KAWASAKI 310 ENGINE NEW PISTON STORY

코리아서커스 가와사키 제트스키 스토리 URTRA 310 시리즈

Q, 피스톤이란 무엇인가?

A, 엔진의 동력을 만드는 기본적인 파츠 연료가 폭발해서

발생하는 에너지를 이용하여 동력으로 전환시킨다.

Q, 어떤 작동을 하는가?

A, 피스톤은 실린더의 가운데에서 상하의 움짐임을 반복한다.

이 움직임이 컨넥팅로드를 통하여 크랭크샤프트로 전달된다.

그래서 크랭크샤프트가 상하 움직임을 회전운동으로 변환한다.

4사이클 엔진의 피스톤의 움직임

흡입 ▷ 압축 ▷ 폭발 ▷ 배기

*INTAKE(흡입)

크랭크의 회전운동에 의해서 피스톤이 내려간다. 동시에 흡기밸브가 열리고, 혼합기(공기와 가솔린)이 실린더 내부로 보내진다.

그리고 피스톤이 최하단부(하사점)에 오면 흡입밸브가 닫힌다.

*COMPRESSION(압축)

피스톤이 상승하면, 혼합기를 압축시킨다. 피스톤이 최상부(상사점) 까지 올라가면, 혼합기는 최고로 압축되며,

여기서 스파크플러그가 점화되어 혼합기가 폭발한다.

*COMBUSTION(폭발)

압축된 상태에서 점화되면, 혼합기는 한번에 발화한다. 이 폭발력이 피스톤을 강렬하게 밀어내린다.

동시에 배기밸브가 조금씩 열려져 간다. 피스톤이 내려갈때 까지 흡기밸브는 닫혀진 상태.

*EXHAUST(배기)

피스톤이 하사점까지 내려가면, 실린더 내부는 폭발가스(배기가스) 가득찬다. 다시 피스톤이 올라가면 배기밸브가 열린다.

배기가스는 이순간 배기관을 경유해 머플러로 배출된다.

Q, 피스톤은 무엇으로 만들어졌나?

A, 대부분의 피스톤이 '알미늄합금'으로 만들어져 있다.

피스톤은 엔진파츠 중에 서도 가장 운동량이 많다. 여기에 극도의 압력과 온도가 변화하는 과도한 조건속에서 사용되어,

열을 곧바로 날려보내는 능력에도 뛰어나지 않으면 안된다.

피스톤의 소재로 요구되는 것은 , [경량] [고강성] [고열강도] [고내마모] [고열전도] 이상 5가지.

이런 조건을 충족시켜, 가격과 생산성에도 우수한 소재가 알미늄 합금이다.

Q, 구조는 어떻게 되어있는가?

A, 피스톤은 중공의 알미늄 물체.

측면에는 [피스톤링]라고 불려지는 금속제의 링을 꽂을수 있도록 3열의 홈이 있다.

피스톤 상단부

탑부분의 형상은 완전 평면이 되지않으면 안된다.

높은 압축을 만들고, 크게 모아서 올리거나, 옆으로 압축을 보내기 위해서 안쪽으로 들어간 모양도 있다.

여기서 자연흡기 엔진과 과급기 엔진의 피스톤은 나눠진다. 전자가 자연흡기, 후자가 과급기 사양인 경우가 많다.

피스톤 제조방법

생산성과 가격을 중시하여 양산품의 경우에는 주조 방법으로 만드는게 일반적이다.

다만 레이싱엔진과 튜닝엔진에는 연소상황에 내구성과 고강도가 필요하므로 단조 피스톤이 사용된다.

(사진은 야마하 SVHO 주조 피스톤)

피스톤 탑

피스톤 머리부분. 폭발행위를 직접받아 열을 순간적으로 실린더로 전파시킨다.

탑링 라인

피스톤 링이 장착되는 가상 위쪽 홈

세컨링 라인

피스톤 링이 장착되는 가운데 홈

오일링 라인

오일 링이 장착되는 홈

피스톤 핀 홀

이 홀에 피스톤핀이 삽입되어 컨넥팅 로드와 고정된다

탑 랜드

피스톤 탑에서 탑 링 사이의 부분. 여기를 두껍게 할수록 피스톤의 강도가 강해진다.

세컨 랜드

탑 링과 세컨 링 사이의 간격

서드 랜드

세컨링과 오일링 사이의 간격

스커트

피스톤의 기초가 되는 부분. 피스톤이 실린더 안에서 기울어짐을 방지한다.

Q, 피스톤링 이란 무엇인가?

A, 피스톤이 실린더 안에서 효율적인 작동과, 엔진성능과 내구성을 향상 시키기 위하여 존재한다.

피스톤링 의 사양

*두께가 mm단위의 금속제 링으로, 한 부분이 잘라진[C]의 형상으로 되어 있다.

*자체의 장력(바깥으로 밀어내는힘)으로 실린더와 밀착되어, 실린더 내부의 기밀성을 높힌다.

*링은 위에서 부터 " 탑링" , "세컨더 링" , "오일 링" 으로 불려진다.

*각각의 링은 다른 역할을 하며, 기밀성을 만들어 낸다.

피스톤 링의 역할

1) 연소가스와 불연소가스 가스의 누출을 방지

연료가 폭발시 발생하는 가스와 불연 혼합기와, 가솔린이 피스톤과 실린더 사이에서 밑으로 내려가지 않도록 밀폐시킨다.

탑 링과 세컨 링의 역할이다.

2) 유량을 콘트롤 한다.

정제된 윤활오일이 연소실 (피스톤 탑 과 실린더 천정안의 공간)에 들어가지 않도록 실린더 표면의 윤활을 조절한다.

세컨링과 오일 링의 역할이다.

3) 열전달 기능

연료의 폭발에 의한 피스톤 탑의 온도는 약 300~400˚C 까지 올라간다. 이 열을 실린더로 보내고, 피스톤을 냉각 시킨다.

탑 링의 역할이다.

4) 피스톤 의 자세유지

피스톤이 기울어지지 않도록 하며, 부드럽게 상하 움직임을 하도록 보조한다.