07년 2회차

압축비는 연소실체적에 행정체적을 더한 값을 연소실체적으로 나눈 값이다.

$\varepsilon = \dfrac{V_c + V_s}{V_c}$

$\varepsilon = \dfrac{60 + 360}{60} = 7$

4행정 4기통 기관은 크랭크각 180˚마다 한 실린더씩 점화되며, 점화순서 1-3-4-2는 폭발행정이 1번→3번→4번→2번 순으로 이어진다는 뜻이다.

1번이 폭발행정일 때, 180˚ 뒤에 점화될 3번은 압축행정, 그 다음 차례인 4번은 흡입행정, 마지막 차례인 2번은 배기행정에 놓인다.

문제의 조건대로 2번이 배기행정 중이라면 바로 이 배열에 해당하므로, 이때 3번 실린더는 압축행정을 하고 있다.

실린더 블록이나 헤드처럼 넓은 평면의 평면도(휨·변형)는 곧은 자(직각자·스트레이트에지)를 표면에 대고 그 틈새를 필러 게이지로 측정해 확인한다.

마이크로미터와 다이얼 게이지, 버니어 캘리퍼스는 각각 두께·미세 변위·길이를 재는 데 적합한 계측기로, 넓은 평면의 뒤틀림을 확인하는 용도로는 직각자와 필러 게이지 조합이 사용된다.

동력(일률)은 힘과 속도의 곱으로 구하며, 1PS는 $75\,\mathrm{kgf\cdot m/s}$에 해당한다.

$PS = \dfrac{F \times v}{75} = \dfrac{150 \times 1}{75} = 2$

디젤 노크는 착화지연 기간이 길어질 때 심해지므로, 착화지연을 줄이려면 압축비를 높여 압축 온도를 올려야 하며, 압축비를 낮추는 것은 오히려 노크를 악화시키는 방향이다.

• 세탄가가 높은 연료는 착화성이 좋아 착화지연을 줄여준다.
• 착화지연 기간 중 분사량을 적게 하면 급격한 연소를 완화할 수 있다.
• 압축 온도를 높이면 착화가 빨라져 착화지연 기간이 짧아진다.

피스톤 핀의 중심을 실린더 중심에서 약간 벗어나게 두는 피스톤 옵셋은 피스톤이 상사점 부근에서 실린더 벽을 미는 힘(측압)을 줄여, 측압 방향이 급격하게 반전되지 않도록 하기 위한 설계이다.

이를 통해 피스톤이 실린더 벽에 부딪히며 나는 소음(피스톤 슬랩)과 편마모를 줄이는 효과를 얻는다.

방열기(라디에이터)의 용량이 클수록 냉각수를 식히는 능력이 커지므로, 이는 기관 과열의 원인이 아니라 오히려 냉각에 유리한 조건이다.

• 온도조절기(서모스탯)가 닫힌 채로 고장 나면 냉각수가 라디에이터로 순환하지 못해 과열된다.
• 방열기 코어가 막히면 냉각수 흐름과 방열 면적이 줄어 과열의 원인이 된다.
• 팬벨트 장력이 느슨하면 냉각팬과 물펌프의 회전이 떨어져 냉각 성능이 저하된다.

연료 분사시기(타이밍)를 결정하는 것은 크랭크각센서·캠축포지션센서의 역할이며, TPS는 스로틀 개도로 가속 상태를 감지해 분사량 보정에 관여하는 센서이므로 이 설명이 틀렸다.

• TPS는 일반적으로 스로틀축에 연결된 가변저항식으로 만들어진다.
• 가속 페달을 밟은 정도(스로틀 개도)를 전압 변화로 감지한다.
• 급가속이 감지되면 컴퓨터가 일시적으로 연료분사 시간(분사량)을 늘려 준다.

디젤기관의 연료 분무 형성 3대 요건은 무화·관통력·분포이며, 노크는 착화 지연 등으로 발생하는 이상연소 현상이지 분무형성 요건이 아니다.

무화는 연료가 미세한 안개 상태로 퍼지는 정도, 관통력은 압축공기를 뚫고 나가는 힘, 분포는 연소실 전체에 고르게 퍼지는 정도를 뜻한다.

가솔린은 탄소와 수소로 이루어진 탄화수소 화합물이다.

연소 시 이 탄소와 수소가 산소와 반응해 이산화탄소와 물을 생성한다.

1행정당 일은 평균유효압력과 행정체적의 곱으로 구한다.

$W = P_{me} \times V_s = 4\ \mathrm{kgf/cm^2} \times 300\ \mathrm{cm^3} = 1200\ \mathrm{kgf \cdot cm}$

$1200\ \mathrm{kgf \cdot cm} = 12\ \mathrm{kgf \cdot m}$이므로 1회 폭발로 하는 일은 12kgf·m이다.

과급기는 흡입공기를 압축해 실린더에 더 많은 공기를 밀어 넣어 출력의 증대를 목적으로 한다.

같은 배기량이라도 충전효율이 높아져 연소실에 더 많은 공기와 연료를 태울 수 있으므로 출력이 향상된다.

지르코니아식 산소센서는 배기가스 중 산소농도 차이로 기전력을 발생시키며, 이론공연비를 기준으로 0.1~1.0V 범위에서 전압이 변화한다.

혼합비가 농후(rich)할 때는 전압이 높게, 희박(lean)할 때는 낮게 출력되어 ECU가 공연비 피드백 제어에 활용한다.

전자제어 엔진의 컴퓨터(ECU)는 인젝터의 통전 시간(분사 시간)을 조절해 연료 분사량을 제어한다.

인젝터 니들밸브가 열려 있는 시간이 길수록 분사량이 늘어나므로, ECU는 각종 센서 신호를 바탕으로 이 통전 시간을 가감한다.

인젝터는 ECU의 신호를 받아 연료를 분사하는 출력(액추에이터) 요소이지 입력 신호를 보내는 센서가 아니다.

• 스로틀 포지션 센서는 스로틀 개도를 검출해 ECU에 입력한다.
• 냉각 수온 센서는 엔진 온도를 검출해 입력한다.
• 크랭크 각 센서는 크랭크축 위치·회전속도를 검출해 입력한다.

열선식(핫와이어) 공기량 센서는 가열된 열선이 흡입공기에 의해 냉각되는 정도를 이용해 질량 유량을 직접 검출한다.

• 칼만 와류식과 가동 베인식은 공기의 부피(체적) 유량을 검출하는 방식이라 별도의 온도·압력 보정이 필요하다.
• 맵센서 방식은 흡기다기관의 절대압력을 재어 공기량을 간접적으로 추정하는 방식이다.

MPI(다점 분사) 방식은 흡기밸브 부근에서 각 실린더별로 독립 분사하므로 월 웨이팅(연료가 흡기관 벽에 부착되는 현상)에 따른 냉시동 특성이 크게 개선되는 것이 특징이며, 큰 효과가 없다는 설명은 사실과 반대다.

• 실린더별 흡기다기관 설계가 체적효율 최적화에 집중될 수 있는 점은 MPI의 실제 장점이다.
• 저온·고속 영역에서 토크 특성 변화가 가능한 점도 MPI의 실제 장점이다.
• 온간·냉간 시 모두 최적 성능을 낼 수 있는 것도 MPI의 실제 장점이다.

유압조절밸브(릴리프밸브)는 윤활회로 내 압력이 과도하게 상승하는 것을 막고 유압을 일정하게 유지한다.

오일펌프는 오일을 압송하는 역할, 오일여과기는 이물질을 걸러내는 역할, 오일냉각기는 오일 온도를 낮추는 역할로 유압 조절과는 기능이 다르다.

LPG 기관의 연료는 연료탱크 → 솔레노이드 밸브 → 베이퍼라이저 → 믹서 순으로 공급된다.

솔레노이드 밸브가 연료 공급을 단속한 뒤, 베이퍼라이저(감압기화기)에서 액체 LPG를 기체로 감압·기화시키고, 믹서에서 공기와 혼합해 흡기다기관으로 보낸다.

연료 증발가스(HC, 탄화수소) 억제는 EGR 장치의 기능 범위가 아니며, HC 제어는 활성탄 캐니스터(charcoal canister) 등 별도 증발가스 제어 장치에서 담당한다. EGR(배기가스 재순환) 장치는 질소화합물(NOx) 감소를 주목적으로 하며, 배기가스의 일부를 흡기로 되돌려 연소온도를 낮춤으로써 고온에서 생성되는 NOx를 억제한다.

• 배기가스 재순환 장치라는 설명은 EGR의 기본 정의로 정확하다.
• EGR 파이프·밸브·서모밸브로 구성된다는 설명은 실제 구조로 정확하다.
• NOx 발생을 감소시킨다는 설명은 EGR의 주요 기능으로 정확하다.

연료펌프의 체크밸브(Check Valve)는 일방향 밸브로, 펌프에서 연료가 한쪽 방향으로만 흐르도록 하여 엔진 정지 후에도 연료계통의 잔압(Residual Pressure)을 유지한다. 이 잔압 유지는 다음 시동 시 연료계통이 다시 가압될 때까지의 시간을 단축시켜 고온 재시동을 용이하게 한다.

• 연료 압력의 맥동 감소는 펌프 출구의 댐퍼(Accumulator)가 담당한다.
• 연료 압력 조절은 연료 압력 조절기(Fuel Pressure Regulator)의 역할이다.
• 연료 분사는 인젝터의 기능이다.

밸브오버랩은 배기행정 말과 흡기행정 초에 배기밸브와 흡기밸브가 동시에 열려 있는 기간을 말한다.

이 구간에서 잔류 배기가스 배출과 새로운 혼합기 흡입이 겹치면서 체적효율과 배기가스 재순환에 영향을 준다.

자동차안전기준에서 승합자동차 승객 좌석의 앉음 부분 설치높이는 40cm 이상 45cm 이하로 정하고 있다(출제 당시 기준).

이는 승객이 무리 없이 앉고 설 수 있도록 정한 좌석 구조 기준이다. 세부 수치는 이후 기준 개정 여부를 확인할 필요가 있다.

변속 시 기어가 맞물리는 순간 소리가 나는 기어 충돌음은 주로 싱크로나이저링(동기치합기구)의 고장으로 두 기어의 회전속도가 동기화되지 못해 발생한다.

• 엔진과의 얼라인먼트 불량은 진동이나 소음의 원인이 될 수 있으나 변속 충돌음의 전형적 원인은 아니다.
• 드라이브 기어의 단순 마모는 기어 소음을 유발할 수 있어도 충돌음의 직접 원인과는 거리가 있다.
• 변속 링키지의 헐거움은 변속이 잘 안 들어가는 현상과 관련이 있다.

조향기어의 백래시(기어 간 유격)가 지나치게 크면 조향핸들의 유격이 커진다.

핸들을 돌려도 바퀴에 힘이 바로 전달되지 않는 구간(유격)이 늘어나 조향 응답성이 떨어진다.

브레이크 간격 조정이 지나치게 적으면 오히려 라이닝이 항상 드럼(또는 디스크)에 닿아 있어 브레이크가 끌리는 현상이 나타날 뿐, 제동 효과가 나빠지는 원인은 아니다.

• 브레이크 오일이 부족하면 유압이 형성되지 않아 제동력이 떨어진다.
• 라이닝에 오일이 묻으면 마찰계수가 낮아져 제동력이 떨어진다.
• 브레이크액에 공기가 섞이면 페달을 밟아도 유압이 제대로 전달되지 않는다.

차동장치 링기어의 흔들림(런아웃)은 다이얼 게이지로 측정한다.

링기어 외측면에 다이얼 게이지 촉을 대고 링기어를 천천히 회전시키며 눈금의 변화량을 읽어 흔들림 정도를 판정한다.

흡입공기 온도 신호는 주로 엔진 ECU의 연료 분사·점화 제어에 쓰이는 신호로, 자동변속기 T.C.U의 변속 제어 입력 신호에는 해당하지 않는다.

• 스로틀 포지션 센서 신호는 운전자의 가속 의지를 파악해 변속점을 결정하는 데 쓰인다.
• 엔진회전 신호는 변속 시점과 변속 충격 제어에 쓰인다.
• 액셀레이터(가속페달) 신호는 부하 상태를 판단해 변속 패턴을 결정하는 데 쓰인다.

동력조향장치는 동력실린더와 제어밸브의 배치에 따라 인테그럴형(일체형)과 분리형(링키지형) 등으로 나뉘며, 콘티형이라는 분류는 존재하지 않는다.

인테그럴형은 동력실린더와 제어밸브가 조향기어 박스 안에 일체로 조립된 방식이고, 분리형은 이들이 링키지로 따로 연결된 방식이다.

전부동식 차축은 차축이 차량 하중을 지지하지 않고 동력 전달만 담당하므로, 뒤 차축을 정비할 때 허브를 떼어내지 않고도 액슬축(차축)만 분리해 작업할 수 있다.

바퀴와 허브 베어링이 차체 하중을 지지하는 구조이기 때문에 차축을 빼도 바퀴가 떨어지지 않는다.

가속 페달을 밟으면 스로틀밸브가 함께 열리면서 내부 저항값이 변하는 스로틀 포지션 센서가 가속 페달 조작에 따라 저항이 변화하는 센서이다.

• 공기온도센서는 흡입공기 온도 변화에 따라 저항이 변한다.
• 수온센서는 냉각수 온도 변화에 따라 저항이 변한다.
• 크랭크포지션센서는 크랭크축 회전에 따른 신호를 발생시키며 가속페달 조작과 직접 연동되지 않는다.

스크러브 레디어스(킹핀 오프셋)는 킹핀 중심선의 연장선이 지면과 만나는 점과, 타이어 중심선(캠버선)의 연장선이 지면과 만나는 점 사이의 거리를 말한다.

이 값은 조향 시 타이어가 지면에서 옆으로 미끄러지듯 회전하는 정도와 조향력, 제동 시 좌우 쏠림에 영향을 준다.

클러치는 회전관성이 작아야 변속 시 회전속도 변화가 빠르게 이루어져 기어 물림이 원활해지므로, 회전 관성이 클 것은 클러치의 구비조건이 아니다.

회전부분의 평형이 좋고 회전력 단속이 확실하며 과열되지 않아야 하는 것은 모두 실제 클러치의 구비조건이다.

총감속비는 변속기 감속비와 종감속비를 곱해서 구한다.

$4.5 \times 6 = 27$이므로 총 감속비는 27:1이다.

섀클(shackle)은 판스프링 한쪽 끝을 차체에 흔들이처럼 매달아, 스프링이 휘어질 때 늘어나거나 줄어드는 스팬의 길이 변화를 흡수하는 부품이다.

행거는 스프링의 다른 쪽 끝을 고정하는 부품이고, U볼트는 스프링과 차축을 고정하는 부품으로 길이 변화를 흡수하지 않는다.

ECS(전자제어 현가장치) 차량에서 차체와 노면 사이 거리를 검출해 차량 높이를 감지하는 것은 차고 센서이다.

차속 센서는 주행 속도를, 스티어링 휠 각도 센서는 조향 각도를 검출하는 등 각기 다른 신호를 담당한다.

자동변속기에서 토크컨버터의 슬립에 의한 동력 손실을 줄이기 위해 펌프와 터빈을 기계적으로 직결시키는 장치가 댐퍼 클러치(록업 클러치)이다.

일정 속도 이상에서 댐퍼 클러치가 작동하면 유체를 통한 동력 전달 대신 직결 상태가 되어 슬립 손실이 사라진다.

마스터 백(진공 배력장치)은 대기압과 흡기다기관(서지탱크) 압력의 차이를 이용해 브레이크 페달 답력을 배가시킨다.

엔진이 흡입행정에서 만드는 부압을 진공실에 저장해 두었다가, 페달을 밟으면 대기 쪽 압력이 다이어프램을 밀어 제동력을 보조한다.

감쇠력 변환 액추에이터는 쇽업소버의 감쇠력(댐핑)을 주행 상황에 맞게 바꿔 승차감과 차체 자세를 제어하는 전자제어 현가장치(ECS)의 구성 부품이므로, ABS의 구성요소가 아니다.

• 스피드 센서(휠 스피드 센서)는 각 바퀴의 회전속도를 검출해 잠김 여부를 판단하게 한다.
• 하이드롤릭 유닛(모듈레이터)은 제어 신호에 따라 휠 실린더 유압을 증압·유지·감압한다.
• 프로포셔닝 밸브는 앞뒤 제동력 배분을 담당하는 유압 계통 부품으로 제동 유압 회로에 함께 구성된다.

편평비는 타이어 단면 높이를 단면 너비로 나눈 값이다.

$\dfrac{180\ \mathrm{mm}}{220\ \mathrm{mm}} \approx 0.82$

따라서 이 타이어의 편평비는 약 0.82이다.

에어백은 점화제(화약)가 순간적으로 분해되며 발생시키는 질소 가스로 부풀어 오른다.

질소는 무해하고 안정적이며 빠르게 대량의 기체를 만들 수 있어 에어백 팽창 가스로 가장 널리 쓰인다.

회로 전류가 2A이고 그 지점까지 거쳐 온 저항이 2Ω 하나뿐이므로 걸리는 전압은 4V이다.

그림에서 2Ω, 4Ω, 6Ω이 24V 전원에 직렬로 연결되어 있으므로 합성저항은 $R=2+4+6=12\,\Omega$이고,
회로 전류는 $I=\dfrac{V}{R}=\dfrac{24\,\mathrm{V}}{12\,\Omega}=2\,\mathrm{A}$로 어느 지점에서나 같다.

2Ω과 4Ω 사이의 전선은 전원에서 2Ω 하나만을 거쳐 온 자리이므로, 2Ω 쪽 전원 단자를 기준으로 한 전압은 $V=I\times R=2\,\mathrm{A}\times 2\,\Omega=4\,\mathrm{V}$가 된다. 나머지 8V와 12V는 각각 4Ω과 6Ω에서 강하해 합이 24V를 이룬다.

트랜지스터가 베이스 전류의 유무에 따라 컬렉터-이미터 사이를 통(ON)·단(OFF)시켜 릴레이처럼 회로를 개폐하는 작용을 스위칭 작용이라 한다.

이 스위칭 작용 덕분에 트랜지스터는 점화장치 등에서 큰 전류를 작은 신호전류로 단속하는 역할을 한다.

12V용 배터리를 급속충전할 때는 충전 전압이 15.5V를 초과하지 않도록 해야 배터리 손상과 전해액 끓어오름을 방지할 수 있다.

급속충전은 짧은 시간에 큰 전류를 흘리는 만큼 전압·전류 상한을 지켜 배터리 과열을 막는 것이 중요하다.

NPN형 트랜지스터가 점화 스위칭 소자로 쓰일 때, 점화코일 1차 전류는 컬렉터에서 이미터로 흐른다.

베이스에 신호전류가 흐르면 컬렉터-이미터 사이가 도통되어 코일 1차 회로에 전류가 흐르고, 베이스 신호가 끊기면 전류가 급격히 차단되며 2차 코일에 고전압이 유도된다.

전동기(모터)가 회전력을 만들어내는 기본 원리는 플레밍의 왼손 법칙이다.

자기장 속에 놓인 도체에 전류가 흐르면 자기장·전류 방향에 따라 힘(회전력)이 발생하는데, 이 힘의 방향을 왼손의 엄지·검지·중지로 나타낸 것이 플레밍의 왼손 법칙이다.

발전기 출력이 낮고 축전지 전압이 낮아지는 것은 대부분 충전 회로 자체의 이상에서 비롯된다.

• 충전회로에 저항이 높으면 전류 흐름이 방해되어 충전이 부족해진다.
• 조정전압이 낮게 세팅되면 발전기가 충분히 충전하지 못한다.
• 다이오드가 단락·단선되면 정류 작용이 되지 않아 출력이 떨어진다.

반면 축전지 터미널의 접촉 불량은 발전기가 만들어내는 전력 자체를 낮추는 요인이 아니라 축전지 쪽 접속 문제이므로, 발전기 출력 저하의 원인으로 보기는 어렵다.

계기식 연료계는 부표(플로트)의 움직임을 전기 신호로 바꾸어 지침을 움직이는 방식으로, 밸런싱 코일식·서미스터식·바이메탈 저항식이 여기에 속한다.

반면 연료면 표시기식은 탱크 내 연료 액면을 유리관 등을 통해 눈으로 직접 확인하는 방식이어서, 전기 신호로 지침을 구동하는 계기식 범주에 들지 않는다.

헤드램프는 별도의 배선과 접지를 통해 전원을 공급받으므로, 배선(와이어링) 손상이나 접지 불량이 있으면 점등되지 않는다.

• 미등 퓨즈는 미등 회로를, 방향지시등 퓨즈는 방향지시등 회로를 담당하므로 헤드램프 점등과는 무관하다.
• 비상경고등 스위치는 비상등 작동에만 관여할 뿐 헤드램프 회로와는 별개이다.

냉매 중 R-134a는 염소(Cl)를 포함하지 않는 HFC 계열이어서 오존층을 파괴하지 않는다.

반면 R-11, R-12, R-113은 모두 염소를 포함한 CFC 계열 냉매로, 대기 중에서 분해되며 방출된 염소가 오존층을 파괴하는 물질로 규제된다.

작업 전 안전점검은 인적·물적·관리적·환경적 네 측면으로 나누어 살피며, 작업방법과 안전수칙은 관리적인 면의 점검 항목에 해당한다.

환경적인 면은 조명·온습도·환기·정리정돈 상태 등 작업환경 자체를 가리키므로, 작업방법·안전수칙을 환경적인 면으로 짝지은 것은 옳지 않다.

안전 표시 색채에서 노란색은 충돌·추락 등 주의가 필요한 대상을 표시하는 데 쓰인다.

• 화재 방지와 관련된 물건은 주황색이 아니라 빨간색으로 표시한다.
• 방사능 표시는 흑색이 아니라 자주색(적자색)으로 한다.
• 구급장소 안내는 청색이 아니라 녹색으로 표시하며, 청색은 지시·주의를 나타내는 색이다.

선반의 주축 변속은 기어가 맞물린 상태에서 회전 중에 조작하면 기어 손상이나 사고로 이어질 수 있어, 기계를 완전히 정지시킨 후에 하는 것이 원칙이다.

줄 작업은 줄을 미는(앞으로 나가는) 방향에 힘을 가하고 당겨 돌아올 때는 힘을 빼는 것이 올바른 방법이다.

따라서 뒤로 당길 때만 힘을 가한다는 설명은 줄 작업의 실제 요령과 반대되므로 옳지 않은 주의사항이다.

공기공구를 사용할 때는 밸브를 서서히 열고 닫아야 급격한 압력 변화로 인한 호스 이탈이나 공구 파손을 막을 수 있다.

밸브를 일시에 열고 닫는 조작은 오히려 사고 위험을 높이므로 올바른 사용법과는 거리가 멀다.

사이드슬립 시험기 위를 지날 때는 브레이크를 밟지 않고 일정한 저속으로 통과해야 정확한 측정값을 얻을 수 있다.

답판 위에서 브레이크를 사용해 속도를 맞추는 행위는 답판과 타이어 사이에 불필요한 힘을 가해 측정을 왜곡시키므로 금지되는 조작이다.

LPG는 가연성 가스이므로 엔진실이나 트렁크 등 LPG 관련 부위를 점검할 때 라이터나 성냥 같은 화기를 사용하는 것은 절대 금지된다.

LPG는 고압이고 누설되기 쉬우며 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하기 때문에, 점화원 없이 누설 여부를 확인해야 하며 용기는 직사광선을 피해 과열되지 않도록 관리해야 한다.

보링으로 절삭된 실린더 내벽 표면을 매끄럽게 다듬는 마무리 가공은 호닝머신으로 한다.

보링머신은 구멍을 넓히는 절삭 자체를 하는 기계이고, 리머는 구멍 지름을 정밀하게 다듬는 절삭 도구, 평면 연삭기는 평면을 가공하는 장비여서 실린더 내벽 마무리에는 쓰이지 않는다.

축전지(납축전지)의 단자 전압은 직류전압계(또는 멀티미터의 DC 전압 모드)로 측정해야 하는데, 교류전압계로 측정하면 정확한 측정이 불가능하므로 지켜야 할 사항이 아닌 오류에 해당한다.

• 전해액이 황산이므로 옷이나 피부에 닿지 않도록 하는 것은 피부·의류 손상을 방지하기 위한 필수 준수사항이다.
• 충전 시 극성에 주의하는 것은 극성 역접으로 인한 파손을 방지하는 필수사항이다.
• 비중 저하 시 방전된 상태로 판단하여 충전하는 것은 정상적인 유지관리 절차다.

기름걸레나 인화물질은 불연성 금속 용기(방화함)에 보관해야 하며, 나무상자처럼 가연성 재질에 보관하는 것은 화재 위험을 키우므로 안전수칙에 어긋난다.