흡배기

흡배기 (영어: Intake and Exhaust)는 내연기관의 작동 과정에서 실린더 내부로 공기 또는 혼합기를 빨아들이고(흡입), 연소 후 발생한 배기가스를 외부로 내보내는(배기) 일련의 과정을 의미한다. 흡배기는 내연기관의 효율과 성능에 직접적인 영향을 미치는 중요한 요소이다.

흡기 과정

흡기 과정은 피스톤이 하강하면서 실린더 내부의 압력이 낮아질 때 흡기 밸브가 열려 공기 또는 연료와 공기의 혼합기가 실린더 내부로 유입되는 단계이다. 흡기 과정의 효율을 높이기 위해 흡기 밸브의 개폐 시기, 흡기 통로의 형상 등을 최적화하는 기술이 사용된다.

배기 과정

배기 과정은 연소 후 발생한 고온, 고압의 배기가스를 실린더 외부로 배출하는 단계이다. 피스톤이 상승하면서 배기 밸브가 열려 배기가스가 배기 매니폴드, 촉매 변환기, 소음기를 거쳐 대기 중으로 배출된다. 배기 과정의 효율을 높이기 위해 배기 밸브의 개폐 시기, 배기 통로의 형상 등을 최적화하는 기술이 사용되며, 배기가스 재순환(EGR) 시스템과 같은 기술을 통해 배출되는 유해 물질의 양을 줄이기도 한다.

흡배기 시스템 구성 요소

흡배기 시스템은 다음과 같은 주요 구성 요소로 이루어져 있다.

• 흡기 매니폴드 (Intake Manifold): 공기 또는 혼합기를 각 실린더로 균등하게 분배하는 역할을 한다.
• 흡기 밸브 (Intake Valve): 흡기 과정을 제어하는 밸브이다.
• 배기 매니폴드 (Exhaust Manifold): 각 실린더에서 배출되는 배기가스를 모아 배기 시스템으로 전달하는 역할을 한다.
• 배기 밸브 (Exhaust Valve): 배기 과정을 제어하는 밸브이다.
• 촉매 변환기 (Catalytic Converter): 배기가스 중의 유해 물질을 정화하는 장치이다.
• 소음기 (Muffler): 배기가스 배출 시 발생하는 소음을 줄이는 장치이다.

흡배기 시스템 기술

흡배기 시스템의 효율을 높이기 위해 다양한 기술이 적용되고 있다.

• 가변 밸브 타이밍 (Variable Valve Timing, VVT): 엔진 회전 속도 및 부하 조건에 따라 흡배기 밸브의 개폐 시기를 조절하여 엔진의 효율과 성능을 향상시키는 기술이다.
• 가변 흡기 매니폴드 (Variable Intake Manifold, VIM): 엔진 회전 속도에 따라 흡기 통로의 길이를 조절하여 엔진의 효율과 성능을 향상시키는 기술이다.
• 터보차저 (Turbocharger) 및 슈퍼차저 (Supercharger): 배기가스 또는 엔진의 동력을 이용하여 공기를 압축하여 실린더 내부로 더 많은 공기를 공급함으로써 엔진의 출력을 향상시키는 기술이다.

관련 용어

• 밸브 오버랩 (Valve Overlap): 흡기 밸브와 배기 밸브가 동시에 열리는 기간을 의미한다.
• 흡기 효율 (Volumetric Efficiency): 실린더 내부로 실제로 유입되는 공기의 양과 이론적으로 유입될 수 있는 공기의 양의 비율을 나타낸다.