일 체적이면 4행정 보다 기름을 훨씬 더 처묵하는 2행정의 전형적인 단점이지요.

 


en.wikipedia.org



 

유명한 엔진으로는 독일 융커스사의 주노 204 엔진이 있습니다. 가솔린이 아닌 디젤이라 점화장치가 필요 없고, 덕분에 극단적으로 단순한 메커니즘을 가진 엔진입니다



16.63L의 배기량, 6실린더, 12피스톤 방식에 880마력의 출력을 가지지요. 2차대전동안 900대의 항공기용 엔진이 생산 됐는데, 주로 폭격기나 수송기 같은 대형 항공기에 사용되었습니다.

 

 

또 다른 엔진으로는 레릴랜드 L60이 있습니다. 



http://www.withrifleandpack.com




마찬가지로 6실린더, 12피스톤 디젤엔진인데, 주노와 달리 탱크에 장착됩니다. 1970년대를 주름 잡았던 영국의 치프틴에 장착되어 유명해집니다



동시대 최첨단 탱크에 장착 되어서, 혹은 여러 유종을 사용할 수 있는 멀티 퓨얼 엔진이라서가 아니라, 최악의 내구성으로 명성을 날립니다. 



Wikipedia



실린더 라이너가 깨어진다거나 엔진오일이 줄줄 새는 등의 문제가 발생해 양산 후 초기 가동률이 10%에 육박 했다고 하지요. 



사실 대향피스톤의 메커니즘 문제라고 보기 보다는, 레릴랜드의 부족한 엔진 개발능력이 문제 였었는데요. 



이후 설계변경을 통해 문제를 해결하고, 성능 자체도 585마력에서 750마력으로 성능을 개향해서 잘 굴려먹습니다. 참고로 치프틴 탱크는 요르단, 오만, 이란에서 현역으로 활동 중이고요.



https://kr.pinterest.com/pin/9077636727395832/




대향 피스톤 엔진에 대해 간단히 살펴보았습니다. 



극악의 연비 때문에 현재는 잘 쓰이지 않는 엔진인데, 미국의 아카테스 파워 (Achates Power)라는 회사에서 대향 피스톤 엔진을 생산중이라고 합니다. 명맥이 끊기진 않은 것 처럼 보여요.



www.trucktrend.com




업체 설명으로는 현행 일반 디젤엔진보다 약 30% 높은 연비효율를 달성했다고 하는군요. 북미 배기가스 규제인 티어3/ LEV III를 맞출 수 있다고 홍보 중입니다. 



특히 자동차 쪽에서는 내연기관 자체가 끝물일 수도 있는데, 과연 대량으로 쓰는 모델이 있긴 할려나 모르겠지만요 -_-;;;;