12년 3회차

흡입밸브의 밀착이 불량하면 압축 말기에 혼합기가 새어 나가 압축압력이 저하되고, 이로 인해 출력이 낮아지며 가속 불량과 공회전 불량이 함께 나타난다.

따라서 출력이 향상된다는 설명은 실제 현상과 반대되는 내용이다.

3원 촉매 컨버터는 CO, HC, NOx 세 가지 유해가스를 동시에 정화하도록 설계되어 있다.

SO2(아황산가스)는 촉매 정화 대상이 아니라 오히려 촉매를 피독시켜 성능을 저하시키는 성분이다.

2차 공기 공급 장치는 배기 매니폴드 내에 남아 있는 HC와 CO를 추가로 산화시켜 배출가스를 저감하기 위한 것이다.

공연비 제어나 NOx 생성 억제, 배기가스 순환은 각각 연료분사 제어나 EGR 등 다른 장치의 역할이다.

4행정 기관의 지시마력은 $IPS = \dfrac{P_{mi} \times V \times N \times Z}{75 \times 60 \times 2 \times 100}$로 구하며, 여기서 $P_{mi}$는 평균유효압력(kgf/cm²), $V$는 행정체적(cc), $N$은 회전수(rpm), $Z$는 실린더 수다.

값을 대입하면 $IPS = \dfrac{7.5 \times 200 \times 2400 \times 4}{75 \times 60 \times 2 \times 100} = \dfrac{14{,}400{,}000}{900{,}000} = 16 \ \mathrm{PS}$이다.

압축비는 $\varepsilon = \dfrac{V_c + V_s}{V_c}$로 정의되며, 여기서 $V_s$는 배기량(행정체적), $V_c$는 연소실 체적이다.

배기량 1400cc, 압축비 8을 대입하면 $8 = \dfrac{V_c + 1400}{V_c}$이므로 $7V_c = 1400$, 따라서 $V_c = 200 \ \mathrm{cc}$이다.

휠 스피드 센서는 바퀴의 회전속도를 검출해 ABS나 자동변속기 제어에 사용되는 신호로, 가솔린기관의 연료·점화 제어를 담당하는 엔진 ECU의 기본 입력 센서가 아니다.

수온 센서, 크랭크각 센서, 흡기온도 센서는 모두 연료 분사량과 점화시기 결정에 직접 필요한 엔진 ECU의 핵심 입력 신호다.

피스톤 링은 실린더 벽에 균일한 압력을 가해야 블로바이와 오일 상승을 막을 수 있으므로, 편심된 압력을 가하는 것은 오히려 마멸과 가스 누출을 유발하는 바람직하지 않은 특성이다.

고온에서 탄성을 유지하는 것, 마멸이 적은 것, 열팽창률이 작은 것은 모두 피스톤 링이 갖춰야 할 조건이다.

SPI, MPI, TBI 방식은 모두 흡기다기관이나 흡입통로에 분사밸브를 설치해 공기와 미리 혼합된 혼합기를 실린더로 보내는 포트분사 계열이다.

반면 GDI(직접분사) 방식은 분사밸브가 연소실(실린더) 내부에 직접 설치되어 흡기 통로가 아닌 실린더 안으로 연료를 직접 분사한다.

압축비는 (연소실 체적 + 행정 체적)을 연소실 체적으로 나눈 값, 즉 $\varepsilon = \dfrac{V_c + V_s}{V_c}$이다.

압축비는 피스톤이 하사점에 있을 때의 실린더 전체 체적을 상사점에 있을 때의 체적으로 나눈 값이다. 하사점 체적은 연소실 체적 $V_c$와 행정 체적 $V_s$의 합이고, 상사점 체적은 연소실 체적 $V_c$뿐이므로 위 식이 된다.

같은 식을 $\varepsilon = 1 + \dfrac{V_s}{V_c}$로도 쓰며, 이 형태에서 연소실 체적이 작을수록 압축비가 커진다는 관계를 바로 읽을 수 있다.

연소실 체적이나 행정 체적을 분자에 두고 두 체적의 합을 분모에 둔 식은 값이 항상 1보다 작아져 압축비가 될 수 없고, 두 체적의 합을 행정 체적으로 나눈 식은 상사점 체적을 기준으로 삼지 못해 압축비의 정의와 맞지 않는다.

노크를 방지하려면 실린더 내 온도와 압력이 급격히 오르는 것을 억제해야 하므로 흡기온도는 낮게 유지해야 하며, 높이는 것은 오히려 노크를 조장한다.

점화시기를 적절히 하는 것, 기관 부하를 줄이는 것, 옥탄가가 높은 연료를 쓰는 것은 모두 노크를 억제하는 올바른 방법이다.

가변흡기장치(VIS)는 엔진 회전속도에 따라 흡기관로 길이를 바꿔 최대 토크가 나오는 회전영역을 확대하는 장치다.

저속에서는 흡기관로를 길게 하여 관성효과로 저속 토크를 높이고, 고속에서는 짧게 하여 흡입 저항을 줄여 고속 출력을 확보한다.

자동차관리법령상 조향바퀴의 윤중의 합은 차량중량 및 차량총중량 각각에 대하여 20% 이상이어야 조향 성능과 접지력이 확보된다.

LPG는 가솔린보다 연소속도가 느려 같은 시점에 점화하면 완전연소가 늦어지므로, 점화시기를 가솔린 차량보다 빠르게(진각) 설정해야 출력과 연소효율을 확보할 수 있다.

MAP 센서는 흡기다기관의 압력 변화를 검출해 이를 바탕으로 흡입 공기량을 간접적으로 계산하는 스피드 덴시티 방식의 핵심 센서다.

칼만 와류, 핫필름, 베인 방식은 모두 공기 유량을 직접 측정하는 매스에어플로(MAF) 계열 센서다.

크랭크각 센서는 크랭크축에 설치되어 엔진 회전수와 크랭크축의 회전 위치를 검출하며, 이 신호는 연료 분사시기와 점화시기 결정의 기준이 된다.

캠축 위치나 특정 실린더의 압축상사점 판별은 캠각 센서(CMP)의 역할로 크랭크각 센서와는 구분된다.

연료펌프의 체크밸브는 펌프 작동이 정지될 때 닫혀서 연료라인 내에 잔압을 유지시키는 역할을 한다.

이렇게 잔압을 유지하면 고온에서 연료가 기화되어 발생하는 베이퍼록 현상을 방지하고, 다음 시동 시 연료 압송 시간을 단축해 재시동성을 향상시킨다.

4행정 기관은 크랭크축이 720° 회전하는 동안 각 실린더가 한 번씩 폭발(동력)행정을 거치므로, 실린더 수가 많을수록 폭발 간격은 좁아진다.

8기통이면 $720^\circ \div 8 = 90^\circ$마다 폭발행정이 발생한다.

열원으로부터 받은 열량 중 실제 유효한 일로 바뀐 비율을 열효율이라 한다.

연료소비율은 단위 출력을 내는 데 시간당 소비된 연료의 양을, 평균유효압력은 1사이클 동안 피스톤에 작용한 압력의 평균값을 뜻하므로 열효율과는 다른 개념이다.

물펌프가 고속으로 회전하면 냉각수 순환이 오히려 빨라지므로 냉각 성능이 떨어지지 않는다. 따라서 기관 과열의 원인으로 볼 수 없다.

라디에이터 코어 파손, 냉각수 부족, 냉각계통의 냉각수 흐름 불량은 모두 냉각 성능을 떨어뜨려 기관 과열을 일으키는 직접적인 원인이다.

가솔린기관에서 점화 후 화염이 실린더 내부로 균일하게 퍼져나가는 정상연소의 화염 전파속도는 약 20~30 m/s 수준이다.

이보다 훨씬 빠른 수백~수천 m/s 대의 속도는 노킹과 같은 이상연소(폭발적 연소)에서 나타나는 값이다.

여과지(페이퍼 엘리먼트)식 디젤 연료 여과기는 연료 속의 불순물과 수분을 함께 걸러내는 기능을 한다.

걸러진 수분은 여과기 아래쪽에 모이므로 주기적으로 드레인 플러그를 열어 배출해 주어야 분사펌프와 노즐의 부식·마멸을 막을 수 있다.

1 psi = 0.0703695 kgf/cm²의 환산계수를 이용하여 계산한다. 140 psi × 0.0703695 = 9.85173 kgf/cm² ≈ 9.85 kgf/cm²이므로 정답이다. 참고로 역산하면 1 kgf/cm² ≈ 14.22 psi이며, 140 ÷ 14.22 ≈ 9.85로도 확인된다.

윤활유는 마찰 부위의 동력손실과 기계적 마모를 줄이고 냉각·방청 작용을 하는 것이 주된 역할이며, 연소실 내 이상연소인 노킹을 방지하는 기능은 윤활유의 역할이 아니다.

스로틀 포지션 센서(TPS)의 출력이 완전 개도 상태에서도 약 60% 정도밖에 나오지 않으면, ECU는 실제로 가속페달을 끝까지 밟았음에도 이를 완전개도(WOT) 신호로 인식하지 못한다.

그 결과 완전개도 근처에서 강제로 저단으로 변속되는 킥다운이 작동하지 않는 현상이 가장 먼저 나타난다.

유압식 제동장치의 압력은 $P = \dfrac{F}{A}$로 구하며, 마스터 실린더의 단면적은 $A = \dfrac{\pi d^2}{4} = \dfrac{\pi \times 2^2}{4} \approx 3.14 \ \mathrm{cm^2}$이다.

따라서 브레이크 파이프에 작용하는 압력은 $P = \dfrac{100}{3.14} \approx 32 \ \mathrm{kgf/cm^2}$이다.

튜브리스 타이어는 림이 변형되면 타이어와 림 사이의 밀착이 깨져 공기누출 가능성이 오히려 커지므로, 이는 튜브리스 타이어의 장점이 아니라 단점에 해당한다.

못 등 이물질이 박혀도 튜브가 없어 공기누출이 적은 점, 펑크 수리가 간단한 점, 고속 주행 시 발열이 적은 점은 모두 튜브리스 타이어의 실질적인 장점이다.

ECU의 신호계통이나 유압계통에 이상이 발생했을 때 솔레노이드 밸브 전원공급 릴레이를 끄고 제어 출력신호를 정지시켜 일반 제동 상태로 되돌리는 기능을 페일 세이프 기능이라 한다.

위시본 형식, 스트럿(맥퍼슨) 형식, 트레일링 암 형식은 모두 좌우 바퀴가 서로 독립적으로 움직이는 독립 현가장치에 속한다.

옆방향 판 스프링 형식은 좌우 바퀴가 하나의 차축으로 연결된 일체(차축) 현가장치에 해당하므로 독립 현가장치가 아니다.

속도 단위를 변환하면 $100 \ \mathrm{km/h} = \dfrac{100{,}000 \ \mathrm{m}}{3600 \ \mathrm{s}} \approx 27.8 \ \mathrm{m/s}$이므로, 초당 주행속도는 약 28 m/s이다.

전자제어 동력조향장치(유압식 EPS)에서 차속과 조향각 신호를 바탕으로 오일 펌프에서 동력실린더로 보내는 유량을 제어해 조향력을 상황에 맞게 조절하는 것이 유량 제어 밸브다.

토션바 스프링은 조향장치가 아니라 현가장치(서스펜션)를 구성하는 스프링이다.

조향휠(핸들)·타이로드·피트먼암은 모두 운전자의 조작력을 바퀴의 조향각으로 전달하는 조향장치 구성부품이다.

전자제어 현가장치의 안티 롤(anti-roll) 자세제어는 급선회 시 차체가 옆으로 기우는 롤링을 억제하는 기능으로, 운전자의 조향 조작 시점과 방향을 파악하기 위해 조향휠 각센서(조향각 센서) 신호를 입력으로 사용한다.

• 브레이크 스위치 신호는 제동 여부 판단용으로 안티 다이브 제어 등에 쓰인다.
• 스로틀 포지션 신호는 가·감속 자세제어(안티 스쿼트·안티 다이브)에 관여한다.
• 휠 스피드 센서 신호는 차체 속도 및 자세 변화 감지에 쓰이지만 롤 제어의 직접 트리거는 아니다.

조향 핸들축의 축 방향 유격은 핸들의 헐거움이나 소음을 유발할 뿐, 주행·제동 중 한쪽으로 쏠리는 현상과는 직접 관련이 적다.

• 좌우 타이어 공기압이 다르면 저항 차이로 한쪽으로 쏠린다.
• 앞바퀴 정렬(얼라인먼트) 불량은 대표적인 쏠림 원인이다.
• 한쪽 브레이크 라이닝 간격 조정 불량은 제동력 좌우 편차를 만들어 제동 시 쏠림을 일으킨다.

클러치 스프링(압력판 스프링)의 장력이 약해지면 클러치판을 충분한 힘으로 압착하지 못해 동력 전달 중 미끄러짐이 발생한다.

반면 클러치 페달 자유간극 과다는 오히려 클러치 차단(끊김) 불량의 원인이며, 릴리스 베어링 파손이나 유압라인 공기 혼입은 클러치 조작이 되지 않거나 끊김이 늦어지는 문제를 일으킨다.

토크컨버터의 터빈은 변속기 입력축(입력부분)에 연결되어 유체 에너지를 다시 회전력으로 바꾸어 변속기로 전달한다.

임펠러(펌프)는 엔진 크랭크축과 함께 회전하는 입력 측 요소이고, 가이드링(스테이터)은 오일 흐름 방향을 바꾸어 토크를 증대시키는 역할을 한다.

클러치 자유간극(유격)이 부족하면 클러치 차단은 오히려 잘 이루어지므로 변속을 힘들게 하는 직접 원인이 아니다(부족 시에는 클러치 미끄러짐이 문제된다). 실제로 변속을 어렵게 만드는 것은 유격이 과다하여 클러치가 완전히 끊기지 않는 경우다.

• 싱크로나이저 스프링이 약화되면 기어 물림 시 회전수를 맞추는 힘이 부족해 변속이 힘들다.
• 변속 축이나 포크가 마모되면 기어 이동이 원활하지 않다.
• 싱크로나이저 링과 기어콘의 접촉이 불량하면 동기화가 안 되어 기어가 잘 들어가지 않는다.

자동변속기 차량은 안전을 위해 인히비터 스위치가 P(주차)와 N(중립) 위치에서만 시동 회로를 연결하도록 되어 있다.

D나 R 등 동력이 전달되는 위치에서는 시동 시 차량이 갑자기 움직일 수 있어 시동이 걸리지 않도록 차단한다.

슬립조인트는 스플라인을 이용해 축 방향으로 미끄러지도록 만든 결합부로, 노면 상태에 따라 차축과 변속기 사이 거리가 달라질 때 추진축의 길이 변화를 흡수하기 위해 둔다.

회전력을 직각으로 꺾거나 각도 변화를 주는 역할은 자재이음(유니버설 조인트)이 담당한다.

총감속비는 엔진 회전수와 액슬축(뒤차축) 회전수의 비이므로, 액슬축 회전수 = 엔진 회전수 ÷ 총감속비로 구한다.

$n_{axle} = \dfrac{4800}{4.8} = 1000\ \mathrm{rpm}$

따라서 최고 출력 시 뒤차축 액슬축의 회전수는 1000rpm이다.

유압회로에 잔압을 두는 목적은 오일 회로에 공기가 재유입되는 것을 막고 브레이크 응답을 빠르게 하며 베이퍼 록을 방지하는 데 있다. 페이드 현상은 마찰재(라이닝·패드)가 고온으로 마찰계수가 떨어지는 현상으로, 잔압과는 직접 관계가 없다.

• 잔압이 유지되면 회로 내 기포 발생이 억제되어 베이퍼 록 방지에 도움이 된다.
• 잔압이 있으면 페달을 밟는 즉시 유압이 형성되어 제동 작동이 신속하다.
• 휠 실린더 쪽 압력이 대기압보다 높게 유지되어 공기 침입을 막는다.

키르히호프의 제1법칙(전류법칙)은 회로의 한 접속점(node)으로 흘러 들어오는 전류의 총합과 흘러나가는 전류의 총합이 같다는 법칙이다.

앙페르의 법칙은 전류와 자기장의 관계, 렌츠의 법칙은 유도기전력의 방향에 관한 법칙으로 이 현상과는 다르다.

병렬 연결은 전압과 용량이 같은 배터리를 (+)단자는 (+)단자끼리, (-)단자는 (-)단자끼리 묶는 방식으로, 이때 전압은 배터리 1개와 같고 용량(전류 용량)은 배터리 개수만큼 늘어난다.

반대로 직렬 연결은 (+)단자를 다른 배터리의 (-)단자에 차례로 연결하는 방식으로, 전압은 배터리 개수만큼 커지고 용량은 1개와 같다.

축전기의 전기용량 관계식은 $Q = CE$이며, 이를 변형하면 $C = \dfrac{Q}{E}$, $E = \dfrac{Q}{C}$가 성립한다.

따라서 C = QE처럼 곱하는 형태는 관계식으로 성립하지 않는다.

라디에이터 앞쪽에 설치되어 압축기에서 나온 고온·고압의 기체 냉매를 외부 공기와 열교환시켜 액체 상태로 응축시키는 장치는 응축기(콘덴서)이다.

압축기는 냉매를 압축해 고온·고압 기체로 만들고, 건조기는 수분과 이물질을 제거하며, 증발기는 액체 냉매를 기화시켜 차 실내 공기를 냉각한다.

직렬 연결된 예열플러그의 합성저항은 개별 저항의 합이므로, $R = 6 \times \dfrac{1}{12} = 0.5\ \Omega$이다.

옴의 법칙으로 전류를 구하면 $I = \dfrac{V}{R} = \dfrac{12}{0.5} = 24\ \mathrm{A}$이다.

따라서 예열플러그 전체에 흐르는 전류는 24A이다.

사이리스터(SCR)는 애노드·캐소드·게이트 세 개의 전극으로 구성된 반도체 소자이다.

컬렉터는 트랜지스터의 전극 명칭으로, 사이리스터의 구성부가 아니다.

DLI(배전기 없는 점화방식)는 배전기 접점부의 기계적 한계가 없어 점화진각(타이밍 조정) 폭의 제한이 오히려 작다. 따라서 제한이 크다는 설명은 DLI의 실제 특성과 반대된다.

DLI는 배전기를 거치지 않아 고전압 에너지 손실이 적고, 점화에너지를 크게 할 수 있으며, 로터와 접점이 없어 내구성이 좋고 전파방해도 적다.

레인센서는 앞유리 상단부 안쪽에 부착되어 광학 방식으로 유리 표면의 강우량(빗물의 양)을 감지하고, 그 정도에 따라 와이퍼의 작동 속도와 간헐 주기를 자동으로 제어한다.

엔진오일량이나 와셔액량, 온도를 감지하는 장치가 아니다.

교류발전기(알터네이터)는 계자(로터)가 안쪽에서 회전하고 전기자(스테이터) 코일이 바깥쪽 고정자에 감겨 있는 구조이다. 따라서 스테이터 코일이 로터 안쪽에 설치되어 있다는 설명은 실제 구조와 반대이다.

교류발전기는 다이오드로 정류하므로 정류 특성이 좋고, 저속에서도 충전 성능이 우수하며 속도 변동 적응 범위가 넓은 것이 특징이다.

퓨즈는 회로에 정격을 초과하는 과대 전류가 흐를 때 스스로 녹아 끊어져 회로를 차단함으로써 배선과 부품을 보호하는 안전장치이다.

정격전류가 흐르는 정상 상태에서는 차단되지 않으며, 용량이 임의로 변하거나 작은 퓨즈를 조정해서 쓰는 것은 옳지 않다.

조정렌치를 사용할 때는 고정 조(fixed jaw) 쪽에 힘이 가해지도록 당겨야 하며, 힘이 약한 조정 조(움직이는 턱) 쪽으로 힘이 가해지도록 하는 것은 잘못된 사용법이다. 조정 조 쪽에 힘이 실리면 벌어지면서 미끄러져 부상이나 볼트 손상의 원인이 된다.

렌치에 파이프를 끼우지 않고, 몸쪽으로 당기며, 볼트·너트 치수에 맞게 밀착시켜 사용하는 것은 올바른 취급법이다.

산소용기 등 고압가스 용기의 가스 누설 여부는 비눗물을 발라 기포 발생 여부로 확인하는 것이 가장 간단하고 안전한 방법이다.

솔벤트나 알코올은 인화성이 있어 산소 취급 시 위험하며, 순수한 물은 점성이 낮아 기포가 잘 생기지 않아 검사에 적합하지 않다.

전도(顚倒)는 사람이 미끄러지거나 걸려 넘어지는 재해를 뜻하므로, 고온이나 저온에 접촉한 경우는 전도가 아니라 화상(고온·저온 접촉) 항목의 세부내용이다.

충돌은 사람이 정지물에 부딪친 경우, 협착은 물건에 끼이거나 말려든 경우, 낙하는 떨어지는 물건에 맞은 경우로 각 분류항목과 세부항목이 올바르게 대응한다.

에어 공구(공기 동력 공구)를 사용할 때도 분진·비산물·소음으로부터 몸을 보호하기 위해 보안경 등 보호구를 반드시 착용해야 하므로, 간편함을 위해 보호구를 사용하지 않는다는 설명은 안전수칙에 어긋난다.

회전 시 소음·진동 점검, 규정 공기압 유지, 압축공기 중 수분 제거는 모두 올바른 사용상 주의사항이다.

안전표지에서 황색(노란색)은 위험에 대한 주의·경고를 나타내는 색으로, 충돌·추락 등의 위험 경고에 사용된다.

적색은 금지·위험, 청색은 지시, 녹색은 안내·피난을 나타내며, 백색은 문자나 기호 등에 쓰이는 보조색이다.

릴리스 베어링은 내부에 그리스가 봉입된 밀봉형(영구 윤활) 베어링이므로 솔벤트로 세척하면 그리스가 씻겨 나가 소음·마모의 원인이 된다.

십자축 베어링·허브 베어링·차동장치 베어링은 분해 후 그리스를 재도포하는 형태이므로 솔벤트로 세척해 이물질을 제거한다.

완성된 문장은 점프와이어는 전원의 통전 또는 접지 상태에서 점검하는 데 사용한다가 된다.

점프와이어는 의심되는 스위치·커넥터·배선 구간을 임시로 건너뛰어 연결하는 시험용 도선이다. 전원 쪽 구간을 건너뛰면 부하까지 전기가 통하는지(통전)를, 접지 쪽 구간을 건너뛰면 접지가 확실한지를 가려낼 수 있다.

점프와이어로 이었을 때 부품이 정상 작동하면 건너뛴 구간에 단선이나 접촉 불량이 있다는 뜻이다. 다만 부하를 거치지 않고 전원과 접지를 직접 잇는 사용은 단락을 일으키므로 해서는 안 된다.

밸브간극(밸브 클리어런스)은 엔진을 정지시킨 상태에서 작업자의 손이 회전부에 말려들 위험이 없도록 조정하는 것이 가장 안전하다.

공전상태나 가동상태, 크랭킹 중에 조정하면 회전하는 캠축·풀리 등에 접촉하여 부상을 입을 위험이 크다.

도장(스프레이 도장) 작업은 도료 분무 과정에서 미세한 도료 입자(분진·미스트)가 다량 발생하여 호흡기에 흡입될 위험이 크므로, 방진마스크 착용과 환기 등 분진 발생 방지에 특히 신경 써야 한다.

타이어 교환·냉각수 교환 작업은 분진 발생이 거의 없고, 기관 분해 조립작업은 분진보다는 기름때·이물질 관리가 중요하다.

주행 중 냉각수 경고등이 켜지면 즉시 라디에이터 캡을 열지 말고, 엔진을 충분히 냉각시킨 후 라디에이터 캡을 열어 냉각수를 보충하는 것이 가장 안전하다.

뜨거운 상태에서 캡을 열면 고압의 수증기와 냉각수가 분출되어 화상을 입을 수 있고, 냉각수 대신 엔진오일을 보충하는 것은 잘못된 조치이다.