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최근 수정 시각 : 2024-11-16 18:21:03

엔진

1. 개요2. 상세
2.1. 어원2.2. 모터와의 차이2.3. 엔진의 분류
2.3.1. 열기관의 작동방식에 따른 분류2.3.2. 열기관의 사용연료에 따른 분류2.3.3. 일반적인 왕복 내연기관 엔진의 구성요소
2.4. 제조사
2.4.1. 한국2.4.2. 미국2.4.3. 러시아2.4.4. 유럽2.4.5. 일본2.4.6. 중국
2.5. 원리2.6. 관련 문서
3. 기관차4. 소방차5. 소프트웨어6. 후지 테레비의 드라마 엔진7. 아이돌 마스터 신데렐라 걸즈의 유닛 炎陣8. ENHYPEN의 팬덤명 ENGENE9. BMSEngine10. 염신의 현지화명11. 벚꽃사중주의 등장인물 히이즈미 엔진12. 원신의 용어 엔진

1. 개요

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Engine /

엔진, 화학, 전기 등의 에너지기계적인 로 변환하는 장치를 말한다. 한국어로는 기관 또는 원동기라고 한다.

2. 상세

가장 흔한 엔진은 열기관으로, 이는 내연기관외연기관으로 나뉜다. 이는 열원(대개 불타는 연료)이 동력 생성부의 내부에 있는지, 외부에 있는지에 따른 구분이다.

내연기관이라 하면 자동차 등에 널리 사용되는 왕복엔진이 대표적이지만, 로켓제트엔진 역시 내연기관의 일종이다. 엔진 내에서 연료를 연소하기 때문.

외연기관의 대표주자는 산업 혁명의 원동력이었던 증기 기관이다. 증기 기관이라 하면 20세기 초에 멸종된 것으로 생각하기 쉽지만, 이는 고전적인 석탄 보일러 증기 기관에 한정되는 이야기이며 오늘날에도 증기 기관은 널리 이용된다.[1] 보일러열교환기가 장착된 기관은 전부 증기 기관이다. 화력 발전소에 가보면 거대한 증기기관들을 볼 수 있다.

이 부분에서 “발전기도 엔진인가?”라는 의문이 들 수 있다. 화력발전에 사용되는 외연기관은 발전기에 연결되어 있지만 그 자체가 발전기인 것은 아니다. 외연기관을 작동시켜, 그 동력으로 발전기를 돌리는 것이다.[2] 즉 연료(석탄 등)를 연소해 잠재된 화학 에너지를 열에너지로 바꾸고, 그 열에너지로 외연기관에서 일을 일으켜, 그 일로 발전기를 작동시켜 전기를 만들어내는 것이다. 수력 발전에선 낙하하는 물의 힘으로, 풍력 발전에선 바람의 힘으로 발전기를 돌리지만, 화력 발전에선 연료를 태워 외연기관을 작동시키고, 그 외연기관이 생성하는 동력으로 발전기를 돌린다.[3] 에너지를 에너지로 전환(?)하는 것이라 이게 무슨 뻘짓인가 싶지만,[4] 집집마다 석탄이나 디젤유를 공급해 자가발전시키는 것보다 발전소에서 전기를 만들어 공급하는 쪽이 여러 모로 유리하기 때문에 모든 나라가 이렇게 한다.

원자로 역시 열원으로 사용할 수 있다. 연료를 태워 만드는 열인 연소열이 아니라 동위원소(방사성 물질)의 붕괴 시 나오는 열로 물을 끓여 증기를 만든다는 점만 다르다. 끓인 물로 증기를 만들어 터빈을 돌리는 방식으로, 터빈에 프로펠러를 연결해 선박(원자력 잠수함이나 항공모함)을 추진하기도 하고 발전기를 돌리기도 한다. 작동 원리는 외연기관과 비슷하지만 연소가 일어나지 않으니 외연기관은 아닌 셈이다.

스털링 기관도 외연기관이다. 츨력이 낮지만 엔진 내 물질(기체 등)을 외부에서 유입하거나 물질을 외부로 배출할 필요가 없는 닫힌 시스템 구조를 갖고 있어 특정한 목적으로는 유용하다. 예를 들어 우주선.

전동기 역시 엔진의 일종이다. 전동기는 열 기관이 아니란 점에서 위에 나온 엔진들과 차별화된다.
이런 넓은 의미로 보면 생명체의 근육도 엔진이다. 아데노신3인산이란 물질을 에너지원으로 삼아 액틴-마이오신 수축운동을 발생시켜 근육을 수축시킴으로써 운동을 일으키므로, 화학 에너지원을 이용한 리니어 모터 엔진에 해당한다. 여담으로 근육의 에너지 효율은 의외로 낮아 15~25% 범위다(내연기관들은 효율이 30~45% 범위). 나머지는 열이 되어 버리는데, 생명체는 생존을 위해 열도 필요하기 때문에 이를 열손실이라 말하기는 애매한 부분이다. 실제로 체온이 떨어지면 근육이 비자발적으로 운동해 열을 만들어낸다(추울 때 몸이 떨리는 현상).

이공계 개그로 "이 XX는 카르노 기관을 탑재했다"는 것이 있다. 카르노 기관은 이상적인 열기관으로, 실존하는 기관이 아니라 열기관에 대한 사고실험에 이용되는 이론적 모델이며 현실에서 만들 수 있는 엔진이 아니다. 자세한 내용은 카르노 기관 문서를 참조하자.
 

2.1. 어원

엔진은 라틴어의 ingenium(재능, 지혜)에서 유래한 단어다. 원래는 오늘날 우리가 말하는 엔진이 아니라 고대/중세에 전쟁에 사용된 기계들, 즉 투석기 같은 공성병기를 지칭하던 단어였다. 이런 공성병기를 유럽에서 엔진으로 지칭하게 된 것은 14세기 무렵이었으며, 이런 공성병기를 조립하고 운용하는 병사들을 공성병기병, 즉 엔지니어(engineer)라 불렀다.[5] 오늘날에도 공병을 엔지니어라 부르는데, 긴 역사를 자랑하는 호칭인 셈이다.

이후 17세기에 증기기관을 엔진이라 부르게 되면서 오늘날 우리가 말하는 “에너지원을 기계적인 로 전환하는 기관”이란 의미가 정착되게 된다.[6]

초기 증기기관의 대표적인 용도가 증기 기관차였기에, 증기 기관차 자체를 “엔진”으로 지칭하는 경우도 많았다(기관차[locomotive]가 아니라). 스팀 엔진(증기 기관)은 산업 혁명의 원동력을 제공했으며, 엔진처럼 복잡한 기관을 설계하고 제작하는 기술은 점차 발전하여 독자적인 학문을 형성하게 되는데 이를 “엔지니어링(공학)”이라 부르게 되었다. 때문에 엔지니어란 단어는 공병이란 의미 외에도 공학자란 의미와 기관사란 의미를 함께 갖게 되었다.

오늘날에는 컴퓨터 용어로 특정한 작업(프로세스)을 구현하는 모듈을 엔진이라 부르는 경우가 흔히 있다. 예를 들어 “그래픽 엔진”은 어떤 컴퓨터 프로그램에서 그래픽 기능을 처리하는 모듈이다. 컴퓨터 용어에서의 엔진은 실체가 있는 하드웨어 장치가 아니라 프로그램(소프트웨어)인 경우가 더 많다. 즉 실체가 없지만 엔진이라 불리는 것이다.

2.2. 모터와의 차이

모터(motor)라 하면 우리말에서는 전동기, 즉 전기 모터를 떠올리지만, 사실 모터는 엔진과 동의어로 열기관, 전동기, 로켓, 제트 엔진 등등을 모두 영어로는 모터라 부른다.
엔진이란 용어와 모터라는 용어 간에 차이가 있다면, 모터는 에너지를 이용해 움직임을 일으키는 장치를 지칭한다는 점이 다르다. 때문에 탈것이 아닌 곳에 쓰이는 엔진은 대개 모터라고 부르지 않는다. 예를 들어 화력발전소에 설치된 발전용 증기 터빈은 모터가 아니라 엔진이다.
모터에 해당하는 우리말은 ‘발동기‘(움직임을 발생시키는 기관)였다. 허나 발동기란 단어가 20세기 중반에 사장되고 원동기(움직임의 근원이 되는 기관)가 그 자리를 차지했다. 사실 원동기란 단어도 오늘날 일상 생활에서 널리 쓰이는 단어는 아니다.

2.3. 엔진의 분류

2.3.1. 열기관의 작동방식에 따른 분류

2.3.2. 열기관의 사용연료에 따른 분류

2.3.3. 일반적인 왕복 내연기관 엔진의 구성요소

2.4. 제조사

엔진을 만드는 회사는 매우 많다. 오늘날 자동차오토바이 메이커로 유명한 기업들 중에는 원래 산업용 엔진 제작으로 시작한 회사들이 많으며, 반대로 엔진을 자체 제작할 기술이 없는 상태에서 자동차 메이커로 개업한 회사들도 있다(다른 회사가 만든 엔진을 사다 쓰는 방식). 때문에 엔진을 스스로 제작할 수 있는지의 여부가 버젓한 자동차 메이커인가를 판가름하는 기준으로 쓰이기도 한다.

자동차 엔진 외의 엔진들, 즉 비행기선박 엔진, 로켓 엔진, 기관차 엔진 등은 본체 제조사와 엔진 제조사가 서로 다른 경우가 매우 많다(즉 본체 제조사가 엔진을 사다 쓴다).

대표적인 엔진 제조사들은 다음과 같다.

2.4.1. 한국


대우중공업, 대우자동차 등 한때 엔진을 만들었으나 폐업한 기업들도 있다.

2.4.2. 미국

2.4.3. 러시아

2.4.4. 유럽

2.4.5. 일본

2.4.6. 중국


2.5. 원리

열을 통한 기계식 엔진의 작동 원리는 피스톤과 바퀴의 구조적 관계에서 비롯된다. 어떠한 열원 등의 힘에 의해 바퀴에 연결된 피스톤이 움직이면, 그 힘이 바퀴로 전달, 다르게 말하면 피스톤을 민 힘이 소진되면서, 바퀴가 회전하고, 그 돌림힘에 의해 피스톤이 도로 열원이 있는 원래 자리로 돌아가고, 그러면 다시 원래 자리에서 열원에 의해 피스톤이 또 밀어지며 바퀴가 회전하기를 반복하게 되는 것이다. 이를 구체적으로 확산하면 스탈링 엔진, 증기기관, 디젤 엔진 등으로 발전한다. 물론 튜닝의 끝은 순정이라고, 이런 돌림힘을 균일하게 내기 위한 최종형태는 전기 구동의 모터가 제일 안정적이다. 그러나 배터리의 문제로 이제야 전기차가 도입되는 실정이다. 비행기에는 꿈도 꾸지 못한다.

2.6. 관련 문서

3. 기관차

철도로 달리는 기관차를 흔히 엔진이라 부른다. 물론 기관차에 엔진이 탑재되어 있지만, 기관차 자체를 엔진이라 부르기도 하는 것이다. 정식 명칭은 물론 기관차(locomotive)지만, 산업 혁명 당시부터 기관차를 엔진이라 불렀으며 오늘날에도 종종 쓰이는 표현이다.

4. 소방차

소방차는 영어로 fire engine, 파이어 엔진이라 불린다. 이 역시 기관차와 마찬가지로 산업혁명 시대부터 이어지는 유서 깊은 명칭이다. 소방차는 원래 증기기관으로 구동하는 대형 펌프마차에 얹은 물건이었으며, 대개 네 마리의 말이 끌었다. 즉 파이어 엔진의 엔진은 펌프를 구동시키는 증기기관을 가리키는 명칭이었던 것이다. 물론 당시에도 ‘엔진이 달렸는데 말이 꼭 필요한가?‘라는 생각을 한 이들이 많았기에, 19세기 중반에 이미 자주식 소방차가 개발되긴 했다. 문제는 아주 느리고 쩍하면 보일러가 폭발했다는 것. 결국 증기기관 자동차는 내연기관이 등장하자마자 사장되었고, 소방차에 달린 펌프도 증기가 아니라 디젤 엔진이나 전기 모터로 작동되는 고압 물펌프로 교체되었지만, 파이어 엔진이란 용어만은 그대로 남아 오늘날에도 쓰이고 있다. 허나 미국식 영어에서는 ‘파이어 트럭’이란 용어가 파이어 엔진을 거의 대체했다.
파일:IMG_1837656825181.jpg
미국 소방서에서 쓰였던 증기기관 소방차인 1905년형 라프랑스 파이어 엔진.

5. 소프트웨어

프로그램의 운영 전반을 조정하거나 중심적인 기능을 하는 것.

6. 후지 테레비의 드라마 엔진

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7. 아이돌 마스터 신데렐라 걸즈의 유닛 炎陣

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8. ENHYPEN의 팬덤명 ENGENE

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9. BMSEngine

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10. 염신의 현지화명

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11. 벚꽃사중주의 등장인물 히이즈미 엔진

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12. 원신의 용어 엔진

파일:상세 내용 아이콘.svg   자세한 내용은 원신 엔진 문서
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[1] 석탄도 여전히 계속 쓰인다. 특히 화력발전.[2] 공구상 등에서 판매하는 초소형 휴대용/비상용 발전기들도 작은 가솔린 엔진에 직류 발전기가 연결되어 있다.[3] 참고로 외연기관으로만 발전기를 돌릴 수 있는 건 아니다. 휴대용 소형 발전기는 내연기관인 가솔린 엔진으로 돌리며, 건물에 설치하는 비상용 발전기도 내연기관인 디젤 엔진으로 돌린다. 외연기관은 연료비의 경제성이 좋지만 시설이 대형이기 때문에 발전소가 어니면 외연기관으로 발전하기 어렵다.[4] 예를 들어 석탄으로 화력 발전을 해서 만든 전기로 집에서 난방을 하는 경우, 석탄의 열에너지 -> 증기 터빈의 운동 에너지 -> 발전기에서 전기 생산 -> 송전 -> 가정의 전열기에서 전기를 이용해 난방까지 에너지 전환 과정을 여러 번 거치게 되며, 이 과정에서 집에서 석탄 보일러로 난방하는 것에 비해 약 80%의 에너지가 손실된다고 한다.[5] 여담으로 당시 공병은 공성병기 담당인 엔지니어와 적의 성벽을 약화시키는 새퍼(sapper)로 병과가 나뉘었다. 세퍼는 땅굴을 파고 성벽의 지반을 약화시키는 등 엄청나게 위험한 일을 하는 이들로, 엔지니어보다도 훨씬 힘든 병종이었다. 오늘날에도 공병을 새퍼라 부르기도 한다.[6] 이러한 까닭에 동원어로 공학자 혹은 공병을 뜻하는 "Engineer"와 공학을 뜻하는 "Engineering"가 있다.[7] 알파 엔진이 개발되기 전까지는 미쓰비시의 엔진을 사용했다. 그 엔진들 중 하나가 바로 특유의 공회전 소리로 유명한 시리우스.[8] 세계 최초의 OHV 엔진은 GM이 1904년에 만들었다.[9] 냉각수 펌프가 없이 그냥 대류 현상으로 냉각수를 순환시킨다든지, 연료 펌프 없이 그냥 중력으로 연료가 엔진에 도달하게 한다든지...[10] 보잉도 자체 엔진 제작을 위해 유나이티드 에어크래프트라는 자회사를 세운 적이 있는데 미국 정부가 반독점 규정을 들어 분리시켜버렸다. 이때 유나이티드 에어크래프트가 여러 회사들로 나눠졌는데, 그 중 하나가 오늘날의 항공사 유나이티드 항공이다.[11] 사실 키릴 문자로 Урал라고 쓴 것인데 우리에겐 VPAA처럼 보이기 때문.[12] 이 중 멀린 엔진은 2차대전 당시 연합군의 제공권 확보에 큰 활약을 하게 해준 엔진이다.[13] 현대자동차그룹에게 기술을 알려주고 자동차를 생산할 수 있게 해준 스승이기도 하다.