엔진이 왜 정지합니까? (수동 전송)

백만 번 이미 답변 된 내 질문을 작성하기 전에 명확히하고 싶습니다. 엔진이 특정 rpm으로 이동해야하고 완전히 정지 한 후 한 번에 클러치를 작동하려고하면 엔진이 해당 rpm으로 차량을 움직일 수있는 충분한 힘이 없어 엔진이 정지합니다. 내 질문은 왜 엔진이 최소 rpm으로 작동해야합니까? 명확히하기 위해 논의하고 싶은 두 가지 특정 시나리오가 있습니다.

1.) 당신이 완전 정거장에서 1 일로 가고 있다고 가정하십시오. 클러치를 너무 빨리 작동시킵니다. 엔진이 차량을 움직이려고 시도하면 rpm이 너무 낮아져 차량이 정지합니다. 낮은 rpm이 정지 된 엔진과 같지 않도록 엔진을 설계 할 수없는 이유는 무엇입니까? 엔진이 과열되어 보호 수단으로 사용됩니까?

2.) 당신이 70mph로 가고 있다고 말한 다음 여전히 5th 기어에있는 동안 20mph로 늦추십시오. 이 상황에서는 (이 작업을 수행하지는 않았지만 추측 만 할뿐입니다.) 엔진이 특정 rpm으로 가고 싶기 때문에 엔진이 멈출 가능성이 있지만 5 단 기어에서는 엔진이 최소 rpm과 엔진보다 느려 야합니다. 차를 가속하기에 충분한 힘이 없습니다. 이 올바른지?

도와 주셔서 감사합니다! 나는 막대기를 운전하는 법을 배우고 있으며, 후드 아래에서 모든 것이 어떻게 작동하는지 이해하고 싶습니다. :)

그것이 내려 오는 것은 트레이드 오프가 있다는 것입니다. 엔진의 경우 토크 출력 및 회전 질량 대 엔진 속도 ... 읽기입니다.

첫째, 필요한 동력 은 아니지만 엔진 을 계속 작동 시키기위한 토크 입니다. 초기 엔진에는 각각 하나의 실린더가 있었고 매우 빠르게 작동하지 않았습니다. 계속 작동시키기 위해 매우 큰 플라이휠이 부착되어있었습니다. 일단 엔진이 작동되면 "운동 중 질량은 운동을 유지하는 경향이있다"는 것과 반대로 "휴식 질량은 정지 상태를 유지하는 경향이있다"는 것과 같은 약간의 물리학 적 진술이 있기 때문에 계속 작동합니다. 플라이휠은 내가 말하는 질량을 제공합니다.

( 참고 : 이것은 단일 실린더 증기 엔진이지만 동일한 원리가 적용됩니다.)

(이 단일 실린더 가스 엔진에는 각 측면에 하나씩 두 개의 플라이휠 질량이 있습니다.)

오늘날의 엔진은 이전 엔진과 다르지 않습니다. 그들은 여전히 ​​계속 달리기 위해 질량을 요구합니다. 어떤 종류의 플라이휠이 없으면 작동이 중지됩니다. 수동 변속기는 엔진의 질량 인 규칙적인 플라이휠을 가지고 있습니다. 자동 변속기는 엔진의 질량 인 토크 변환기를 가지고 있습니다. 그것이 없으면, 엔진은 피스톤 발사 사이를 계속 견딜 수있는 질량이 충분하지 않기 때문에 죽을 것이다. 플라이휠 질량은 계속 작동하는 데 필요한 토크를 제공합니다.

이를 염두에두고 엔진을 저속으로 유지하려면 엔진이 더 많은 토크를 생성해야합니다. 디젤 엔진이 장착 된 대형 해상 선박을 생각해보십시오. Wartsila-Sulzer RTA96-C는 아마도 세계에서 가장 큰 디젤 엔진 일 것입니다. 127 rpm (일반적으로 평균 자동차 엔진 속도의 1/7)에서 완전히 작동합니다. 이 속도로 어떻게 달리고 있습니까? 두 가지 이유 : 질량과 토크. 엔진의 총 질량은 엄청납니다 ... 엔진의 회전 질량 (크랭크 샤프트, 플라이휠 등)이 무엇인지 직접 광고하지는 않지만 비디오 를 보면, 내가 말하는 것을 볼 수 있습니다. 두 번째 부분은 토크입니다. 그들은 14 기통 엔진 @ 127rpm에서 KW 출력이 80,080 KW임을 광고합니다. 몇 가지 계산을 통해 80,080 KW를 107,389.03 마력으로 변환하면 주어진 RPM에서 4,441,001.46 ft lbs의 토크입니다. 표준 4 기통 자동차는 150-180 ft lbs의 최대 토크 부근에서만 출력되며 2500-6000과 같이 훨씬 높은 RPM입니다. ( 참고 :일부 4 기통 엔진은이를 초과하여 약 300 피트 lbs 또는 그 이상을 배출 할 수 있습니다. 난 그냥 일반적인 지침으로 숫자를 사용하고 있습니다.) 엔진을 계속 작동시키기 위해서는 최소한의 토크가 필요합니다. 나는 제이 레노가 Wartsila 엔진을 자동차에 고정시키는 것을 고려하지 않을 것이라고 생각하지 않습니다 (하지만 엔진에 대해 생각하지 못하게하지는 않습니다).

플라이휠 질량은 너무 많은 일을 할 수 있습니다. 크랭크 샤프트가 낮은 rpm 임계 값에 도달하면 엔진 작동이 중지됩니다. 엔진이이 임계 값 아래로 내려 가서 계속 작동하려고하면 엔진의 내부 구성 요소에 많은 양의 스트레스가 가해집니다. 움직일 수없는 물체 (피스톤 및로드)가 견딜 수없는 힘 (공기 / 연료 혼합물이 폭발하는)을 만나는 것을 생각하십시오. 엔진이 충분히 감속되면, 그 질량 (및 차량의 질량)은 휴식을 취하고 자하는 지점 (움직임 질량 거래의 다른 끝)에 도달합니다. 무언가가 주어야하고, 그주는 보통 피스톤 /로드 비용이 든다. 변속기를 5 단 기어로 유지하면서 차량 속도를 늦추면 엔진 러깅을 수행하게됩니다. 엔진이 작동을 멈출 때까지 엔진 저크를 느끼기 시작합니다. 이 경련 감은 엔진이 극심한 스트레스를 받기 시작할 것이라고 말했을 때의 이야기입니다. 충분히 오래 수행하면 엔진에 심각한 스트레스가 발생하여 치명적인 오류가 발생할 수 있습니다. 단기간 동안이라도 손상이 발생할 수 있습니다.

결론적으로 엔진은 엔진을 계속 가동시키기 위해 너무 많은 토크 출력이 필요합니다. 엔진 속도가 느려지면 토크 요구 사항이 계속 증가합니다. 어떤 시점에서 작은 엔진에는 필요한 질량이 없으며 엔진을 계속 작동시키는 데 필요한 토크를 생성 할 수 없습니다.

엔진은 높은 rpm 또는 낮은 rpm (각각 레이싱 엔진 또는 시멘트 믹서 설계)에서 효율적으로 최적화되지만 가능한 모든 속도에서 효율적일 수는 없으므로 운전자가 최적의 기어와 속도를 선택하는 것이 가장 중요합니다 그가 가지고있는 모터의 능력, 즉 모터 유형에 요구되는 속도 / 토크에 적합한 rpm으로 유지하십시오.

내연 기관을 느리게 작동시키는 데는 몇 가지 문제가 있습니다.

4 행정 내연 기관에서 실린더는 4 행정을 거친다.

빨래방

"뱅"스트로크에서만 실린더가 토크를 생성합니다. 다른 스트로크, 특히 스퀴즈 스트로크 및 실린더 사이의 전환은 실린더가 토크를 소비합니다. 실린더가 4 개 이하인 경우 엔진 회전을 유지하기 위해 관성을 사용해야합니다. 특정 속도 이하에서는 작동하지 않으며 엔진이 멈 춥니 다.

실린더가 4 개 이상이면 문제를 피할 수 있습니다. "Bang"스트로크에는 항상 하나 이상의 실린더가 있지만 다른 문제가 있습니다.

엔진이 전체적으로 힘을 제공하려면 "뱅"스트로크의 실린더가 스퀴즈 스트로크의 실린더보다 많은 힘을 제공해야합니다. 이 힘의 대부분은 가스의 열팽창에 의해 발생하지만 열팽창은 일시적인 과정입니다. "뱅"실린더의 가스가 냉각됨에 따라 더 이상 "짜내기"실린더의 힘과 엔진의 마찰을 극복하기에 충분한 힘을 제공 할 수 없습니다.

증기 엔진은 다른 문제입니다. 연소 및 증기 생성은 회전 속도와 무관 한 연속 공정입니다. 따라서 엔진에 충분한 실린더가 있으면 어떤 위치에서든 제로 속도로 토크를 생성 할 수 있습니다.