엔진의 구조와 디자인

엔진의 구조와 디자인

내용 참조 : https://cgworld.jp/regular/201909-colobito10-engine.html

 

<1> 엔진의 종류와 성립

오토바이나 발전기 등 엔진이 밖에서 보이는 모델을 만들 때 실제로 있는 제품을 그대로 모델링하는 것이 아니라 디자인에서 생각해야 할 때도 있을까 생각합니다. 그 때, 엔진의 구조를 모르고 멋대로 모은 이미지 등을 바탕으로 어쩐지 모델링하면, 괴장하고 이상한 모델이 되어 버릴지도 모릅니다.

 

 

 

우리 주변에는 다양한 엔진이 있습니다.

지금 「엔진」이라고 듣고 떠오르는 것은, 자동차나 오토바이, 비행기등의 탈것의 엔진이 많을 것입니다. 「엔진」을 사전으로 조사하면 「역학적 에너지를 지속적으로 발생시키는 장치.내연 기관과 외연 기관이 있다.자동차의 가솔린 ​​기관 등.발동기.원동기」라고 있습니다. 라는 것은 수증기로 터빈을 돌려 발전하는 화력 발전소도, 공사 현장 등에서 사용되고 있는 가솔린으로 발전하는 발전기도 엔진이라고 하는 것이군요.

 

 

 

엔진이라는 아이디어가 처음 형태가 된 것은 어떤 목적에서였을까요?

낡은 것으로 떠오르는 것은, 증기 기관차나 방적기등입니까. 실제로는 호이헨스라는 네덜란드 물리학자가 베르사유 궁전의 식목과 분수의 물 등을 세느강에서 끌어올리기 위해 고안한 것이라고 합니다.

 

 

 

실린더 하단 C에 화약을 놓고 점화하면 피스톤 D가 실린더 내부를 B에서 A로 올라갑니다. 그 후 대기압에 의해 피스톤 D가 B까지 내려갈 때, 그 힘으로 하중 g를 올릴 수 있습니다. 이것을 반복해서 하중 g=물을 위로 펌핑하려고 생각했다고 합니다.

 

다만, 이것은 실현되지 않았습니다.

대신에 14륜의 수차를 이용해 세느강에서 언덕으로 물을 올려 거기에서 수도교를 지나 베르사유 궁전까지 물을 끌어들였다고 합니다.

 

 

 

엔진을 처음 고안한 인물이라고 하면 레오나르도 다빈치입니다만, 그도 1509년에 화약을 사용한 엔진의 아이디어를 스케치에 남기고 있었습니다. 다만, 다빈치는 왼손잡이로, 문자를 거울에 비춘 것처럼 좌우 반전해 쓰는데, 언어도 이탈리아어와 라틴어가 섞여, 다빈치 오리지날의 단어도 사용되고 있었기 때문에, 이 스케치가 엔진을 그린 것이라고 판명된 것은 1972년의 일이었다고 합니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<2> 레시프로 엔진

엔진은 그 구조나 연료에 따라 여러 종류로 분류되지만, 그 중에서 피스톤의 왕복 운동을 회전 운동으로 바꾸어 동력을 얻는 엔진을 「레시프로 엔진」 이라고 합니다. 레시프로 엔진은 크게 「2 스트로크(사이클) 엔진」 과 「4 스트로크(사이클) 엔진」 의 2 종류로 분류됩니다.

 

명칭이 길기 때문에 「투스트」 「포스트」라고 말하기도 합니다. 우선, 「4 스트로크(사이클) 엔진」의 구조에서 보자.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

●「4스트로크(사이클) 엔진」의 구조

「흡입」 「압축」 「폭발」 「배기」의 4 공정을 반복합니다. 크랭크 샤프트는 4단계로 2회전합니다.

 

 

 

 

 

 

●「2스트로크(사이클) 엔진」의 구조

1. 흡입구에서 공기와 연료를 가져와 압축

2. 점화, 폭발, 팽창하면서 소기 라고 하는 2개의 공정을 반복합니다. 2단계에서 크랭크축은 1회전합니다.

4 스트와 비교하면 밸브가 필요 없기 때문에, 소형으로 심플한 구조로 되어 있습니다.

 

1970년경까지는 경자동차나 오토바이에서 이 2개가 많이 사용되고 있었습니다만, 배기가스 규제의 문제로 현재는 거의 보지 않게 되었습니다.

 

 

 

 

 

<3> 냉각 방법에 의한 엔진 차이

오토바이 엔진의 냉각 시스템에는 "수냉식"과 "공냉식"의 두 가지 유형이 있습니다.

여러분이 사용하고 있는 PC와 같습니다. 공기 냉각 엔진은 바람을 받으면 엔진을 냉각합니다. 따라서 엔진 주위에는 냉각 핀이 즐겁게 붙어 있습니다. 이것도 PC의 CPU 위에 붙어 있는 히트 싱크와 같습니다.

 

하나의 수냉식 엔진은 물을 순환시켜 엔진을 식힙니다. 그러므로 엔진의 바깥쪽은 간단하고 느슨합니다. 이 순환수를 식히려면 라디에이터가 필요합니다. 엔진과 라디에이터는 2개의 튜브로 엔진과 연결되어 있습니다.

 

일부는 수냉식에도 불구하고 냉각 핀이있는 모델도 있습니다. 이것은, 냉각핀이 있는 쪽이 엔진답게 멋지기 때문에, 라고 하는 이유인 것 같습니다.

 

 

 

 

내가 갖고 있는 최고의 (?) 바이크, 몬디알 힙스터 훗~

 

 

 

 

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<4> 오토바이를 디자인할 때 필요한 요소란?

오토바이를 스스로 어느 정도 디자인할 필요가 있다면 어떤 것을 결정해야 할까요? 필자가 모델링을 하는 경우는, 다음을 결정하면서 모델링을 진행해 갑니다.

 

 

 

① 오토바이 타입

오토바이에는 네이키드, 아메리칸, 투어러 등 다양한 타입이 있으며, 타입에 따라 시트 포지션에서 타이어, 카울의 유무 등 외형이 완전히 다릅니다. 슈퍼 스포츠 타입에서는 카울의 디자인이 중요해집니다. 어떤 장면에서 사용하는 오토바이인지, 타고 있는 캐릭터의 성격 등을 디렉터에게 확인하고 결정합니다.

 

② 2스트 또는 4스트 또는

2스트와 4스트는 형상뿐만 아니라 소리가 다를 수 있습니다. 연출 의도 등을 확인할 수 있으면 결정하기 쉽습니다. 어쩌면 이유가 없다면 4 파업에 좋다고 생각합니다.

 

 

③공냉 엔진인지 수냉 엔진인지

시대 배경이나 디자인 등을 포함하여 결정합니다. 공냉이 부품 수가 적고 깨끗이 한 인상이됩니다. 수냉은 부품이 많이 덩어리감이 나옵니다.

 

 

④ 몇 기통인지

엔진의 실린더 수를 「기통」이라고 합니다. 실린더가 1개라면 단기통, 2개라면 2기통, 같은 상태입니다. 실린더가 몇 개 들어있는지 바깥에서 모르기 때문에 아무래도 좋은가라고 생각할지도 모릅니다만 상당히 중요한 포인트라고 생각합니다. 실린더 수에 따라 엔진의 크기도 달라지지만 배치에 따라 외형도 상당히 달라집니다.

 

 

V형 엔진 멋지네요. 크기와 배치 이외에 실린더 수에 따라 달라지는 것이 엔진에서 머플러로 뻗어있는 파이프 (배기 파이프)의 수입니다. 단기통의 경우 2개의 것도 있습니다만, 그 이외는 실린더의 수와 같기 때문에 외형에도 중요합니다.

 

CG 디자이너도 기능으로부터 디자인을 생각해 가면, 사진만을 바탕으로 모델링을 진행해 가는 것보다 효율적으로 설득력이 있는 모델을 만들 수 있습니다.