10년 3회차

디젤노크는 착화지연기간 중 분사된 연료가 한꺼번에 착화·연소하면서 발생하므로, 분사초기(착화지연기간)의 분사량을 적게 하고 착화 후에 분사량을 늘려야 노크를 줄일 수 있다. 분사초기 분사량을 많게 하고 착화 후기 분사량을 줄이는 것은 오히려 노크를 조장하는 방법이다.

착화성이 좋은 연료(세탄가가 높은 연료) 사용, 압축비를 높여 착화지연을 단축, 연소실 내 와류를 증가시켜 연소를 촉진하는 것은 모두 디젤노크 방지 대책이다.

흡기밸브의 열림각(242°)은 상사점 전 열림 시점부터 하사점을 지나 닫힐 때까지의 전체 회전각이다. 여기서 상사점 전 각도와 흡입행정 180°를 빼면 하사점 이후의 닫힘 각도가 나온다.

열림 시점부터 하사점까지의 회전각$13^\circ + 180^\circ = 193^\circ$

하사점 이후 닫힘 각도$242^\circ - 193^\circ = 49^\circ$

따라서 흡기밸브는 하사점을 지난 49°(ABDC 49°) 지점에서 닫힌다.

광화학 스모그는 질소산화물(NOx)과 탄화수소가 자외선과 반응하여 오존 등의 광화학 산화물을 생성하면서 발생한다.

일산화탄소, 이산화탄소, 탄소(매연) 성분은 광화학 스모그의 직접적인 원인 물질이 아니다.

MAP(Manifold Absolute Pressure) 센서는 흡기 매니폴드 내의 절대압력을 측정하여 기관의 부하 상태를 검출하는 센서이다.

측정된 압력값은 ECU가 연료 분사량과 점화시기를 결정하는 주요 입력 신호로 사용된다.

가솔린의 질량을 먼저 구한 뒤 혼합비를 곱해 필요한 공기량을 계산한다.

가솔린 질량$=200\mathrm{cc} \times 0.73\mathrm{g/cc} = 146\mathrm{g} = 0.146\mathrm{kgf}$

필요 공기량$=0.146\mathrm{kgf} \times 15 = 2.19\mathrm{kgf}$

1마력(PS)을 초당 열량(cal/s)으로 환산하면 약 176cal/s에 해당한다.

$1\mathrm{PS} = 75\mathrm{kgf \cdot m/s} \approx 735\mathrm{J/s}$

$\dfrac{735}{4.186} \approx 176\mathrm{cal/s}$

제동마력(PS)은 회전력과 회전수를 이용한 공식으로 구한다.

$PS = \dfrac{T \times N}{716.2}$ (T: kgf·m, N: rpm)

$PS = \dfrac{0.72 \times 5000}{716.2} \approx 5\mathrm{ps}$

단류소기법(uniflow scavenging)은 소기 공기가 실린더 한쪽(하부)에서 유입되어 반대쪽(상부의 배기밸브)으로 한 방향으로만 흐르는 방식으로, 소기효율이 높아 소형 고속 디젤기관에 적합하다.

루프소기법과 횡단소기법은 소기 공기가 실린더 내에서 방향을 바꾸며 흐르는 방식이어서 잔류 배기가스가 남기 쉽고 단류소기법보다 소기효율이 낮다. M.A.N 소기법은 루프(반전) 소기 계열에 속하는 방식이다.

디퓨저(Diffuser)는 임펠러에서 가속된 공기의 속도 에너지를 압력 에너지로 변환시키는 장치이다.

디플렉터는 배기가스 흐름을 터빈으로 유도하는 부품이고, 터빈은 배기가스 에너지로 회전하며 컴프레서를 구동하는 부품이며, 루트 슈퍼차저는 기계식(엔진 동력 구동) 과급기의 한 형식이다.

인젝터 자체의 성능 점검은 솔레노이드 코일 저항, 작동음, 분사량(분사 형태) 등을 확인하는 방법으로 이루어진다.

연료의 리턴량 점검은 연료압력조절기(레귤레이터) 계통의 점검 항목에 해당하며, 인젝터 자체의 점검방법과는 거리가 멀다.

공회전(아이들) 속도 제어는 기관 회전속도, 냉각수온, 자동변속기의 부하신호(N-D 전환 등) 등을 입력으로 사용하여 이루어진다.

차속센서는 주행 중 차량 속도를 검출하는 신호로, 정지 상태인 공회전 제어와는 직접 관련이 없다.

산소센서의 출력전압은 배기가스 중의 산소잔존량, 혼합비, 센서 자체의 온도에 따라 변화한다.

흡입공기온도는 흡입공기량 계측이나 점화시기 보정에는 관여하지만, 산소센서 출력전압 자체에 직접 영향을 주는 요소는 아니다.

전동 팬은 냉각계통 전용 부품이며, 블로워 모터는 실내 공조(히터/에어컨)용 송풍장치이므로 전동 팬이 고장 났다고 해서 블로워 모터로 기관을 냉각시킬 수는 없다.

전동 팬이 수온센서 신호에 따라 릴레이를 통해 작동되는 것, 릴레이 형식이 NO와 NC 두 가지인 것은 모두 맞는 설명이다.

지르코니아 방식 산소센서는 배기가스 중 산소농도가 낮을수록(혼합비가 농후할수록) 높은 전압을 출력하므로, 출력전압이 1V에 가까우면 공연비는 농후한 상태이다.

반대로 출력전압이 낮아질수록(0V에 가까울수록) 공연비는 희박한 상태를 나타낸다.

TPS(스로틀 포지션 센서)는 가변저항 방식이므로 전압, 저항, 스캐너를 이용한 데이터 점검이 가능하다.

전류를 직접 측정하는 것은 TPS의 일반적인 점검방법이 아니다.

규정 토크 미달로 실린더헤드가 완전히 밀착되지 않으면 냉각수나 오일이 새거나 압축압력이 낮아지는 문제가 주로 발생한다.

냉각수의 실린더 내 유입, 압축압력 저하, 엔진오일과 냉각수의 혼합은 헤드 개스킷 밀착 불량과 직접 연관된 현상이다.

피스톤 과열은 압축압력 저하와 직접적인 인과관계로 보기 어려워 가장 거리가 먼 현상이다.

흡입공기량센서는 AFS(Air Flow Sensor)로 약칭한다.

ATS는 흡기온도센서, BPS는 대기압 관련 압력센서, ISC는 공회전속도조절장치를 가리키는 약어이다.

디젤기관의 분사량은 가속페달(가버너)의 움직임이 제어래크 → 제어피니언 → 제어슬리브를 거쳐 플런저의 유효행정을 변화시키는 순서로 전달되어 제어된다.

제어래크의 직선운동이 피니언 기어를 회전시키고, 피니언과 결합된 슬리브가 회전하면서 플런저를 돌려 분사량을 조절하는 구조이다.

발전기 풀리는 1200rpm으로 회전한다.

그림에서 벨트 하나가 크랭크축 풀리(유효반경 70mm), 워터펌프 풀리(60mm), 발전기 풀리(35mm)를 삼각형 모양으로 감고 있다. 미끄럼이 없으면 벨트의 선속도가 어느 풀리에서나 같으므로 회전속도는 유효반경에 반비례한다.

$N_{\text{발전기}}=N_{\text{크랭크}}\times\dfrac{r_{\text{크랭크}}}{r_{\text{발전기}}}$
$=600\times\dfrac{70}{35}=1200\ \mathrm{rpm}$

같은 방식으로 워터펌프 풀리는 $600\times\dfrac{70}{60}=700\ \mathrm{rpm}$이 되어, 반경이 작은 풀리일수록 빨리 도는 관계를 확인할 수 있다.

전조등 주광축의 진폭 측정에서 10m 위치의 우향 진폭 허용 기준은 30cm 이내이다.

진폭 기준은 상향·하향, 좌향·우향에 대해 각각 다른 값이 정해져 있어 방향별로 구분해 적용한다. 다만 위 수치는 출제 당시의 자동차 검사기준에 따른 값이므로, 실제 검사에서는 현행 검사기준을 확인해야 한다.

안전 밸브(릴리프 밸브)는 연료라인의 압력이 규정치 이상으로 상승하면 밸브를 열어 압력을 배출시켜 연료 누출이나 배관 파손을 방지하는 장치이다.

사일렌서는 소음 저감, 체크 밸브는 연료의 역류 방지, 축압기(어큐뮬레이터)는 압력 맥동 흡수 역할을 하는 부품으로 각각 기능이 다르다.

도시열효율에서 기계효율을 곱하면 제동열효율이 구해진다.

도시열효율$=100\% - 35\% - 25\% = 40\%$

제동열효율$=40\% \times 0.90 = 36\%$

윤활의 목적은 마찰·마멸 감소, 밀봉작용, 냉각작용, 세척작용, 응력분산작용 등이다.

"응력집중작용"은 윤활유가 오히려 힘을 특정 부위에 모으는 것으로, 윤활의 실제 목적인 응력분산작용과 반대되는 개념이라 윤활의 목적에 해당하지 않는다.

길이가 긴 추진축은 진동(휘돌림, whirling)을 줄이기 위해 축을 2개 이상으로 나누고 중간에 센터베어링을 두는 구조를 사용하며, 플렉시블 자재이음을 사용하는 것이 일반적인 대책은 아니다.

길이와 각도 변화를 흡수하기 위한 슬립이음·자재이음의 사용, 사용 회전속도에서 공명을 피하는 설계, 회전 평형을 위한 평형추 설치는 모두 추진축의 올바른 구조 및 설명이다.

록업클러치(댐퍼클러치)는 일정 차속 이상의 정상 주행 상태에서 작동하며, 발진이나 후진처럼 큰 구동력과 토크 증대가 필요한 상황에서는 작동하지 않는다.

일정 차속 이상(약 70km/h 부근)일 때, 냉각수 온도가 충분히 오른 후, 브레이크 페달을 밟지 않을 때는 모두 록업클러치가 작동하는 조건에 해당한다.

비등점이 높은 브레이크액을 사용하는 것은 오히려 베이퍼 록을 방지하는 올바른 조치이며, 제동력 불량의 원인이 아니다.

• 브레이크액이 누설되면 유압이 형성되지 않아 제동력이 떨어진다.
• 브레이크 슈 라이닝이 과대 마모되면 마찰력이 줄어 제동력이 저하된다.
• 브레이크액이 부족하거나 공기가 유입되면 유압 전달이 불완전해져 제동력이 떨어진다.

조향 기어비는 조향핸들의 회전각을 피트먼암이 움직인 각으로 나누어 구한다. 핸들 1회전은 360°이다.

$\dfrac{360^\circ}{36^\circ} = 10$

따라서 조향 기어비는 10:1이다.

급제동 시 바퀴의 고착(락업)을 방지하는 기능은 ABS(anti-lock brake system)의 역할이며, 전자제어 현가장치(ECS)의 기능이 아니다.

스프링 상수·감쇠력 제어, 차량 높이(차고) 제어, 차량 자세(롤·피치) 제어는 모두 전자제어 현가장치의 대표적인 기능이다.

클러치 페달 리턴 스프링이 약해지면 페달이 완전히 복귀하지 못해 페달 유격이 줄어들고 클러치가 미끄러지는 원인이 되는 것이지, 동력차단(끊김) 불량과는 직접 관련이 없다.

나머지 설명은 모두 옳은 내용이다.

• 페달 유격이 작으면 클러치판이 완전히 밀착되지 못해 미끄러진다.
• 클러치판에 오일이 묻으면 마찰력이 줄어 미끄러짐이 발생한다.
• 페달 유격이 크면 클러치판이 완전히 분리되지 못해 동력차단(끊김)이 나빠진다.

크랭크 앵글 센서는 엔진의 크랭크축 회전위치를 검출해 점화·분사시기를 결정하는 엔진 제어용 센서로, ABS의 구성요소가 아니다.

ABS는 휠 스피드 센서로 각 바퀴의 회전속도를 검출하고, 컨트롤 유닛이 이를 연산해 하이드로릭 유닛(유압조정장치)으로 제동유압을 제어하는 구조로 이루어진다.

편평비는 단면높이를 단면폭으로 나눈 값이므로 50%다.

그림은 타이어를 옆에서 본 설명도로, 가로 방향 치수선에 타이어 폭(W)이, 세로 방향 치수선에 단면높이(H)가 표시되어 있다. 편평비는 이 중 H와 W의 비를 백분율로 나타낸 값이다.

$\text{편평비}=\dfrac{H}{W}\times 100=\dfrac{90}{180}\times 100=50\%$

편평비가 작을수록 타이어가 납작해져 접지력과 조종 안정성이 좋아진다. 500%나 600%는 높이가 폭의 5~6배라는 뜻이어서 실제 타이어에서는 나올 수 없는 수치다.

너클(knuckle)은 앞차축·조향장치에서 조향바퀴를 지지하며 킹핀을 중심으로 회전하는 부품으로, 판스프링의 구성요소가 아니다.

판스프링은 스팬(스프링 양 끝 지지점 사이 거리), U볼트(차축에 고정하는 볼트), 스프링 아이(끝단의 고리 부분) 등으로 구성된다.

타이로드(tie rod)의 길이를 조정해 좌우 앞바퀴의 벌어짐과 오므라짐, 즉 토인을 맞춘다.

타이로드 길이를 늘이거나 줄이면 바퀴 앞쪽 간격이 변화해 토인 값이 조정된다.

동력조향장치의 오일펌프가 고장 나 유압이 발생하지 않으면 안전 체크밸브가 열려 오일 통로를 이어주므로, 조향 링크를 통해 수동으로 핸들을 조작할 수 있다.

오일펌프는 유압을 발생시키는 장치, 파워 실린더는 조향력을 보조하는 작동부, 시프트 레버는 변속 조작 부품으로 동력조향 고장시 수동조작과는 관련이 없다.

하이드로 에어백은 유압과 공기압을 함께 사용하는 유공압 복합식 배력장치의 구성부품으로, 순수한 공기식 브레이크의 구조에는 속하지 않는다.

공기식 브레이크는 브레이크 밸브로 공기압을 제어하고, 릴레이 밸브와 브레이크 챔버를 거쳐 실제 제동력을 발생시키는 구조로 이루어진다.

싱크로나이저링은 변속기 기어가 서로 물리는 순간 회전속도를 동기화시켜 기어의 이가 부드럽게 맞물리도록 작동한다.

변속 조작으로 기어가 이동해 상대 기어와 맞물리기 직전, 원추형 마찰면이 접촉하며 회전차를 줄여준다.

TCS 구동 모터는 컨트롤 유닛의 출력(액추에이터)으로 제어신호를 받아 동작하는 부품이지, 컨트롤 유닛에 신호를 입력하는 센서가 아니다.

스로틀 포지션센서, 브레이크 스위치, 휠 속도센서는 모두 구동력 제어에 필요한 정보를 컨트롤 유닛에 전달하는 입력 신호이다.

자동변속기의 기본 변속 패턴은 스로틀 포지션센서로 검출한 부하(가속의지)와 차속센서로 검출한 주행속도를 기준으로 결정된다.

인히비터 스위치나 유온센서, 펄스제네레이터 등은 변속 판단을 보조하거나 변속 실행에 관여하는 신호로, 기본 변속선도를 결정하는 요소는 아니다.

공기빼기 작업은 브레이크 파이프를 분리하지 않고 블리더 플러그를 열어 공기를 배출하는 방식으로 진행하므로, 파이프를 빼면서 작업한다는 설명은 틀렸다.

작업은 마스터실린더에서 먼 휠 실린더부터 순서대로 진행하며, 리저버에 브레이크액이 부족해지지 않도록 계속 보충하면서 실시한다.

유성기어장치는 선기어, 유성기어(피니언), 유성기어 캐리어, 링기어의 네 요소로 구성되며, '변속기어'라는 별도의 부품은 존재하지 않는다.

변속은 이 네 요소 중 어느 것을 고정·구동·출력으로 삼는지를 클러치와 브레이크로 조합해 이루어진다.

출력(P)은 전압과 전류의 곱으로 구하고 이를 마력(PS) 단위로 환산한다.

$P = V \times I = 12\mathrm{V} \times 100\mathrm{A} = 1200\mathrm{W}$

$1\mathrm{PS} = 735.5\mathrm{W}$ 이므로 $\dfrac{1200}{735.5} \approx 1.63\mathrm{PS}$가 된다.

정상적인 12V 축전지는 크랭킹(시동) 순간 큰 전류가 흐르면서 전압이 일시적으로 강하되어 약 9~11V 수준을 나타낸다.

이보다 전압이 심하게 낮으면 축전지 방전이나 극판 손상을, 너무 높으면 측정계통 이상을 의심할 수 있다.

직렬회로에서는 전구의 저항과 흐르는 전류로 실제 소비전력을 구해 밝기를 비교해야 한다.

각 전구의 저항은 $R = \dfrac{V^2}{P}$로 구하면 5W 전구는 $R_1 = \dfrac{12^2}{5} = 28.8\Omega$, 60W 전구는 $R_2 = \dfrac{24^2}{60} = 9.6\Omega$이다.

12V 배터리에 직렬연결하면 전체 전류는 $I = \dfrac{12}{28.8+9.6} = 0.3125\mathrm{A}$로 두 전구에 동일하게 흐른다.

이때 실제 소비전력은 $P = I^2 R$이므로 5W 전구는 약 $2.81\mathrm{W}$, 60W 전구는 약 $0.94\mathrm{W}$를 소비해 정격이 작은 5W 전구가 더 밝게 켜진다.

유니버셜식은 동력전달축의 각도변화를 흡수하는 자재이음 방식으로, 기동전동기 피니언과 링기어의 물림 방식과는 관계가 없다.

기동전동기의 물림 방식에는 솔레노이드로 피니언을 밀어 물리는 피니언 섭동식, 피니언의 관성과 나사홈을 이용해 스스로 밀려 나가 물리는 벤딕스식(관성식), 전기자 자체가 이동해 물리는 전기자 섭동식이 있다.

기동전동기는 시동시에만 큰 전류가 흐르는 회로이므로 점화스위치의 ST(스타트) 단자에 연결되며, 점화스위치를 'ON'으로 돌렸을 때 통전되는 IG 회로에는 연결되지 않는다.

점화코일 1차, 인젝터, 크랭크 앵글센서는 시동 이후에도 엔진 가동을 위해 전원이 필요한 부품이므로 IG 회로에 연결된다.

증발기에서 액체 냉매가 기체로 상태변화하면서 주변의 열을 흡수해 냉방 효과를 만들어내며, 팽창밸브는 이 증발이 시작되도록 냉매를 감압·팽창시켜 증발기로 보내는 역할을 한다.

압축기와 응축기는 반대로 기체 냉매를 압축·액화시키며 열을 방출하는 고압측 부품이다.

용량이 큰 퓨즈로 교체하면 오히려 과전류가 흘러도 끊어지지 않아 배선이나 부품이 손상될 위험이 커지는 것이지, 퓨즈 자체가 단선되는 원인은 아니다.

회로 합선에 의한 과전류, 퓨즈의 부식, 접촉 불량은 모두 퓨즈가 끊어지거나 통전 불량을 일으키는 실제 원인이 된다.

INT 스위치는 와이퍼의 간헐 작동(인터미턴트) 여부를 감지하는 스위치이지, 와셔 작동 여부를 감지하는 스위치가 아니다.

도어스위치는 각 도어의 잠김 여부를, 핸들 록 스위치는 키 삽입 여부를, 열선스위치는 열선 작동 여부를 감지해 ETACS(ISU)에 신호를 보낸다.

스테이터(고정자)는 발전기(알터네이터) 내부에서 교류전기를 발생시키는 부품으로, 전조등 회로의 구성부품이 아니다.

전조등 회로는 라이트 스위치, 전조등 릴레이, 딤머 스위치 등으로 상향·하향 등의 점등을 제어한다.

SCR(사이리스터)에서 순방향 전류는 게이트에서 캐소드로 흐르는 방향이지, 캐소드에서 게이트로 흐르는 방향이 아니므로 이 설명이 틀렸다.

SCR은 애노드·캐소드·게이트 3단자로 이루어지며, 게이트에 (+), 캐소드에 (-) 전류를 흘려주면 애노드-캐소드 사이가 도통되고, 이후 게이트 전류를 제거해도 애노드 전위를 0으로 만들기 전까지는 도통이 유지되는 특성을 가진다.

안전장치는 임의로 제거하거나 기능을 정지시키기 어렵게 만들어야 하므로, 제거·정지를 용이하게 할 수 있어야 한다는 설명은 틀렸다.

안전장치는 방호가 완전하고 신뢰도가 높아야 하며, 정기점검 외에는 사람이 임의로 조정할 필요가 없도록 설계하는 것이 원칙이다.

절연 파괴 등의 사고가 발생해도 인체에 위험을 주지 않는 낮은 정격전압을 안전전압이라 한다.

접촉전압, 접지전압, 절연전압은 각각 다른 개념의 전기적 수치를 가리키는 용어로 안전전압과는 구별된다.

연소의 3요소는 가연물, 산소공급원(공기), 점화원이며, 물은 오히려 연소를 억제하는 소화의 요소이므로 3요소에 해당하지 않는다.

이 세 요소가 동시에 갖추어져야 연소반응이 일어나며, 그중 하나만 제거해도 연소는 중단된다.

얇은 판에 드릴작업을 할 때는 재료 밑에 나무판을 받쳐 드릴이 관통할 때 재료가 밀리거나 손이 다치는 것을 방지한다.

연강판, 스테인레스판, 벽돌처럼 단단한 재료는 드릴날을 손상시키거나 재료가 함께 돌아가는 위험을 유발할 수 있어 받침으로 적합하지 않다.

원 테두리에 사선을 긋고 연기가 피어오르는 담배를 그린 금연 표지다.

원 테두리와 사선으로 행위를 막는 형식은 산업안전·보건표지 중 금지표지의 형식(바탕은 흰색, 기본모형은 빨간색, 그림은 검은색)이며, 그림 속 물체가 연기 나는 담배이므로 담배를 피우지 말라는 뜻이 된다.

• 화기금지도 같은 금지표지이지만 담배가 아니라 불꽃(성냥불)을 그려 불씨를 다루는 행위 전반을 막는 표지다.
• 인화성물질경고·폭발성물질경고는 경고표지여서 원+사선인 이 표지와 형태부터 다르다(현행 산업안전보건법상 화학물질 관련 경고표지는 마름모꼴로, 바탕은 무색·기본모형은 빨간색이다).

중량물 운반수레는 적재중심을 가능한 한 낮게 두어야 안정적으로 운반할 수 있으므로, 적재중심을 위로 오도록 한다는 설명은 틀렸다.

화물이 한쪽으로 편중되지 않도록 균형을 맞추고, 사용 전 수레의 각 부위를 점검하며, 앞이 안 보일 정도로 높이 적재하지 않는 것이 올바른 안전수칙이다.

알칼리성 세척유가 눈에 들어갔을 때는 즉시 깨끗한 물로 씻어내야 하며, 먼저 알칼리유로 중화하려 하면 오히려 눈에 추가 손상을 줄 수 있어 이 설명은 틀렸다.

차를 받칠 때는 안전잭이나 고임목을 사용하고, 노즐시험기 사용시 분사되는 연료에 손이 닿지 않도록 하며, 기관 시동시 소화기를 비치하는 것은 올바른 안전수칙이다.

정밀한 부속품은 압축공기를 이용한 에어건으로 불어내는 방식이 표면 손상 없이 세척할 수 있는 가장 안전한 방법이다.

와이어브러시나 솔은 정밀한 표면에 흠집을 낼 수 있고, 걸레는 실오라기나 이물질을 남길 수 있어 정밀부품 세척에는 적합하지 않다.

축전지는 직류(DC)를 저장·공급하는 장치이므로 단자전압은 직류전압계로 측정해야 하며, 교류전압계로 측정한다는 설명은 틀렸다.

전해액이 옷이나 피부에 닿지 않게 하고, 충전기로 충전할 때 극성에 주의하며, 비중 점검 결과 방전 상태이면 보충전하는 것은 올바른 취급 수칙이다.

기관오일을 보충하거나 교환할 때는 점도가 다른 오일을 서로 섞어서 사용하지 않는 것이 가장 중요한 주의사항이다.

점도가 다른 오일이 섞이면 유막 형성과 유압 특성이 불안정해져 윤활 성능이 떨어질 수 있으므로, 정량을 지키고 이물질(물 등)이 섞이지 않도록 관리해야 한다.