08년 3회차

동력 = 일률 공식 $P = \frac{W}{t}$에서 $t = \frac{W}{P}$로 구한다. 먼저 일(W)을 계산하면 $W = F \times h = 500 \text{ kgf} \times 30 \text{ m} = 15,000 \text{ kgf·m}$이다. 1PS는 75kgf·m/s이므로 100PS = 7,500kgf·m/s이다. 따라서 필요한 시간은 $t = \frac{15,000}{7,500} = \b>2\text{s}이다.$

기관이 워밍업된 정상 주행 상태에서 산소센서가 배기가스 중 산소농도를 검출해 ECU로 신호를 보내면, ECU는 이 신호에 따라 분사량을 보정해 이론공연비에 가깝게 유지하는데 이를 피드백 시스템이라 한다.

자기진단은 고장코드 저장·출력 기능을, MPI는 다점분사 방식 자체를 가리키는 용어로 산소센서 신호에 따른 공연비 보정과는 다른 개념이다.

디젤기관의 연소실 형식 중 예연소실식은 주연소실과 별도의 예연소실에서 1차 연소가 일어나 압력 상승이 완만하므로, 분사압력은 직접분사식보다 낮은 약 $100 \sim 120\,\mathrm{kgf/cm^2}$ 정도로 설정한다.

직접분사식은 연료를 연소실에 직접 고압으로 분사해야 하므로 이보다 훨씬 높은 200~300kgf/cm² 이상의 분사압력을 필요로 한다.

4기통 총배기량이 1280cc이므로 1기통당 행정체적은 $\dfrac{1280}{4} = 320\,\mathrm{cc}$이다.

압축비는 $\varepsilon = \dfrac{\text{행정체적}+\text{연소실체적}}{\text{연소실체적}} = \dfrac{320+40}{40} = 9$이므로 이 기관의 압축비는 9이다.

인젝터의 니들밸브는 솔레노이드에 의해 열리고 닫히며 연료를 실제로 분사하는 역할을 할 뿐, 연료압력을 일정하게 유지하는 것은 별도의 연료압력조절기(레귤레이터)의 역할이므로 이 설명은 틀렸다.

플런저가 니들밸브를 눌러 대기하다 ECU 신호로 솔레노이드가 전자석이 되어 니들밸브를 열고, 배선커넥터가 ECU 신호를 솔레노이드에 전달하는 것은 모두 옳은 설명이다.

전자제어 연료분사 장치는 고출력과 정밀한 혼합비 제어에 유리하고, 연료소비율이 낮으며, 부하 변동에 신속하게 응답하는 것이 장점이다.

적절한 혼합비를 정밀하게 공급하면 유해 배출가스는 증가가 아니라 감소하므로, 배출가스가 증가한다는 설명은 전자제어 분사장치의 장점으로 볼 수 없다.

동시분사 방식은 크랭크각 신호를 기준으로 모든 실린더의 인젝터를 동시에 열어 연료를 공급한다.

이와 달리 순차분사는 각 실린더의 흡입행정 순서에 맞춰 인젝터를 하나씩 순서대로 개방하는 방식으로 동기분사와 같은 말이며, 비동기분사는 급가속 등 특수한 조건에서 크랭크각과 무관하게 추가로 분사하는 방식이다.

윤활유는 응고점이 낮아야 저온에서도 굳지 않고 유동성을 유지할 수 있으므로, 응고점이 높을 것을 요구하는 것은 구비조건에 어긋난다.

점도가 적당하고 열과 산에 대한 안정성이 있으며 인화점·발화점이 높은 것은 모두 올바른 윤활유 구비조건이다.

자동차 기관의 기본 사이클은 정적 사이클(오토 사이클), 정압 사이클(디젤 사이클), 복합 사이클(사바테 사이클) 세 가지이며, 공기압으로 동력을 얻는 공압 사이클은 이에 포함되지 않는다.

자동차안전기준상 자동차 높이의 최대허용기준은 4.0m 이하로 정해져 있다.

자동차의 외형 치수는 길이·너비·높이로 함께 제한되며, 길이는 13m(연결자동차는 그보다 길게 허용), 너비는 2.5m, 높이는 4.0m가 상한이다. 이는 도로의 지하차도·육교 등 통과 높이를 고려한 기준으로 오랫동안 큰 변경 없이 유지되어 왔다.

피스톤링의 3대 작용은 기밀유지작용, 오일제어작용, 열전도작용(냉각작용)이며, 오일을 정화하는 오일청정작용은 피스톤링의 기능에 포함되지 않는다.

MAP 센서는 흡기 매니폴드 내부의 부압(진공압)을 절대압력 방식으로 측정하여 엔진 부하를 판단하는 데 사용된다.

공기온도를 측정하는 것은 흡기온도센서, 공기량을 직접 측정하는 것은 에어플로우센서(AFS)의 역할이므로 MAP 센서의 기능과는 다르다.

엔진 온도가 낮거나 혼합비가 희박해 실화가 일어나면 연료가 불완전연소되어 탄화수소(HC) 배출량이 증가한다.

T.P.S(스로틀 포지션 센서)는 스로틀 밸브 축에 설치되어 밸브의 열림 정도를 저항 변화로 검출한다.

오일펌프가 압송한 윤활유 전량이 오일필터를 거친 뒤 윤활부로 보내지는 방식이므로 전류식(전류 여과식)이다.

그림의 오일 흐름은 오일팬 → 오일펌프 → 필터 → 엔진 윤활부 → 오일팬으로, 펌프 출구와 윤활부 사이에 필터가 직렬로 놓여 있어 갈라지는 통로가 없다. 필터가 막혀 여과 저항이 커지면 필터와 나란히 달린 바이패스밸브가 열려 여과되지 않은 오일이라도 윤활부로 흘려 보내고, 펌프 토출측의 릴리프밸브는 규정 이상으로 오른 유압을 되돌려 압력을 제한한다.

• 분류식은 펌프에서 나온 오일의 일부만 필터를 거쳐 윤활부로 가고, 나머지는 여과되지 않은 채 직접 윤활부로 공급된다.
• 샨트식(션트식)은 일부는 필터를 거치고 일부는 필터를 거치지 않은 뒤 다시 합류해 함께 윤활부로 가는 절충 방식이다.
• 자력식은 윤활유 여과 방식의 분류 명칭이 아니다.

분사펌프식 디젤 연료장치의 연료 공급 순서는 연료탱크 → 연료여과기 → 연료공급펌프 → 연료여과기 → 분사펌프 → 고압파이프 → 분사노즐 → 연소실이다.

연료탱크에서 나온 연료는 1차 여과기를 거쳐 공급펌프로 이송되고, 다시 2차 여과기에서 정밀 여과된 뒤 분사펌프로 들어가 고압파이프를 통해 분사노즐로 압송된다.

베이퍼라이저(감압기화장치)는 봄베에서 나온 액체 상태의 LPG를 감압·기화시켜 기체 LPG로 바꿔주는 장치이다.

속도 감응형 동력조향장치는 차속 신호에 따라 조향력을 가변시켜, 저속에서는 가볍게 고속에서는 무겁게 핸들이 조작되도록 한다.

차량의 주행 속도를 줄이거나 정지시키는 장치는 제동장치(브레이크)이다.

2번 실린더가 흡기행정 중일 때 5번 실린더는 폭발행정 중이다.

폭발순서 1-5-3-6-2-4에서 5번은 점화 순서상 2번보다 세 단계(크랭크각 360°) 앞선 위치에 있다. 4행정 6기통 기관에서 각 실린더는 120°씩 위상차를 두고 작동하므로 이 위상차를 따라가면 2번의 흡기행정 구간에 5번은 폭발(팽창)행정 구간에 놓이게 된다.

연소실은 열손실을 줄이기 위해 표면적이 최소가 되도록 설계해야 하므로, 표면적을 최대로 한다는 설명은 옳지 않다.

화염전파 시간을 짧게 하고 돌출부를 두지 않으며 압축행정에서 혼합기에 와류를 일으키는 것은 모두 올바른 연소실 설계 고려사항이다.

공기과잉률(λ)은 $\dfrac{\text{실제공연비}}{\text{이론공연비}}$로 정의되며, 실제 혼합기가 이론적으로 완전연소에 필요한 양보다 얼마나 많거나 적은 공기를 포함하는지를 나타낸다.

밸브스프링의 서징현상을 방지하려면 스프링의 고유 진동수를 높이거나 부등피치 스프링, 원추형 스프링, 피치가 서로 다른 이중 스프링을 사용해야 하며, 단순히 피치가 더 큰 스프링으로 교체하는 것은 서징 방지 대책이 아니다.

클러치가 접속될 때 발생하는 회전 방향의 충격을 흡수하는 것은 클러치판(디스크)에 설치된 댐퍼 스프링(토션 스프링)이다.

쿠션스프링은 클러치판이 접속될 때의 축 방향 충격을 완화하고, 클러치스프링은 압력판을 밀어 클러치판을 압착하는 역할을 하므로 회전충격 흡수 기능과는 구분된다.

브레이크 파이프에 작용하는 유압은 약 32kgf/cm²이다.

내경 2cm이므로 반지름은 1cm이고, 마스터 실린더의 단면적은 $A=\pi r^2 = \pi \times 1^2 \approx 3.14\,\mathrm{cm^2}$이다.

압력은 $P=\dfrac{F}{A}=\dfrac{100\,\mathrm{kgf}}{3.14\,\mathrm{cm^2}} \approx 32\,\mathrm{kgf/cm^2}$로 계산된다.

회전 충격을 흡수하는 토션 댐퍼(댐퍼 스프링)는 클러치판에 설치되는 구성요소이며, 추진축 자체의 부품으로 설명하는 것은 옳지 않다.

추진축의 앞뒤 요크가 동일 평면에 있어야 하는 것, 슬립조인트가 길이의 신축성을 제공하는 것, 자재이음이 각도를 가진 두 축 사이에 회전력을 전달하는 것은 모두 드라이브 라인에 대한 올바른 설명이다.

유압 브레이크 회로에 잔압을 남기는 것은 마스터 실린더에 설치된 첵밸브(체크밸브)와 복귀 스프링이다.

브레이크 페달을 놓으면 복귀 스프링이 피스톤을 원위치로 밀어내는데, 이때 첵밸브가 회로 내 오일이 마스터 실린더 쪽으로 역류하는 것을 막아 배관 내에 일정한 잔압이 유지되도록 한다.

ABS에서 각 바퀴의 회전속도를 검출해 컨트롤유닛으로 신호를 보내는 부품은 휠 스피드 센서이다.

가속페달의 조작에 따라 스로틀 밸브가 열리는 정도가 바뀌면서 저항값이 변하는 센서는 스로틀 포지션 센서(T.P.S)이다.

수동변속기에서 두 개의 기어가 동시에 물리는 것을 막기 위한 장치는 인터록이다.

시프트 레버의 조작을 받아 변속 레인지를 결정하는 밸브 보디의 구성요소는 매뉴얼 밸브이다.

전자제어 자동변속기(TCU)가 담당하는 대표적인 제어 항목은 변속단 제어, 댐퍼클러치 제어, 라인압 가변 제어이다.

거버너 제어는 차속에 따라 유압을 발생시키는 기계식 요소의 기능으로, 전자제어식 시스템에서는 차속센서 신호로 대체되어 별도의 전자제어 항목으로 다루지 않는다.

ECS(전자제어 현가장치)에서 주행 중 급커브 상태를 감지하는 센서는 스티어링 휠 각도 센서이다.

이 자동차의 최소회전반경은 약 6m이다.

최소회전반경은 $R=\dfrac{L}{\sin\alpha}+r$로 구하며, 축간거리 $L=2.9\,\mathrm{m}$, 조향각 $\alpha=30°$, 접지면 중심과 킹핀 사이 거리 $r=0.2\,\mathrm{m}$를 대입한다.

$R=\dfrac{2.9}{\sin 30°}+0.2=\dfrac{2.9}{0.5}+0.2=5.8+0.2=6\,\mathrm{m}$

토크 변환기에서 클러치점은 터빈의 회전속도가 펌프에 근접해 스테이터가 공전(프리휠링)하기 시작하는 시점을 말한다.

이 시점부터는 토크 변환기가 토크 증대 작용 없이 유체 커플링처럼 작동하게 된다.

사이드슬립 테스터의 지시값은 주행 1m당 슬립량(mm)을 나타내므로, 지시값 4는 1km(1,000m)를 주행할 때 앞바퀴가 약 4m 옆으로 미끄러진다는 것을 의미한다.

$4\,\mathrm{mm/m} \times 1000\,\mathrm{m} = 4000\,\mathrm{mm} = 4\,\mathrm{m}$

튜브리스 타이어는 못과 같이 작은 이물질에 찔려도 공기가 급격히 새지 않는 장점이 있지만, 유리조각 등으로 크게 찢어진 손상은 수리가 어렵다.

고속 주행 시에도 발열이 적고, 림이 변형되면 밀착이 깨져 공기가 새기 쉬운 것은 튜브리스 타이어의 올바른 특징이다.

구동력은 축의 회전력을 바퀴 반경으로 나눈 값이므로 $F=\dfrac{T}{R}$로 나타낸다.

회전력(토크)은 정의상 힘과 회전 중심까지의 거리를 곱한 값이어서 $T=F\times R$이고, 이를 구동력 $F$에 대해 정리하면 $F=\dfrac{T}{R}$가 된다. 따라서 같은 토크를 걸어도 바퀴 반경이 클수록 구동력은 작아진다.

보기 중 반경을 회전력으로 나눈 식은 분자·분모가 뒤바뀌어 구동력과 반경의 관계를 거꾸로 나타내고, 회전력에 반경이나 반경의 2배를 곱한 식은 단위가 힘이 아니라 N·m²가 되어 구동력이 될 수 없다.

자동차의 가로축(좌우 방향 축)을 중심으로 앞뒤가 번갈아 오르내리는 회전 진동은 피칭(pitching)이다.

롤링은 세로축(전후방향)을 중심으로 한 좌우 회전 진동, 요잉은 수직축을 중심으로 한 회전 진동, 바운싱은 차체 전체가 상하로 평행 이동하는 진동이므로 서로 구분된다.

전자제어 동력조향장치의 플로우 컨트롤 밸브는 고속 주행 시 조향기어 박스로 가는 오일량을 줄여 조향력을 무겁게 만들므로, 고속회전 시 오일량을 많게 한다는 설명은 옳지 않다.

반대로 저속에서는 오일량을 많게 하여 핸들 조작이 가벼워지도록 하며, 밸브 내부에는 과도한 압력을 조절하는 릴리프밸브가 함께 설치되어 오일량을 조절한다.

이 저항에 걸리는 전압은 40V이다.

옴의 법칙 $V=IR$에 저항 $R=20\,\Omega$과 전류 $I=2\,\mathrm{A}$를 대입하면 $V=2\times 20=40\,\mathrm{V}$이다.

축전지 전해액은 온도가 올라가면 비중이 내려간다.

이는 온도 상승에 따라 전해액의 부피가 팽창하면서 단위 부피당 황산의 농도가 낮아지기 때문이며, 표준온도(20°C) 기준으로 환산할 때 이러한 온도-비중 보정을 적용한다.

발전기는 엔진 가동 중 전기부하에 필요한 전류를 공급하면서 동시에 축전지를 충전하는 역할을 하므로, 축전지만을 충전한다는 설명은 발전기의 기능을 온전히 나타내지 못해 가장 관련이 적다.

소비되는 전류를 보상하고 등화장치 등 각종 전기부하에 전류를 공급하는 것이 발전기의 핵심 역할이다.

팽창 밸브(expansion valve)는 응축기에서 나온 고압의 액체 냉매를 오리피스로 급격히 좁혀 저압의 액체 냉매로 감압·팽창시키는 구성품이다.

압축기는 저압의 기체 냉매를 고압으로 압축하는 역할이고, 리퀴드 탱크(리시버 드라이어)는 액체 냉매를 저장·건조하는 역할이며, 에바포레이터는 팽창 후의 저압 액체 냉매를 기화시켜 주위 공기의 열을 흡수하는 역할을 한다.

제너 다이오드는 역방향으로 일정 전압(제너 전압) 이상이 걸리면 급격히 전류가 흘러 양단 전압을 일정하게 유지하는 특성이 있어 정전압회로에 사용된다.

고주파 회로, 저압·브리지 정류회로는 각각 다른 목적의 소자가 쓰이는 회로로 제너 다이오드의 전형적 용도가 아니다.

마그네틱 픽업 코일은 로터의 회전에 따라 자속 변화로 교류 신호(펄스)를 만들어 컨트롤 유닛에 점화 시기 신호를 전송하는 센서이다.

아마추어와 로터는 신호를 발생시키는 회전체 쪽 구성이고, 점화코일은 픽업 코일의 신호를 받아 실제 고전압을 발생시키는 쪽이므로 신호 전송 기능 자체는 픽업 코일이 담당한다.

기동전동기의 회전력(토크) 시험은 전동기 축이 회전하지 못하도록 고정한 상태에서 측정하는 정지 회전력(스톨 토크) 시험이다.

기동전동기 성능 시험은 무부하 시험, 저항 시험, 회전력(정지) 시험 세 가지로 나뉘며, 회전력 시험은 축을 구속한 정지 상태에서 발생하는 최대 토크를 측정해 기동전동기의 출력 성능을 판정한다.

오토라이트(자동 전조등)는 주위 밝기 변화에 따라 저항값이 변하는 광전도 셀(CdS)을 조도센서로 사용한다.

다이오드와 트랜지스터는 스위칭·증폭용 반도체 소자이고, 서미스터는 온도에 따라 저항이 변하는 소자이므로 빛의 세기를 감지하는 조도센서로는 광전도 셀이 쓰인다.

ETACS(중앙집중식 편의장치 제어)는 도어 열림 경고, 디포거(열선) 타이머, 점화 키 홀 조명처럼 시간 지연·경보성 편의 기능을 통합 제어하는 장치이다.

엔진 체크 경고등은 엔진 ECU가 자기진단 결과에 따라 점등하는 경고등으로 ETACS의 편의 제어 기능이 아니라 엔진 제어 시스템의 영역이다.

엔진오일 경고등은 오일펌프의 유압이 규정치 이하로 떨어지면 유압스위치(오일프레셔 스위치)가 작동해 점등되어 운전자에게 윤활 불량을 경고한다.

연료 잔량 경고등은 연료량, 냉각수 과열 경고등은 냉각수 온도, 주차브레이크 등은 파킹브레이크 체결 여부를 각각 감지하는 별개의 경고 장치이다.

작업 시작 전 안전점검은 인적인 면(건강·기능상태), 물리적인 면(기계·기구·설비·공구), 관리적인 면(작업내용·작업순서)으로 구분하는데, 환경적인 면은 작업방법이나 안전수칙이 아니라 작업장의 정리정돈, 조명, 환기, 소음 등 작업 환경 조건을 점검하는 항목이다.

작업방법과 안전수칙은 관리적인 면에 속하는 내용이므로 환경적인 면과 짝지은 것은 잘못된 조합이다.

화재 소화의 기본 원리는 연소의 3요소(가연물, 산소, 점화원)를 제거하거나 억제하는 것이다. 가연물 제거, 산소 차단, 점화원 냉각은 모두 연소 3요소를 직접 제어하는 소화 작업의 기본요소이며, 이를 통해 연소 반응을 중단시킨다. 반면 연료를 기화시키는 것은 오히려 가연성 증기를 발생시켜 연소를 촉진하므로 소화 작업의 목표와 반대되는 행동으로, 소화 기본요소가 아니다.

그림의 화살표 방향으로 조정렌치를 써야 하는 가장 큰 이유는 렌치의 파손을 막고 안전한 자세를 유지하기 위해서다.

그림의 조정렌치는 위쪽의 고정조, 아래쪽의 가동조, 그리고 물림 폭을 조절하는 조정나사로 이루어져 있고, 화살표는 손잡이에 힘을 가하는 방향을 가리킨다. 가동조는 조정나사에 물려 미끄러지도록 끼워져 있을 뿐이어서, 반대 방향으로 돌리면 물림 하중이 가동조와 조정나사에 걸려 조가 벌어지거나 부러진다. 화살표 방향으로 쓰면 그 하중을 고정조(렌치 몸체)가 받아 주므로 렌치가 상하지 않는다.

또한 렌치는 미는 것보다 몸쪽으로 당기는 자세가 볼트가 갑자기 풀렸을 때 손이 부딪힐 위험이 적어 안전하다. 너트 머리 손상 방지나 작은 힘으로 조이는 효과, 자세의 편리함은 부수적인 이점일 뿐 방향을 지켜야 하는 가장 중요한 이유가 아니다.

공기공구는 밸브를 천천히 열고 닫아 급격한 압력 변화와 반동으로 인한 사고를 막아야 한다.

• 공구 교체 시 밸브를 잠그는 것은 올바른 안전수칙이다.
• 활동 부분에 윤활유·그리스를 급유하는 것도 올바른 관리 방법이다.
• 사용 시 보호구를 착용하는 것도 기본 안전수칙이다.

따라서 밸브를 빠르게 열고 닫는다는 설명이 틀린 내용이다.

연삭 작업에서 받침대(work rest)는 숫돌차의 중심선과 같거나 중심선보다 낮지 않게 설치해야 공작물이 숫돌과 받침대 사이에 끼이는 사고를 막을 수 있다.

나무 해머로 두드려 맑은 음이 나면 정상, 표면이 심하게 변형되면 수정, 받침대와 숫돌 간격을 3mm 이내로 유지하는 것은 모두 올바른 안전수칙이다.

따라서 받침대를 숫돌차의 중심선보다 낮게 한다는 설명이 옳지 않다.

밸브 래핑을 손으로 할 때는 래퍼를 양손에 끼워 좌우로 번갈아 돌리면서 이따금 가볍게 충격을 주어 래핑 컴파운드가 밸브면과 시트에 고르게 물리도록 하는 방법이 가장 효율적이고 안전하다.

한쪽 방향으로만 계속 돌리면 접촉면이 국부적으로만 다듬어져 밀착이 고르지 못하게 된다.

허브 작업처럼 차체 아래에서 작업할 때는 잭(jack)으로 차체를 든 다음 견고한 스탠드(잭 스탠드)로 받치고 작업해야 잭이 풀리거나 넘어지는 사고를 예방할 수 있다.

잭만으로 든 상태에서 작업하거나 프레임 한쪽만 받치는 것, 로프로 고정하는 것은 차체가 흔들리거나 낙하할 위험이 있어 안전하지 않다.

집광식 전조등 시험은 실제 주행 상태에 가깝게 공차상태에 운전자 1인만 탑승한 상태에서 실시해야 규정된 광도·광축 기준에 맞게 측정할 수 있다.

보조자까지 두 사람이 탑승하면 하중 증가로 차체 자세(전조등 조사각)가 달라져 시험 결과가 부정확해지므로 틀린 설명이다.

타이어 공기압을 규정대로 맞추고, 시험기와 차량을 마주보게 하며, 바닥이 수평이어야 하는 것은 모두 올바른 주의사항이다.

체인 블록으로 기관을 들어 올릴 때는 체인이나 리프팅 후크를 기관의 무게중심부에 튼튼하게 걸어야 들어 올리는 도중 기울거나 낙하하는 사고를 막을 수 있다.

무게중심을 벗어난 지점에 걸면 기관이 회전하거나 미끄러질 위험이 크다.

반드시 체인으로만 묶어야 한다거나 노끈·밧줄은 무조건 굵은 것을 쓰면 된다는 식의 설명은 거는 위치를 고려하지 않은 잘못된 기준이며, 가는 철선이나 가는 체인으로 묶는 것은 하중을 견디지 못해 끊어질 위험이 있어 금지된다.

잭(jack)으로 차체를 들어 올린 뒤에는 잭이 흔들려 빠지는 사고를 막기 위해 잭 손잡이(핸들)를 반드시 빼두어야 하며, 그대로 꽂아 둔 채 작업하는 것은 잘못된 안전수칙이다.

작업에 맞는 공구를 사용하고, 바닥에 오일을 흘리지 않으며, 전기장치를 기름기 없이 다루는 것은 모두 올바른 정비 안전수칙이다.