디젤 기관은 실린더 안에 공기를 압축해서 온도를 높인 후 연료를 실린더 안에 분출하면서 스스로 점화되도록 하는 장치인가요?
디젤 엔진
디젤 엔진(, ) 또는 디젤 기관(―機關)은 독일의 기술자 루돌프 디젤(Rudolf Diesel)이 1892년에 발명한 내연 기관이다. 열 효율이 높아 주로 대형자동차, 철도차량, 건설기계, 농업용기계, 선박 등의 엔진에 이용된다.
같은 내연 기관인 가솔린 기관이 전기와 점화플러그를 이용하여 연료를 점화시키는 반면, 디젤 기관은 압축점화기관형태로, 실린더 안에 공기를 압축해서 온도를 높인 후 연료를 실린더 안에 분출하면서 스스로 점화되도록 하는 장치이다.
연료 분사
연료 분사는 내연 기관 속으로 연료를 공급하는 것을 말한다.
자동차 엔진
현대의 자동차 엔진은 대부분 4행정 기관이다. 4행정 기관은 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정에 의해 한 주기를 끝내는 내연기관으로 왕복운동 엔진의 가장 일반적인 예이다. 내연기관은 연료를 공기 중의 산소와 완전연소가 이루어지도록 잘 혼합된 상태에서 압축을 한 다음 연소를 시킬 때 발생하는 열에너지를 직접 이용해 운동에너지를 얻는다.
보일러
그 한 예로서 횡연관(橫煙管) 보일러를 기술하면 다음과 같다. 보일러의 본체인 강철로 만들어진 용기 속에는 물과 포화증기가 있으므로 포화증기 중에는 다소의 수분이 구름이 꽉 차서 생기는 물방울 형태로 포함되어 있다. 따라서 이 증기를 그대로 증기원동기에서 사용하면, 도중의 송기(送氣)도 문제이지만, 원동기 중의 팽창과정 등에서 응축이 생기고, 압력저하라든가 피스톤 또는 회전날개에 대한 작용 저하를 초래한다. 그래서 포화증기 중의 수분을 증발시키고, 다시금 가열해서 과열증기로 만든 다음에 증기원동기로 보내 줄 필요가 있다. 이 같은 일을 위해서 과열기가 있다. 과열도가 높을수록 유리하지만, 사용 재료의 강도 등을 감안하여, 보통 원동기에서의 팽창 종단(終端)에서 증기 중의 수분이 10%를 넘지 않도록 최초의 과열도를 결정한다.
기관차
내연 기관의 발명 이후 이를 철도에 적용하려는 노력은 19세기 말부터 이루어져 왔는데, 토크나 회전수 등 그 동력전달 방식의 난해함으로 인해서 초기에는 본선 용도의 기관차보다는 동차나 소형 입환용 기관차에 적용되어 왔다. 그 후, 1920년대 전후하여 미국에서는 디젤-전기식 동력전달장치가 실용화되고, 1950년대에 이르러 액압식 동력전달장치가 유럽에서 실용화됨으로써, 내연기관은 철도 동력방식의 주류로 자리 매김할 수 있게 되었다. 초기의 내연 기관차는 주로 가솔린 기관에 의존하였으나 화재의 위험이 큰 관계로 점차 디젤 기관으로 바뀌어갔으며, 현재 내연 기관차의 절대 다수가 디젤 기관을 채용하고 있다. 이후 경량 고출력의 가스 터빈식이 잠시 각광받았으나 연비와 운전, 정비성의 문제로 주류가 되지 못하였다. 현재에는 고속 고빈도 운전의 어려움과 유가 문제 등으로 점차 전기 기관차에 잠식되고 있으나, 시설상의 한계와 투자 비용 등으로 인하여 여전히 중요한 동력 방식으로 세계 도처에서 활용되고 있다.
압축비
일반적으로 디젤 엔진은 16~23:1, 가솔린 기관은 7~10:1로 한다.
왕복 기관
압축점화방식의 대표적인 예는 디젤 엔진인데, 이 기관에서는 미리 공기를 고온이 될 때까지 압축하고 거기에 적당량의 연료를 분사해서 자연히 점화 연소시킨다. 핫벌브 엔진(hot bulb engine) 등에서는 고온의 벽면에 연료를 뿜어 점화하는데, 이것도 일종의 압축점화 방식이다.
디젤 엔진
고압펌프를 사용하여 연료를 연료 레일에 고압으로 압축하여 두었다가 분사시기에 맞추어 인젝터를 통해 각각의 실린더에 연료를 직접 분사한다. 커먼레일이란 용어는 모든 실린더의 인젝터가 하나의 연료레일에 연결되어 레일을 공유한다(Common Rail)는 의미에서 유래되었다고 알려져 있다.
연소실
울타리에서 예를 들면, 왕복 기관의 실린더에서 부피가 제어되고 연소로 인해 압력이 증가한다. 연속 유동 시스템에서, 예를 들면 제트 엔진 연소기에서 압력은 제어되고 연소는 부피를 증가시킨다. 가스 속도가 변하면, 로켓 엔진의 노즐과 같은 추력이 발생한다.
일본국유철도 DD15형 디젤 기관차
기관차 본체는 센터 캡 방식으로 기관차의 중앙에 운전대를 배치하고 앞뒤 보닛에 기기를 수납하는 등 외관과 기기 구성은 DD13형과 동일하다. DD13형과 다른 DD15형만의 특징으로는 운전대의 보조 전조등 · 창문의 눈 제거기 · 랜보드 위에 있는 긴급용 제설 장치 등이 있다. 제설 장치 장착에 대한 중량 증가를 고려해서 경량화를 위해 200mm 이였던 차대의 두께는 150 mm으로 얇게 만들고, 연료 탱크 용량이 2,000 L에서 1,500 L로 축소되었다.
CODAD
다만 기본적으로 디젤 엔진은 저속에 적합한 기관이므로, 고속용 엔진으로서는 엔진 이외의 방식의 기관을 채용하는 경우가 많다. CODAD방식은 그 의미에서 다른 방식에 비해 결점이 있다. 반면, 여러 방식의 기관을 병용하기에는 회전 특성의 문제가 있기 때문에, 그 점에서는 같은 방식의 기관을 병용하는 CODAD에 메리트가 있다.
디젤 엔진
진정한 디젤 엔진에서, 공기만이 초기 연소 챔버로 도입된다. 연료 분사 장치는 연료를 작은 방울로 분해되는 것을 보장하고, 연료가 고르게 분포된다. 압축 공기의 열은 방울의 표면에서 연료를 기화한다. 연소가 끝날때, 피스톤이 내려가면서 연소 가스는 확장한다.
내연기관
오토사이클은 대부분의 자동차 내연 기관용 가솔린을 연료로 사용하는 전형적인 사이클이다. 오토 사이클은 4행정 기관에 대해 설명한 것과 정확히 같다. 그것은 동일한 주요 단계로 구성된다.제트 엔진은 다수의 팬 블레이드 열을 사용하여 공기를 압축한 후에 연소기로 들어가서 연료와 혼합 (일반적으로 JP 연료)한 후에 점화한다. 연료를 태우면 공기의 온도가 올라가고 연료가 엔진 밖으로 배출되어 추력이 발생한다. 현대식 터보팬 엔진은 48%의 높은 효율로 작동할수 있다.
입환용 기관차
디젤 입환기는 운전실이 높고 기관실이 낮게 장착되어 있어서 다방향의 시야를 확보한다. 입환 작업은 빨리 끝나야 하기 때문에 전차대를 통해 차량을 돌릴 여유가 적으므로, 입환기는 다른 기관차보다 좋은 시야가 확보되어야 한다. 입환기가 필요한 구간에는 전차선이 설치되지 않은 경우가 많으므로, 대부분 입환기는 디젤을 동력원으로 사용한다.
직통제동
공급 저장기(Supply Reservoir: SR)로 불리는 가압된 공기 탱크로부터, 운전대까지 연결된 공기저장관으로 불리는 공기관을 통해 공기압을 공급하여 제동변을 조작해 개폐하는 것으로, 직통관(Straight Air Pipe: SAP)으로 불리는 브레이크 실린더 직결 공기관에 가압하여 제동력을 얻는 매우 단순한 제동 시스템이다. 웨스팅하우스가 붙인 공식 이름은 SM(Straight air brake/Motor car: 전동차용 직통공기제동)으로, 세계 여러 나라의 단행운전차량에 널리 보급되었으며 노면전차의 경우 아직도 영업 일선에서 많이 쓰이고 있다.
6행정 기관
첫번째 방법에서, 단일 피스톤 디자인으로 불리는 엔진은 4행정 오토사이클 또는 디젤 사이클에서 손실된 열을 포착하고 동일한 실린더 내부 피스톤의 추가 전력 및 배기 행정을 전원에 연결해서 사용한다.
디자인은 추가 전원 행정 작동 유체로 증기 또는 공기를 사용한다.
스털링 기관
스털링 기관()은 닫힌 공간 안의 가스를 서로 다른 온도에서 압축·팽창시켜 열에너지를 운동에너지로 바꾸는 장치이다.
오이로슈프린터
동일한 컨셉으로 개발된 전기식 디젤 기관차는 ‘오이로러너’()라는 명칭을 가지고 있다.
경유
경유는 가솔린과 다르게 오염물질을 많이 발생 시키는데, 경유에 함유된 유황분이 공기 중으로 황산화물질을 배출시키는 문제점이 있다.
주로 발생하는 것으로 질소산화물, 이산화황이 있으므로, 디젤 엔진의 배기가스 중 질소 산화물(NOx), PM(입자상 물질)을 물리적으로 불완전 연소된 디젤에서 생기는 탄화수소 찌꺼기 등의 유해물질을 세라믹 허니컴 필터로 포집한 후에, 550℃ 정도의 높은 온도로 다시 태워 높은 온도로 태우는 디젤 분진 필터장치(Diesel Particulate Filter)와 우레아(암모니아 수용액)를 분사하여 화학적 반응으로 질소 산화물(NOx)을 중화시키는 선택적 환원 촉매장치(Selective Catalytic Reduction)를 의무화 하는 추세다.
디젤 기관차
일본은 일본국유철도(현 JR)가 철도를 운영할 당시에, 1962년부터 디젤 기관차를 도입했다. 초반에 여러 형식을 도입해 운행 시험을 거쳤고, 이후 표준화되어 지속적으로 운행하게 된 차량이 DD51형 디젤 기관차이다.
가솔린 기관
Gasoline Direct Injection(GDI)라고도 불리는 방식으로, 연료를 흡기포트가 아닌 실린더 내에 직접 분사한 후 연소하는 방식이다.
피스톤 로드
내연 기관 (피스톤)은 증기 기관보다 더 높은 속도로 작동한다. 따라서 이들은 왕복 질량 감소로부터 피스톤과 연결봉 사이의 짧고 단단한 결합 혜택을 받는다. 이러한 피스톤 로드를 사용 했더라도 두번 작용하는 엔진은 매우 드물다. 중간 및 고속 디젤 기관은 더 빠른 속도로 작동하고 매우 가벼워진 간선 피스톤을 사용한다.
루돌프 디젤
1897년 고생 끝에 석유나 중유를 연료로 하는 디젤 기관을 발명하였다. 이것은 기능이 대단히 좋고 또 연료비가 매우 싸므로, 지금도 배·기차·버스 등 교통기관에 널리 이용된다. 그 후에는 자신의 엔진 공장을 설립하였으나, 결국 재정적 어려움에 겹쳐 공장을 팔았다.
열기관
열기관의 일상예로는, 증기기관, 디젤엔진, 가솔린 기관등이 있다. 이 모든 열기관은 가열된 가스의 팽창에 의해 힘을 얻는다. 주위환경은 저열원이며 상대적으로 차가운 공기를 공급하는데, 이는 열을 받아서 급속히 팽창하고 엔진의 기계적 움직임을 제공한다.
비상 노심 냉각 장치
각각의 발전소에는 여러 개의 독립적인 ECCS가 있으며, 하나라도 작동할 경우 노심 운전이 멈추게 된다. 상황 발생 이후 발전기가 관성으로 돌아갈 동안에는 발전소 내부 전력으로 돌아가며, 발전기의 흐름이 멈추게 되면 발전소의 비상 디젤 발전기가 작동하게 된다.
디젤 엔진
여섯개 미만의 실린더에서 고속 엔진으로 저렴하게 구성하는 방법으로 축 피스톤 펌프 분배기(axial-piston distributor pump)를 사용하는 것이 있다. 각 실린더 밸브 및 라인에 연료를 제공하는 하나의 회전 펌프 플린저로 이루어진다. (오토 엔진의 points 및 배전기 캡과 기능적으로 유사하다.)
대한민국 철도청 5000호대 디젤 기관차
5000호대 디젤 기관차는 디젤-전기식의 동력구조를 갖추고 있다. 운전실은 차량 한쪽에 배치된 구조로 특대형과 달리 운전실이 위쪽으로 돌출되어 있지 않으며, 장폐단과 단폐단 방향 양쪽 모두 높이가 동일하게 되어 있어 중형 기관차와 비슷한 형상을 보이고 있다. 이러한 형상은 6000호대 디젤 기관차에도 이어진다. 특대형과 동일한 엔진을 사용하나, 터빈 등의 적용사양이 달라 출력이 낮다.
경유
주로 디젤엔진의 연료로 사용된다. 그 밖에 석유버너의 연료로 쓰이기도 하고 기계세척에 쓰이기도 한다. 단순한 연료나 원료로 쓰일 때는 간단히 정제해서 사용해도 무방하지만 디젤 기관의 연료로 쓸 때는 미세한 먼지도 포함하지 않고 적당한 점도를 갖는, 세탄가가 높고 유황분이 적은 것이 양호하다. 또한 착화성이 좋을 것, 적당한 점도를 가질 것, 수분이나 불순물이 없을 것. 유황분이 적을 것 등의 조건을 갖는다.
스털링 기관
스털링 기관의 원리는 1816년 영국의 목사 스털링이 고안한 것으로 알려져 있다. 그러나 증기기관과 내연기관의 급속한 발전으로 빛을 받지 못하다가 근래에 와서 관련기술, 특히 내열재료(내열재료)와 실(seal) 기술의 발전, 그리고 에너지절약과 대체에너지의 중요성이 강조되면서 다시 개발되기 시작했다. 고효율성이라는 특징을 살린 소형발전기, 연료의 다양성이라는 특징을 활용한 바이오매스 또는 폐열을 이용하는 시스템을 실현할 수 있는 엔진으로 기대를 모으고 있다.
밸브 시트
내연 가솔린 또는 디젤 기관의 밸브 시트는 밸브가 폐쇄 될 때 흡입 또는 배기 밸브가 엔진 작동 주기의 부분에서 놓이는 표면이다.
내연기관
대부분의 트럭 및 자동차 디젤 엔진은 4행정 사이클을 연상시키는 사이클을 사용하지만 별도의 점화 시스템이 필요하지 않고 압축 가열 점화 시스템을 사용한다. 디젤 사이클에서는 디젤 연료가 실린더에 직접 분사되어 피스톤이 움직이면서 일정한 압력에서 연소가 발생한다.
CODLAG
이에 비해 CODLAG방식의 경우 디젤 엔진을 전기 추진으로 이용하기 위한 전력을 발전하는 발전기로 사용, 사이에 발전기를 개입시킴으로써, 디젤 엔진과 가스터빈의 회전특성 차이를 흡수하여, 기어박스 설계를 단순화할 수 있다.
가스 터빈
가스 터빈(Gas Turbine)은 연소가스의 흐름으로부터 에너지를 추출하는 회전동력기관이다. 가스 터빈은 압축기와 터빈 그리고 연소실로 구성되어 있고 압축기에서 압축된 공기가 연료와 혼합되어 연소함으로써 고온 고압의 기체가 팽창하고 이 힘을 이용하여 터빈을 구동한다. 에너지는 샤프트를 통해 토크(Torque)로 전달되거나 추력이나 압축 공기 형태로 얻는다. 이렇게 얻은 에너지로 항공기, 기차, 선박, 발전기, 전차등을 구동하는데 쓰인다
대한민국 철도청 2100호대 디젤 기관차
2100호대 디젤 기관차는 디젤-전기식의 동력구조를 갖추고 있으며, 외형과 특징은 전반적으로 2000호대 디젤 기관차와 흡사하다. 실린더 내경은 230mm이며 행정은 254mm이고 보조전원장치로는 A-7159를 사용한다. 본선운행 또는 입환 사업을 능률적으로 수행하기 위하여 사업에 따라 선택하는 사업선택 스위치(Service Selector Switch)가 있으며, 견인 전동기 고장시 한 대차를 차단하는 차단 스위치가 있고 전류제한 계전기가 있어 과도한 발전전류를 제한하여 입환사업 중에 있을 수 있는 과부하를 방지하는 장치가 설치되어있다. 또 운전정비 중량이 87ton으로 SW8형과 크게 비교되며, 견인출력이 더욱 높으며 축당중량은 22ton으로 SW8모델보다 1.5ton이 적고, 기관 최고회전속도는 835rpm으로 35rpm 더 높게 설계되어 있다. 제동장치는 26NL이지만 제동배율이나 제동통수 개수는 SW8과 동일하다. 공기압축기 방식은 WBO으로 수냉식 3 실린더 압축기를 사용하여 SW8보다 분당 2,000리터나 압축용량이 높아졌다.(총 7,000리터)
디젤 엔진
오늘날 대부분의 디젤 엔진은 엔진의 크랭크 샤프트에 의해 구동되는 단일 기계적 플런저 고압 연료 펌프를 사용한다. 각각의 엔진 실린더에는, 연료 펌프 수단에 대응하는 플런저가 정확한 양의 연료를 분사하고, 각 분사의 타이밍을 정한다. 이 엔진에 쓰이는 분사기는 특정 연료 압력에 따라 여닫는 매우 정밀한 스프링이 장착된 밸브를 사용한다. 별도의 고압 연료는 각각의 실린더로 연료 펌프를 연결한다. 각각의 단일 연소용 연료량은 약간 회전으로 압력이 해제되거나 기계식 조속기 에서 제어되는 플런저의 경사면 홈에 제어되고, 스프링 레버에 의해 엔진 속도가 제한되어 회전 가중치가 구성된다. 분사기는 연료 압력에 의해 분사된다. 고속 엔진에서 플린저 펌프는 하나의 유닛으로 묶여있다. 각 분사기의 펌프로부터 연료 라인까지의 길이는 동일 압력의 지연을 얻기 위해 보통 각각의 실린더에 대해 동일하다.
연료 분사
가솔린 기관에서는 연료 분사가 1980년대 이후부터 기화기를 대체했다. 기화기와 연료 분사의 주요 차이점은 기화기가 공기를 연료로 끌어들이기 위해 벤투리 튜브를 통해 가속된 흡입 공기가 생성한 흡기에 의존하는 반면 연료 분사는 고압에서 작은 노즐을 통해 연료를 원자화한다는 점이다.
디젤 엔진
실린더 안에 압축된 공기가 연료를 점화시키기 위해서는 실린더 안의 온도가 일정 온도 이상이 되어야 한다. 연료 점화에 필요한 압축비가 높을수록 온도가 높아진다. 압축비는 압축 전과 후의 공기의 체적비로 측정하는데, 대형 실린더에는 압축비가 약 13:1, 중형은 약 14.3:1, 소형은 약 20:1 정도 나온다.
석유
유전으로부터 운반되어 온 원유(crude oil)는 일단 원유탱크에 저장되며, 여기서 증류탑으로 옮겨져서 분류된다. 증류장치로는 여러 단계로 구분된 정류탑(fractionater)이 그 주역이 된다. 먼저 열교환기를 통해서 원유를 예열한 다음, 증류탑으로 보내어, 가장 증발하기 쉬운 가솔린의 일부를 증발시켜서 분리한다. 여기에서 남은 원유는 다시 펌프로서 가열실로 옮겨지고, 철관 수십 개를 직렬로 연결한 속을 급속도로 흐르는 동안에 균일하게 가열된다. 이렇게 가열된 원유는 정류탑으로 보내진다. 정류탑은 수십 단의 선반으로 구분되어 있으며, 그 아래 쪽으로부터 가열된 원유가 기화해서 상승하게 된다. 여기에서 비점의 차이에 따라 탑의 상부에서는 가솔린, 중단에서는 등유·경유, 하단에서는 중유를 증류한다. 분류된 부분은 열교환기를 통해서 원유에 열을 주어 예열하는 역할을 하면서 자체는 냉각된다. 정류탑에는 여러 가지 형(形)이 있으며, 정유공업에서 가장 많이 쓰이는 것은 밧부르탑 방식이다. 이것은 증류조 위에 설치된 정류탑 내부에 여러 선반이 있고, 그 선반에는 작은 구멍이 많이 뚫려서 증기는 이 구멍을 통하여 상승한다. 그리고 탑의 정상부에는 냉각관이 있어 일부 증기는 여기에서 응축되어 탑을 흘러내린다. 응축액은 각 단에 일류관(溢流管)을 따라 넘쳐 흐르게 되어 있다. 이처럼 각 선반에서 아래로부터 올라가는 고온의 증기와 응축액이 접촉해서, 응축액 중의 비등점이 낮은 부분은 다시 기화하여 위쪽의 선반으로 향하고, 증기 중의 비등점이 높은 성분은 여기에서 액화하여 탑의 하부로 내려간다. 이렇게 몇 번을 반복하여 탑 위쪽에서는 저비등점 유분이, 탑 하부에서는 고비등점 유분이 채집되는 것이다.
리드 밸브
리드 밸브는 2행정 기관의 고성능 버전에서 일반적으로 사용되며 실린더에서 허용되는 연료와 공기의 혼합물을 제어한다. 피스톤이 실린더에서 올라감에 따라 피스톤 아래의 크랭크실에 진공이 발생한다. 결과적인 압력 차이로 밸브가 열리고 연료 - 공기 혼합물이 크랭크실로 유입된다. 피스톤이 내려감에 따라 크랭크실 내부 압력이 증가하면서 밸브가 닫힌다. 그것은 혼합물을 유지하고 최종적으로 연소실로 전달되도록 가압한다. 2행정 기관의 리드 밸브는 흡입 포트에 배치되었으며 크랭크축 공간으로의 흡입을 제어한다.
크랭크실
2행정 가솔린 기관에서, 크랭크실은 밀폐되어 연료/공기 혼합물을 위한 가압 챔버로서 사용된다. 피스톤이 상승함에 따라, 이것은 배기 가스에 압력을 가하고 연료와 공기를 흡입하는 크랭크실에 부분 진공을 생성한다. 피스톤이 아래로 이동함에 따라, 연료/공기 전하가 크랭크실로부터 실린더 내부로 가압된다. 그것이 연료/공기 혼합물을 처리하기 때문에 4행정 가솔린 기관과 달리, 크랭크실은 엔진 오일을 포함하지 않는다. 대신에 오일을 연료와 혼합하고, 이 혼합물을 실린더 벽, 크랭크축과 연결봉 베어링의 윤활을 제공한다.
디젤 엔진
디젤 엔진을 구분할 때 일반적으로 2행정 기관과 4행정 기관으로 나눈다. 대개의 경우는 4행정 기관이며 일부 대형 기관의 경우 2행정 기관을 쓴다.
오일버너
오일버너(oil burner)는 중유를 연소하는 가열 장치이다. 석유는 일반적으로 노즐을 통해 압력을 강제로 미세 스프레이로 분무한다.
디젤 배기가스
디젤 배기가스(Diesel exhaust)는 디젤 기관에서 연료를 연소한 후 배출하는 가스를 말한다.
선박 LNG 엔진
LNG 선박의 대부분의 추진 시스템은 BOG와 액체 연료를 사용한다. 증기 기관에서는 BOG가 보일러를 점화하고 증기를 생산하는데 사용된다. 증기는 터빈을 구동하고 배를 앞으로 나아가게 한다. 이 유형의 장점은 LNG 화물 선박의 압력이 상승하면 과조한 BOG사 액체 연료와 동시에 연소된다는 것이다. BOG가 충분하지 않을 경우, 발전소의 작동을 유지하기 위하여 액체연료(중량 연료 오일/HFO)를 사용한다. 증기터빈엔진의 대안은 이중 연료 해상 디젤 엔진이다. 핀란드의 바르실라, 독일의 MAN Diesel SE와 같은 상업용 선박 추진 시스템 제조업체들이 대형 보어 듀얼 연료 디젤 엔진을 생산하고 있다. MAN B&W ME-GI 엔진은 95%의 천연가스에서 100% HFO까지 그리고 그 사이 어디에서든지 매우 유동성이 있는 연료 모드를 가지고 있다. 시험용 오일은 압축 점화 엔진이며 압축 점화 엔진이며 천연가스는 자체 연성이 불가능하므로 최소 5%의 HFO가 필요하다. 2 행정 디젤 엔진이 보다 효율적이기는 하지만 증기터빈은 LNG의 보일러 차단 가스를 활용해야 되기 때문에 LNG 선박의 주요 이동 동력원이다.
비용 혜택
자동차
디젤 엔진 차량은 100퍼센트 순수 바이오디젤로도 주행이 가능하다. 식물성 기름에서 추출한 연료 역시 디젤 엔진차량에서 사용이 가능하지만, 추운 지역에서는 수분함량이 많아 응고될 수 있어 그대로 사용할 수 없다. 디젤 엔진은 23퍼센트를 연소하는 휘발유 엔진에 비해 50퍼센트의 연료를 연소시킬 수 있다. 이러한 특성 때문에 디젤 엔진은 리터당 평균 17킬로미터의 높은 연비를 얻을 수 있는 장점을 가지고 있다. 현재 휘발유를 사용하는 자동차들 중 꽤 많은 수의 자동차가 식물성 설탕에서 추출한 연료인 에탄올을 그대로 사용할 수 있다. 또한 대부분의 휘발유 자동차들은 에탄올을 15퍼센트 혼합한 연료를 사용해서 주행할 수 있다. 그리고 약간의 재설계만으로 모든 휘발유 자동차가 85퍼센트로 농축한 에탄올로 주행이 가능해진다. 심지어 모든 휘발유 자동차는 LPG로도 운행할 수 있다. 에탄올-휘발유 혼합물이 씰과 개스킷을 너무 빨리 닳게 한다는 우려가 제기되어 왔다. 이론적으로 알코올은 휘발유와 비교할 때 낮은 에너지 함유량으로 인해 효율이 크게 줄어든다. 그러나 EPA에서 테스트한 결과로는 실제 감소율이 20퍼센트~30퍼센트에 불과하다고 확인되었다. 따라서 리터당 15킬로미터를 주행할 수 있는 자동차라면 에탄올-휘발유 혼합물로 리터당 12킬로미터를 달릴 수가 있게 된다. 물론 캠축을 조절하거나, 점화시기와 점화불꽃의 출력을 바꾸거나, 연료 압축비를 높이거나, 또는 단순히 큰 연료 탱크를 설치한다면 주행거리를 증가시킬 수도 있다.
내연기관
4. 배기: 피스톤이 연소 가스를 배출하도록 위로 움직이는 동안 배기 밸브는 열린 상태로 유지된다. 자연 흡입 기관의 경우 피스톤이 연소실을 거의 닫지 않기 때문에 정상 작동 도중에 연소 가스의 일부가 실린더에 남아있을수 있다. 이러한 가스는 다음 충전시에 용해된다. 이 행정이 끝나면 배기 밸브가 닫히고 흡기 밸브가 열린다. 다음 사이클에서 그 순서가 반복된다. 배기 밸브가 닫히기 전에 흡기 밸브가 열리면서 더 나은 배기가 가능하다.
성형 엔진
성형엔진의 원리
성형 엔진(星型-, )이란, 주로 항공기용으로 사용되는, 실린더를 방사형으로 배열한 엔진이다. 대부분은 가솔린 엔진이지만 디젤 엔진도 제조되었다.
외연기관
외연기관(外燃機關)(external combustion engine)은 연료를 보일러(Boiler)내에서 연소시키고 그 때에 발생하는 연소가스의 열을 보일러물에 전하여 증기(steam)를 만들고 이 증기에 의하여 왕복기관이나 증기터빈을 움직인다. 즉, ‘연소’라는 화학반응에 의하여 발생한 연소가스가 직접 기관을 움직이는 것이 아니고, 증기가 기관에서 일을 행한다. 이와 같이 연소가 기관이외의 장소 (증기기관의 경우 보일러)에서 행하여지고 연소가스와 작동물질(증기기관의 경우 증기)이 전혀 별개로 되어 있는 열기관을 외연기관이라 한다. 이와 반대로 기관 내에서 발화하여 직접 열에너지를 운동에너지로 변환하는 기관을 내연기관이라 한다.
크랭크축
내연 기관에서 크랭크축은 실린더 블록의 아래쪽 반원 부분에 메인 저널 베어링의 상반부가 설치되고, 하반기는 엔진 블록에 볼트로 설치되는 베어링 캡으로 지지된다. 크랭크축은 동력 행정에서 얻은 피스톤의 동력을 회전운동으로 바꾸어 엔진의 출력을 외부로 전달하고 흡입, 압축, 배기 행정에서는 피스톤에 운동을 전달한다.
디젤 엔진
디젤 기관을 발명한 사람은 독일의 기술자인 루돌프 디젤(Rudolf Diesel)이다. 디젤 기관이란 명칭도 루돌프 디젤이란 이름에서 따온 것이다. 디젤은 1982년에 ‘새로운 합리적인 열기관에 대한 이론과 구조(；Theory und Aufbau, Neuerationellen Wärmekraftmaschinen)’라는 논문을 발표하였고, 1893년 2월 23일에 독일제국 특허국(Kaiserliches Patentamt in Berlin)으로부터 “열기관의 작동 사이클과 실행방법( : Arbeitsverfahren und Ausführungsart fürVerbrennungskraftmaschinen)”에 관한 특허(DRP 67207)를 받았다.
배기 재순환
내연기관에서 배기 재순환(排氣再循環, exhaust gas recirculation, EGR)은 가솔린, 디젤 엔진에 사용되는 산화질소(질소산화물, NO) 방출 감소 기법이다. EGR은 엔진의 배기가스의 일부를 엔진 실린더로 재순환시킴으로써 동작한다. 들어오는 기류의 O를 희석시키며 실린더 내 최고 온도를 줄이기 위한 연소열 흡수제 역할을 한다. NO는 연소 실린더 안에 발생하는 대기 질소와 산소의 고온 혼합물로 생성되며 이는 일반적으로 실린더 최고압에서 발생한다. 불꽃 점화 기간의 외부 EGR 밸브의 다른 주된 장점은 효율성의 증가이며 더 큰 스로틀 위치를 허용하고 관련 펌프 손실을 줄여준다.
석유
선박이나 또는 대형 자동차에 쓰이는 디젤기관은 공기를 고온·고압으로 압축하고 여기에 연료를 분사하여 자연발화적으로 연소하는 것으므로, 발화성이 나쁜 연료는 사용하지 못한다. 연료의 발화성이 나쁘면 분사에서 착화까지 시간이 오래 걸리며 분사된 연료가 그대로 괴었다가 한꺼번에 착화해서 압력이 별안간 상승하는 폐단이 생긴다. 이는 디젤노킹이라는 이상폭발의 원인이 된다. 그리고 디젤기관 연료로서는 분사 펌프의 분사가 원활하게 작동하고, 분사 구멍으로부터 안개 모양으로 기름이 고르게 분사되기 알맞은 점도가 필요하며, 착화성과 인화성이 동시에 우수한 경유·중유가 주로 쓰인다. 이러한 성능의 정도는 세탄가(cetane rate)로 나타낸다. 세탄가는 안티녹성이 큰 n－세탄과 안티녹성이 작은 α－메틸나프탈린의 혼합연료를 표준연료로 하여, 옥탄가와 마찬가지로 그 체적비를 백분율로 표시한 것이다.
기관차
내연 기관차는 내연 기관을 사용하여 그 동력을 얻는 기관차의 통칭이다. 가솔린 기관을 사용하는 경우 가솔린 기관차, 디젤 기관을 사용하는 경우 디젤 기관차, 가스 터빈을 사용하는 경우 가스터빈 기관차로 구분한다. 내연 기관차에 대한 상세한 정보는 디젤 기관차 항목을 참조하라.
내연기관
1) 공기는 압축기를 통해 흡입되며, 압축되면서 온도가 올라간다.
연료 분사
모든 디젤 엔진은 설계에서 연료 분사를 사용한다. 가솔린 기관은 연료가 직접 연소실로 전달되는 가솔린 직접 분사 또는 연료가 흡기 행정 전에 공기와 혼합되는 간접 분사를 사용할수 있다.
석유난로
대형의 원통꼴로 된 심지로 흡수된 석유는 심지의 상단 안쪽에 접해 있는 스프레더(spreader)라 불리는 철제 캡의 조그만 여러 개의 불구멍으로 기화하여 연소한다. 스프레더의 아래쪽은 굵은 원통이며 심지통 속을 통해서 탱크를 지나 밑바닥으로 연결되어 다량의 1차공기를 스프레더에 공급한다. 스프레더 위에는 굵고도 상당히 긴 철제 연소통이 세워져 있어서 공기의 대류(對流)를 쉽게 한다. 심지는 치차(齒車)와 손잡이에 의해 오르내리면서 화력을 조절하거나 불을 끄도록 되어 있다.
내연기관
4행정 기관은 피스톤의 두 왕복, 곧 사행정으로 흡입·압축·폭발·배기(排氣)의 전 동작을 끝내는 내연기관이다. 피스톤이 처음에는 밖으로 이동했다가 공기와 연료가 혼합되면 다시 안으로 밀려올라가서 혼합물을 압축시키고 혼합물이 팽창되면서 다시 밀려나왔다가 마지막으로 가스를 배출하기 위해 안으로 이동하는 과정을 반복한다.
히터
히터(heater)는 난방 장치의 하나로 가스, 전기를 이용하여 온도를 높이는 장치를 말한다. 자동차 안에 있는 히터 등이 있다.
디젤 기관차
디젤 기관차는 동력 전달 방법에 따라 기계식·전기식·액체식의 3종류로 분류된다.그리고 디젤 동력만을 사용하지 않는 전기식 디젤 기관차는 디젤 전기 기관차 라고도 한다.
도시통근형 디젤 액압 동차
엔진은 커민스 NTA855R1 디젤엔진을 동력차에 2기, 동력제어차에는 1기를 장착하고 있으며, 호이트(Voith)의 액체식 자동변속기를 사용하고 있다. 동력제어차에는 추가로 객실 전원(APU)용 NTA855R5엔진(251마력)을 탑재하고 있다. 기본적으로 엔진 부문에서는 높은 평가를 받고 있으나 기존 NDC와 니가타 디젤 동차에서 비롯되는 프레스형 대차와 구형 자동공기제동을 그대로 적용했기 때문에 전체적인 차량 중량 증가와 낮은 제동응답성, 그리고 급구배 구간의 경우 상구배 진행시(엔진 모두 살아있는 경우)큰 무리없이 운용은 가능하나 만약 전체 동력의 절반이상이 꺼진 경우 상당한 공전이 발생하며, 하구배 진행시 엔진 브레이크나 기타 보조 브레이크 없이 순수 공기제동만 사용하기엔 큰 무리가 따르기 때문에 중앙, 태백선 같은 급구배가 연속적으로 많은 구간에는 운용이 어렵다. 1996년에 도입된 1차 분량에서는 고정식 크로스시트 및 롱시트를 채용하였으나 이후 등받이를 앞뒤로 넘겨 전환이 가능한 전환식 크로스시트로 변경되었으며 처음 적용된 장애인 승하차 시설이 설치되어 있었고 이후 철거되었으나 무궁화호로 개조되는 열차에 한정하여 다시 장애인 승하차 시설을 설치하였다. Mcl차 65량과 M차 66량을 합쳐 모두 131량이 제작 되었다. 화장실 및 간이 세면대 설비는 전두부 동력제어차(Mcl)에만 1개소가 있으며 중간 동력차(M)에는 없다.
내연기관
1. 흡입, 유도: 흡기 밸브는 캠 로브가 벨브 봉을 아래로 밀어넣으면 열린다. 피스톤은 아래로 움직이면서 연소실의 용적 부피를 증가시키고, 공기가 CI 기관 또는 직접 분사를 사용하지 않는 SI 기관의 경우에 공기가 유입되도록 한다. 어떤 경우에도 공기 또는 공기-연료 혼합물을 "충전"이라고 한다.
자동차 엔진
자동차 엔진은 자동차에 동력을 공급하는 기관이다.
석유
300∼350℃의 것은 경유, 350℃ 이상인 것은 중유라고 하며, 디젤엔진 등의 내연기관이나 보일러·각종 노의 연료로 사용된다. 비등점 300℃ 이상인 부분 중에서 액체로 된 것을 유동 파라핀, 반고체인 것을 바셀린, 고체인 부분을 파라핀납(paraffin蠟)이라고 구분하기도 한다. 석유공업에서는 이처럼 천연 석유를 분류해서 사용하는 한편 고비등점의 잔류분을 열과 촉매로써 분해하여 이용도가 높은 가솔린으로 만드는 방법도 이용하며, 이러한 제품을 분해 가솔린이라고 한다.
연료
연료(燃料)는 보통 태워서 에너지를 만들어내는 물질을 말한다. 휘발유, 등유, 경유, 연탄 등이 있다.
모든 로켓의 추진제(propellant)는 연료(fuel)와 산화제(oxidizer)로 구성되어 있다. 제트엔진은 연료만 탑재하며, 산화제는 공기 흡입구를 통해 외부의 산소를 흡입하여 사용한다. 그러나, 로켓엔진은 공기 흡입구가 없으며, 내부에 산소통을 탑재하고 있다. 그래서 모든 로켓 추진제는 연료와 산화제 둘이 사용된다.
직렬 기관
직렬 기관은 모든 실린더가 일렬로 정렬되고 오프셋이 없는 내연 기관이다.
내연기관
2. 압축: 이러한 행정에서는 2개의 밸브가 닫히고 피스톤이 위로 이동하여 피스톤이 상사점에 있을때 최소값에 도달하는 연소실 용적 부피가 줄어든다. 피스톤은 압축될때 충전물에 대한 작업을 수행한다. 그 결과 온도는 올라가고 압력과 밀도는 증가한다. 이 문제에 대한 근사치는 이상기체 법칙이 제공한다. 피스톤이 상사점에 도달하기 직전에 점화가 시작된다. SI 기관의 경우, 스파크 플러그는 고압 충격파를 수신하여 스파크를 생성한다. 스파크는 그 이름을 부여하고 충전을 시작한다. CI 기관의 경우, 연료 분사 장치는 스프레이로 연료를 연소실에 신속하게 분사한다. 고온으로 인해 연료가 점화된다.
2행정 기관
디젤 2행정 기관은 4행정 기관에도 있는 상단의 밸브가 있으나, 4행정 기관과 달리 모두 배기밸브로 동시에 열린다.
자동차
자동차를 달리게 하는 원동력이다. 현대의 전 세계 자동차 엔진은 대부분 4행정 내연기관이다. 4행정 내연기관은 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정에 의해 한 주기를 끝내는 내연기관으로 왕복운동 엔진의 가장 일반적인 예이다. 내연기관은 연료를 공기 중의 산소와 완전연소가 이루어지도록 잘 혼합된 상태에서 압축을 한 다음 연소를 시킬 때 발생하는 열에너지를 직접 이용해 운동에너지를 얻는다.
동차
내연기관을 철도에 응용하려는 노력은 기관차보다 이 동차 분야에서 빠르게 적용되었는데, 초기의 내연기관들은 대개 그 출력이 열악할뿐더러, 동력 전달 장치 역시 대개 조악한 수준이어서 기관차와 같은 중후장대한 차량에 적용하는 것이 어려웠기 때문이다. 내연 동차의 초기에는 경량에 출력면에서 유리한 가솔린 기관이 널리 이용되었으며, 그 동력 전달 방식은 대개 자동차의 수동 변속기와 별반 차이가 없는 기계식 전달을 그 주 방식으로 하였다. 이후, 유체식 동력 전달 방식이나 전기식 동력 전달 방식이 실용화되면서 그 적용범위가 확대되었으며, 특히 총괄제어가 적용되면서 내연 동차의 적용범위는 크게 확산될 수 있었다.
내연기관
가스 터빈은 원칙적으로 증기 터빈과 유사한 회전 기계이다. 이것은 3가지 주요 구성 요소로 이루어져 있다. 이것은 압축기, 연소기 및 터빈을 포함한다. 공기는 압축기로 압축되며 온도가 올라간다. 압축된 공기는 공기를 팽창시키는 연소실에서 분사된 연료가 연소되면서 추가로 가열된다. 이 에너지는 기계적인 결합을 통해 압축기에 동력을 공급하는 터빈을 회전시킨다. 뜨거운 가스는 추력을 제공하기 위해 배출된다.
스털링 기관
4. 작동 유체는 저온부로 이동하면서 냉각되어 시스템 내의 전체 압력이 하락한다. 하락한 압력은 동력 피스톤의 하락에 의한 시스템 내의 작동유체의 수축을 허락하며, 이 동력은 회전하는 크랭크 축에 저장된 작동유체의 팽창 에너지의 일부이다. 크랭크 측에 저장된 에너지가 수축에 필요한 에너지보다 큰 경우, 작동유체는 저온부에서 충분히 압축되며 한 사이클이 마무리되고, 다음 사이클이 진행될 준비가 시작된다.
- 여기에서 사이클이 지속적으로 동작되기 위한 필요 충분 조건은 바로 크랭크 축에 작동유체의 팽창 동안에 저장된 에너지가 디스플레이서를 고온부와 저온부로 이동시킨 뒤에 다시 피스톤을 압축하여 시스템 내의 작동 유체를 다음 행정에 필요한 만큼 충분히 수축시킬수 있어야 한다는 것이다. 만약 저장에너지와 피스톤들을 움직이고 작동유체를 압축시키는 에너지보다 같거나 작다면 외부로 동력을 인출할 수 없고, 엔진은 정지하며, 다음 사이클을 진행할 수 없다. 크랭크 축에 충분한 에너지가 저장되고 한 행정의 팽창에서 생산된 에너지가 필요한 에너지보다 크다면, 엔진은 지속적으로 동작하고, 외부로 생산된 동력을 보낼 수 있다.이상적인 스털링 사이클이 작동 유체에서 작용하는 4가지 열역학적인 프로세스를 구성한다.
휘발유 직접 분사
휘발유 직접 분사, 가솔린 직접 분사, 가솔린 다이렉트 인젝션(, GDI), SIDI(), FSI()는 디젤이 아닌 내연기관에서 현대의 2행정, 4행정 가솔린 기관에 들어가는 연료 분사의 일종이다. 휘발유는 고압 처리되어 보통관 연료 라인을 통해 각 실린더의 연소실에 직접 주입되는데, 이는 실린더 포트에 연료를 주입하는 전통적인 멀티포인트 연료 분사와는 다른 것이다. 직접 연료를 연소실에 분사하는 일에는 고압의 분사가 필요한 반면 낮은 압력은 실린더 포트에 분사 시 사용된다.
에너지 캐털라이저
이론상, 군사적으로는 기존의 디젤 잠수함의 배터리 성능을 31배 증가시킬 수 있다. 현재의 디젤 잠수함 배터리는 매우 용량이 적어서 하루에 3회 수면으로 부상해 디젤 엔진으로 배터리를 재충전을 해줘야 한다. 상온 핵융합 원자로는 디젤 잠수함 내부의 산소를 사용하지 않고, 이산화 탄소를 배출하지 않는다.
니콜라 레오나르 사디 카르노
열기관은 주위에서 열에너지를 끄집어내어 일을 수행하는 장치이다. 이때 모든 열기관의 핵심은 작동 물질이다. 증기기관에서는 증기나 액체 형태의 물이 작동물질이다. 자동차 엔진에서는 휘발유와 공기의 혼합물이 작동물질이다. 만일 열기관이 지속적으로 일을 하려면 작동물질은 순환 작동되어야 한다. 즉, 작동물질은 각 상태가 반복되는 순환과정이라고 불리는 열역학적 순환과정을 거쳐야 한다.
디젤 사이클
디젤 사이클에서 압축, 연소, 팽창, 배기의 네 단계가 반복된다.
스크램제트
로켓은 비행체 내부에 연료를 저장하고 있을 뿐만 아니라, 연료를 연소시키는 데 필요한 산화제도 저장하고 있다. 따라서 로켓은 공기가 희박하거나 없는 우주 공간에서도 연료를 연소시켜 추력을 발생시킬 수 있다. 반면에 스크램젯을 포함하여 램젯이나 모든 가스터빈엔진은 산화제를 따로 저장하지 않고, 대기를 흡입하여 그 속에 존재하는 산소를 산화제로 사용한다. 따라서 이러한 엔진은 공기가 없는 곳에서는 연소를 할 수 없다.
로켓
액체 연료는 연료와 산화제를 개별 탱크에 분리해서 넣은 다음 연료실에서 둘을 혼합해 연소시키는 시스템이다. 따라서 연소 상태 제어가 비교적 용이하고 정확한 추진력 조정이 가능하다. 구조가 다소 복잡하다는 흠이 있지만 일단 붙이 붙으면 연소를 멈출 수 없는 고체연료 로켓과 달리 점화와 소화를 반복할 수 있다. 덕분에 발사 전 단계에서 연소 실험을 반복해 성능과 확실성을 함께 높일 기회가 있다.
디젤 사이클
디젤 사이클은 왕복 내연 기관의 연소 공정이다. 디젤 사이클에서 연료는 연소후 주입되는 연소실 내부 공기가 압축되는 동안 발생하는 열에 의해 점화된다. 디젤 기관은 비행기, 자동차, 발전소, 디젤 전기 기관차, 선박 표면과 잠수함에서 사용된다. 루돌프 디젤의 특허에 입각한 최초의 압축점화기관이 정압연소를 하는 이 사이클을 채택했기 때문에 이러한 이름이 붙었다.
가솔린 기관
80년대 이후부터 등장하였고 현재 거의 모든 가솔린 기관에 쓰이는 방식으로 흡기 포트에 연료분사기(fuel injector)를 장착하여 실린더에 도달하기 직전에 공기와 가솔린을 혼합해주는 방식이다.
루돌프 디젤
프랑스 파리에서 모직물 공장을 경영하는 독일인 부모 테오도어와 엘리제 디젤의 아들로 태어났다. 프로이센-프랑스 전쟁이 일어나자, 그의 가족은 파리를 떠나야 했다. 독일로 돌아와 아우크스부르크에 정착하였으며, 뮌헨 공과대학교에 입학하여 냉장 기관을 발명한 카를 폰 린데의 문하생으로 공부하고 졸업하였다. 내연 기관의 근본적 개혁을 위해 힘썼으며, 1892년 독일 개발 특허를 얻었고 1893년 그의 저서인 《합리적 열 기관의 원리》를 발표하였다.
디젤 엔진
1부터, 피스톤이 하사 점에 있고, 양쪽의 밸브는 압축 행정이 시작될때 폐쇄된다. 실린더는 대기압에서 공기가 포함되어 있다. 1과 2사이의 공기는 단열 압축된다. 이것이 압축되는 동안, 부피는 감소한다. 이때 온도는 올라가고 압력은 증가한다. 화학 에너지가 방출되고 이것은 압축된 가스에 열에너지 (열)를 주입한다. 연소 가열은 2와 3사이에 발생한다. 이 구간에서의 압력은 피스톤이 내려가고, 부피가 증가하기 때문에 일정하게 유지된다. 연소 에너지의 영향으로 온도는 올라간다. 3에서의 연료 분사 및 연소가 끝나고, 실린더는 2에서보다 더 높은 온도에서 기체를 포함한다. 작업은 엔진이 연결되는 시스템에서 이루어진다. 이것이 팽창하는 동안, 기체의 부피는 증가한다. 이때 온도는 내려가고 압력은 감소한다. 4에서 배기 밸브가 열리고, 압력은 급격하게 감소한다.
디젤 엔진
대부분의 디젤 엔진은 다음 중 한 가지 방식의 직접 분사 방식을 사용한다.
2행정 기관
2행정 기관(Two-stroke engine) 또는 2사이클 엔진(two-cycle, two-cycle engine)은 4행정 기관과 비교하여 피스톤이 크랭크 축을 한 번 회전하여 동력을 완성하는 내연 기관이다.
2행정 기관은 피스톤이 상승하면서 흡입과 압축이 이루어지고, 하강하면서 폭발과 배기가 이루어지는 총 2행정으로 사이클이 완료된다. 2행정 엔진의 한 사이클이 완료되면 크랭크 축과 캠축은 각각 1회전으로 동작한다.
디젤 전기동차
디젤 전기 전송 시스템은 발전기에 연결된 디젤 기관, 전력 전기 견인 전동기를 만드는 전기를 포함한다. 어떤 클러치가 필요없다.
디젤 엔진
2행정 기관은 각 피스톤이 아래-위 의 순으로 한 사이클을 완료한다. 하강행정에서 실린더가 열리면서 배기 가스를 내보내는 동시에 신선한 공기를 흡입한다. 이 과정에서 슈퍼차저와 터보차저를 통해 공기를 순식간에 빨아내고, 동시에 연소된 가스는 배기 밸브를 통해 순식간에 빠져나간다. 상승행정은 압축행정으로 한 번만 일어난다. 4행정 기관보다 한 사이클당 폭발행정이 2배이므로 크기가 작고 큰 힘이 필요한 기계에 사용한다.
오일버너
연료는 분사노즐이 연소실 내로 분사한다. 노즐은 일반적으로 고압 기름으로 제공된다. 기름 덩어리 침식 및 차단 문제 때문에 그들은 일반적으로 매년 자주 교체해야 한다.
터보차저
최초는 항공기 엔진을 위해 만들어진 기술이었지만, 이제는 주로 자동차 엔진에 이용된다. 디젤 엔진에 장착하는 터보차저는 비교적 구조와 설계가 간단해 최근 양산되는 디젤 자동차들은 대부분 터보차저를 장착하고 있다. 최근 세계적으로 우수한 연비를 내는 자동차에 대한 요구가 늘면서 배기량을 줄이는 다운사이징이 유행하기 때문에 최근들어 가솔린 차량에도 사용빈도가 늘고 있다.
디젤 엔진
디젤 내연 기관은 연료를 점화하기 위해 고도로 압축된 고온의 공기를 이용하며, 스파크 플러그 (압축 착화보다는 불꽃 점화)를 사용하는 가솔린의 점화 사이클과는 다르다.
디젤 엔진
4행정 기관은 각 피스톤이 아래-위-아래-위 의 순으로 한 사이클을 완료한다. 첫 번째의 하강행정에서 공기를 실린더로 흡입하고, 상승행정에서 공기를 압축한다. 두 번째의 하강행정에서 연료를 분사하여 폭발 시킨 후, 상승행정에서 연소된 배기 가스를 밖으로 내보낸다.
스털링 기관
2. 작동 유체는 고온부로 이동하면서 가열되에 시스템 내의 전체 압력이 상승한다. 상승된 압력은 동력(파워) 피스톤을 상승시키며 시스템 내의 동력을 발생시키고, 이 동력은 피스톤 로드를 통해 회전하는 크랭크 축에 저장된다.
내연기관
회전형 기관은 유동형 기관이라고 한다. 연료의 폭발압력에 의해 모터를 직접 회전하여 동력을 얻는 방식이다. 반켈 엔진이 대표적이며 가스터빈 중 터보샤프트와 터보프롭도 여기에 해당된다.
한국철도공사 7600호대 디젤 기관차
이전의 특대형 디젤 기관차는 엔진-발전기를 통해 나온 전기를 6개의 직류 직권전동기에 물리고 이것을 직렬-병렬의 조합을 바꾸는 방식으로 속도를 제어하였다. 그러나 이 차량은 효율이 좋은 교류 농형 3상 유도전동기를 사용하기 위해 VVVF 인버터를 채용해, 발전된 전기를 VVVF 인버터를 통해 3상 교류로 변환하여 유도전동기를 구동시킨다. PowerHaul 모델은 이전 동급 모델에 비해 약 9%의 연료절감 효과가 있으며, 발전제동의 효율이 증가해 제동 성능 또한 증대되었다.
자동차
동력전달 장치는 자동차 엔진에서 발생된 동력을 바퀴로 전달하는 장치이다. 또한 엔진의 출력 특성을 자동차가 요구하는 구동력 특성에 맞추는 역할도 담당한다. 동력전달 장치는 엔진의 구동력을 끊거나 이어주는 클러치, 속도에 맞게 엔진 동력을 선택하는 변속기 및 차축을 포함해서 엔진과 차바퀴를 연결하는 모든 관련 부품을 가리킨다.
디젤 엔진
이러한 방식은 전자적으로 분사 펌프를 조절하게 되면서 성능향상을 꾀하게 된다. 분사 압력은 여전히 300바에 머물렀지만 분사 타이밍, 연료양, 배기 가스 재순환 등 모든 것이 전자적으로 제어하게 된다. 성능 향상에 따라 이 방식은 경제적이면서도 힘이 좋아져 당시의 간접 분사 방식보다 우수하였고 시장에서 인정받아 시장의 주류로 자리잡는다.
스로틀
엔진의 힘은 좁은 주입구의 기체(예를 들어 스로틀을 사용함으로써)를 통해 증가되거나 감소할 수 있지만, 보통 감소되지는 않는다. 스로틀이라는 용어는 엔진의 힘이나 속도가 규제되는 구조라는 의미로 비공식적으로 잘못 지칭하는 경우가 있다. 항공 분야에서 말하는 스로틀은 더 정확하게는 추력 레버(thrust lever)라고 하며, 특히 제트 엔진이 항공기에 힘을 실어준다. 증기 기관의 경우 엔진의 속도/힘을 설정하는 증기 밸브는 레귤레이터(regulator)라고 한다.
기화기
기화기(氣化器) 또는 카뷰레터()는 내연 기관이 연소를 위해 일정한 비율로 공기과 연료를 배합할 수 있게 하는 장치이다. 북아메리카에서는 carb로, 오스트레일리아에서는 carby로 줄여 말하기도 한다.
일본국유철도 DD51형 디젤 기관차
중련 운행을 위한 중련 총괄 제어장치를 탑재한 구분이며, 중련형으로 불린다. 게다가 제동 제어 방식으로 아래와 같이 구분된다. 일부를 제외하고 증기 발생 장치를 탑재했지만 현재는 사용하고 있지 않다.
석유
제트엔진은 연소가스의 운동 에너지를 압축기의 회전력으로 바꾸고, 다시 그 일부를 고속으로 분사시켜서 이를 추진력으로 한다. 그러므로 제트 연료로서는 연료 탱크로부터 연소실에 보내기가 쉽고, 연소가 안정되어야 한다. 일반적으로는 주로 가솔린 유분과 등유 유분을 정제해서 사용한다. 제트엔진은 공기와 연료의 비율이 100：55∼120인데, 가속·감속할 때에는 20∼600으로 크게 변동한다. 그러므로 화염의 안정성이 낮으며 불꽃을 튀기는 현상이 일어나기 쉽다. 일반적으로 등유는 가솔린보다도 공기에 대한 연료비가 큰 동안에는 안정성이 좋으나 그 비율이 작은 때에는 안개 모양으로 잘 분사하지 않는 성질이 있다. 그러므로 적당한 유분을 혼합한 것이 사용된다. 한편, 마하 2 이상의 초음속 제트항공기는 연료 탱크도 고온으로 되며, 마하 2에서는 120℃, 마하 3에서는 200℃ 이상으로 뜨거워진다. 그러므로 연료도 열안정성이 좋고 증기압이 낮아야 하며, 비등점도 200℃ 이상이어야 사용할 수가 있다. 그리고 이러한 제트엔진은 특히 파이프 등의 기관의 산화가 심해서 첨가제 등에도 특별한 주의를 해야 한다.
LPI 시스템
LPI 시스템(Liquid Propane Injection System)은 LPG 차량에 사용되는 엔진 시스템이다. 이것은 LPG 연료를 고압의 액상으로 유지하면서 엔진의 흡입구에 있는 인젝터를 이용하여 각 실린더로 분사해주는 장치이다. 이는 기존의 LPG 엔진에서 한단계 진화한 것이다.
입환용 기관차
입환(入換)은 주요한 역이나 조차장 등지에서 철도 차량을 이동시키거나 열차를 연결하고 분리하는 작업 일체를 지칭하는데, 이러한 과정에 사용하는 기관차가 입환용 기관차이다. 일부 입환용 기관차는 지선을 운행하기도 한다. 대개의 입환기는 상대적으로 출력이 낮으며, 무거운 차량을 빨리 끌 수 있도록 견인력이 높다. 최고 속도를 낮추는 대신 토크를 높이는 쪽으로 기어비가 조정되어 있다. 대한민국에는 9100호대 디젤 기관차 등이 있었으며, 현재 사용되는 것은 4400호대 디젤 기관차이다.
새마을형 디젤 액압 동차
제동장치는 독일 Knorr 사의 Kbr XI 전기지령식 공기제동 장치와 예비용 자동공기제동 장치를 갖추고 있으나, 대차는 차량 제작사마다 달라 상호 간의 부품 혼용이 불가능하며 자세한 설명은 아래와 같다.