대향 피스톤 엔진

대향 피스톤 엔진 (Opposed-piston engine)은 실린더 내에서 서로 마주보고 움직이는 두 개의 피스톤을 사용하여 연소 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 내연 기관의 한 형태이다. 일반적인 엔진과 달리 실린더 헤드가 없으며, 각 피스톤이 크랭크축에 연결되어 피스톤의 왕복 운동을 회전 운동으로 변환한다.

작동 원리:

대향 피스톤 엔진은 각 실린더에 두 개의 피스톤이 존재하며, 이 피스톤들은 실린더의 양 끝에서 서로를 향해 움직인다. 연소는 두 피스톤 사이의 공간에서 발생하며, 폭발력은 두 피스톤을 밀어내어 각 피스톤에 연결된 크랭크축을 회전시킨다. 일반적인 엔진의 흡기 및 배기 밸브 대신, 피스톤의 움직임 자체를 통해 흡기 및 배기 포트를 개폐하는 경우가 많다 (소위 2행정 방식). 4행정 대향 피스톤 엔진도 존재하지만, 상대적으로 2행정 방식이 더 흔하다.

특징:

• 높은 열효율: 실린더 헤드가 없어 열 손실이 적고, 높은 압축비를 구현하기 용이하여 열효율이 높다.
• 컴팩트한 설계: 실린더 헤드가 필요 없고, 엔진 길이가 짧아 전체적인 엔진 크기를 줄일 수 있다.
• 높은 출력 대 중량비: 엔진 무게 대비 높은 출력을 낼 수 있다.
• 구조적 복잡성: 두 개의 피스톤과 크랭크축을 연결하는 메커니즘이 복잡할 수 있다.
• 배기가스 문제: 2행정 엔진의 경우, 윤활유가 연소되어 배기가스 배출량이 많을 수 있다 (최근 기술 발전으로 많이 개선됨).

활용 분야:

대향 피스톤 엔진은 과거 항공기 엔진, 선박 엔진, 탱크 엔진 등에 사용되었으며, 최근에는 연비 개선 및 배기가스 저감 기술 발전에 힘입어 자동차 엔진, 발전기 등 다양한 분야에서 다시 주목받고 있다. 특히 디젤 엔진 형태로 개발되어 높은 토크와 연비를 필요로 하는 상용차나 군용 차량에 적용되는 사례가 늘고 있다.