역류 실린더 헤드

Reverse-flow cylinder head

엔진 기술에서 역류 또는 비교차 실린더 헤드는 엔진의 같은 쪽에 있는 흡기 및 배기 포트를 위치시키는 헤드다.가스는 실린더 헤드로 들어간 다음 헤드를 빠져나오기 위해 방향을 바꾼다고 생각할 수 있다.이는 크로스플로 실린더 헤드 설계와 대조적이다.

이점

역류 실린더 헤드의 가장 큰 장점은 흡입구 전하와 배출되는 배기 가스가 모두 연소실에서 같은 방향으로 소용돌이치는 경향을 일으킨다는 것이다.교차 흐름 헤드에서 흡입구와 배기 가스는 서로 반대 방향으로 스월(swirl)을 촉진하여 겹치는 동안 스월(swirl)이 방향을 바꾸도록 한다.겹치는 동안 일정한 소용돌이는 역류 실린더 헤드를 초래하여 더 잘 섞이고 따라서 최종 가스를 더 잘 청소하도록 촉진한다.배기구를 배출하기 전에 흡입구 전하가 방향을 바꾸어야 한다는 사실은 신선한 혼합물이 중첩 중에 혼합하기 전에 배기가스를 배출할 가능성을 감소시킨다.전반적으로 이것은 체적 효율을 향상시키고 배출량을 감소시킨다.

그러나 카뷰레터 엔진의 경우, 분무 상태가 좋지 않은 연료는 낮은 rpm에서 효율과 출력을 감소시킨다(rpm이 클수록 공기 속도가 클수록 혼합물이 정지 상태를 유지한다).역류 실린더 헤드의 흡기 매니폴드는 열 라이저에 의해 배기에 연결될 수 있으며, 그 결과 낮은 rpm 응답과 배기 가스를 개선할 수 있다.

흡기 및 배기 매니폴드를 하나의 유닛으로 주조함으로써 생산 엔진에서 비용을 절감할 수 있다.이는 또한 다지관 난방 및 기타 관련 장치의 필요성을 제거하여 입구로 열을 더 전달한다.이러한 엔진은 전체적으로 단순하고 냉간 시동도 개선되었다.

단점들

역류 설계는 일반적으로 두 가지 이유로 궁극적인 엔지니어링 잠재력 측면에서 교차 흐름 설계보다 열등한 것으로 간주된다.첫째, 머리 한쪽에 입구와 배기구를 일렬로 배열할 경우 공간이 제한되어 있어 교차 흐름 헤드에 비해 포트 면적이 줄어든다.이는 주로 공기 흐름을 제한함으로써 높은 rpm에서의 전력 공급에 영향을 미친다.둘째, 흡기 매니폴드와 배기 매니폴드는 모두 엔진의 같은 측면에 있고 근접하기 때문에 흡기 매니폴드와 카뷰레터(해당되는 경우)는 배기구에 의해 가열된다.이 가열은 흡입구 전하 밀도를 감소시켜 엔진의 체적 효율을 감소시킨다.스파크 점화 가솔린 엔진에서 열은 또한 사전 점화 또는 폭발 가능성을 증가시켜 허용 가능한 압축비를 제한하여 동력과 효율을 모두 감소시킨다.

해결 방법

엔지니어링 부서에서는 흡기 포트를 배기 장치보다 높은 레벨에 배치하여 포트를 비틀어 놓는 것과 같은 첫 번째 문제에 대한 많은 해결책을 찾아냈다.이렇게 하면 플랜지와 고정 장치를 위한 충분한 공간을 남겨두면서 더 큰 포트를 사용할 수 있다.이것은 배기 포트의 회전 반경이 더 촘촘하다는 문제를 야기한다.이 문제는 큰 항구에 의해 다소 상쇄된다.BMC A-Series 및 Holden 6기통 엔진에서 사용되는 또 다른 인기 솔루션으로는 시엠제 포트(Siamesed port가 있다.이 구성에서 하나의 큰 포트가 인접한 실린더 2개를 공급한다.면적의 이득은 인접 포트 2개 사이의 자재를 효과적으로 제거함으로써 얻어진다.이 용액은 충전 강탈을 장려하는데, 한 실린더가 포트에서 충전물을 "로브"하여 다음 실린더의 혼합물이 적게 남는다.이는 포트를 공유하는 2개의 실린더가 사격 순서에 있어 균등하게 간격을 두지 않기 때문에 발생한다.예를 들어, 1-3-4-2 발포 순서가 있는 레이랜드 미니는 1인치와 2인치, 3인치와 4인치가 시음된다.먼저 숫자 3이 혼합물을 포트에서 빨아들이고, 그러면 숫자 4가 덜 남는다.1번과 2번이 다시 포트를 빨아들이는 동안, 1번과 4번 실린더는 항상 혼합물로 채워지고 그 과정이 반복되면서, 1번과 4번 실린더는 항상 혼합물이 부족하다.또한 샴 포트는 불규칙한 펄스로 인해 음향 및 관성 램 공기 튜닝의 효과가 떨어질 수 있다.더 큰 포트는 더 높은 rpm에서만 필요하며, 작은 포트는 낮은 rpm에서 공기 속도를 향상시키는 것이 바람직하다는 점을 명심해야 한다.충전재 강탈과 낮은 공기 속도 때문에, 대형 차음 포트는 높은 rpm 경주 모터에 더 적합하다.

열 문제는 높이에 있어 포트를 비틀고 배기 헤더에 열 방지 랩과 코팅이 있어 무시할 수 있는 문제가 될 정도로 열 문제를 최소화할 수 있다.열은 또한 장점으로 사용될 수 있다.

강제유도

강제 유도를 사용할 경우 엔진이 자연 흡기될 때만큼 큰 포트 흐름은 중요하지 않다.이것은 역류 헤드의 일반적으로 열등한 흐름이 불리하지 않다는 것을 의미한다.터보차지 충전 초기에는 역류 헤드를 통해 터보차저의 컴프레서 출구가 블로 스루 또는 드루 스루 카뷰레터를 통해 흡기 매니폴드로 직접 블로우할 수 있었고 인터쿨러는 없었다.이를 통해 터보 지연을 줄이고 유량 제한을 낮춘 흡기 배관을 단축할 수 있었다.인터쿨러와 연료 분사를 활용하는 현대식 터보차지 구성은 역류 헤드까지 플럼핑하기가 더 어렵고, 터보차지가 엔진의 배기 측에 있는 크로스 플로우 헤드에 이상적으로 적합하며, 충전은 엔진 앞쪽의 인터쿨러를 통과하여 반대편의 흡기 매니폴드로 들어간다.

사용 요약

역류 헤드는 낮은 rpm 성능과 제조 용이성 때문에 생산용 카뷰레터 엔진에 이상적으로 적합했다.설계는 (특히 샴) 포팅 및 배기 헤더로부터 흡기 매니폴드를 격리하여 고성능을 위해 수정할 수 있다.이 구성은 또한 카뷰레터 비간냉식 터보차지에도 완벽하다.그러나 연료 분사 및 전자 점화 등장으로 인해 현대식 엔진에서 역류 헤드의 장점이 대부분 중복되었고 그 결과 디자인은 인기를 잃었다.리랜드 미니, 크라이슬러 슬랜트-6, 홀든, 포드 인라인6 등 팬들 사이에서는 역류 헤드가 여전히 인기를 누리고 있다.실제로 일부 호주 포드 매니아들은 250개의 2V 역류 헤드가 혼다가 설계한[citation needed] 교차 흐름 헤드보다 우수하다고 생각한다.

메모들

참조

외부 링크