05년 2회차

위험을 인지하고 브레이크를 밟아 차가 완전히 멈출 때까지의 거리는 정지거리다.

정지거리는 위험을 발견한 후 브레이크가 실제로 작동하기 전까지 차가 진행하는 공주거리와, 브레이크가 작동하여 실제로 감속·정지하는 제동거리를 합한 값이다.

최소회전반경은 축간거리를 조향각의 사인값으로 나눈 값으로 구한다.

$R = \dfrac{L}{\sin\alpha}$

축간거리 3.5m, 조향각 30°를 대입하면 $R = \dfrac{3.5}{\sin 30^\circ} = \dfrac{3.5}{0.5} = 7\,\mathrm{m}$이다.

정식으로는 킹핀 중심에서 타이어 중심까지의 거리를 더하지만, 이 문제에서는 그 값이 주어지지 않았으므로 축간거리와 조향각만으로 계산한다.

디젤기관의 연소과정은 착화지연기간, 화염전파기간(급격연소기간), 직접연소기간(정압연소기간), 후연소기간의 네 단계로 진행된다.

디젤기관은 압축착화 방식이어서 스파크로 점화되는 가솔린기관과 달리 전기적으로 점화되는 단계가 없으므로, 전기연소기간이라는 명칭의 단계는 존재하지 않는다.

AC 발전기의 스테이터(고정자)가 전류를 발생시키는 부분으로, DC 발전기의 전기자와 같은 역할을 한다.

반면 로터(회전자)는 여자전류로 자속을 만드는 부분이므로 DC 발전기의 계자(필드코일)에 대응한다.

공회전 상태에서는 차속이 낮아 토크컨버터의 댐퍼클러치(록업클러치)가 작동하지 않는다.

• 펌프는 엔진과 직결되어 공회전 중에도 항상 회전한다.
• 오일펌프는 엔진 구동과 함께 작동하여 유압을 형성한다.
• 터빈은 펌프가 만든 유체 흐름을 받아 공회전 중에도 저속으로 회전한다.

댐퍼클러치는 일정 차속 이상의 주행 중에만 펌프와 터빈을 기계적으로 직결시켜 슬립을 없애는 장치이므로 공회전에서는 작동하지 않는다.

전자제어 연료분사의 피드백 제어는 정상 운전영역(중속 정속 주행)에서 오히려 활발히 작동하므로, 이 영역에서 작동하지 않는다는 설명이 틀린 내용이다.

• 냉각수온이 낮은 워밍업 구간에서는 피드백 제어를 하지 않고 개회로(open loop) 제어를 한다.
• 급가속·급감속 시에는 응답 지연을 피하기 위해 피드백 제어를 일시 중단한다.
• 산소센서가 기전력을 내지 못하면(고장·미활성 상태) 되돌릴 신호가 없어 피드백 제어가 불가능하다.

자동차 전기회로의 과전류를 차단해 배선과 부품을 보호하는 장치는 퓨저블 링크이다.

퓨즈보다 큰 전류가 흐르는 주회로에 설치되어, 과전류가 흐르면 스스로 녹아 끊어지면서 회로를 차단한다.

NOx(질소산화물)는 고온 연소 조건에서 가장 많이 발생한다.

질소와 산소는 연소실 내 고온에서 반응성이 커져 결합하므로, 연소온도가 높을수록 NOx 생성량이 급격히 늘어난다.

산소센서는 배기가스 중의 산소 농도를 측정하여 그 신호를 컴퓨터(ECU)에 보내는 역할을 한다.

ECU는 이 신호로 혼합비가 이론공연비보다 농후한지 희박한지를 판단해 분사량을 보정하는 피드백 제어에 활용한다.

가솔린 엔진의 연료는 불이 잘 붙어야 점화와 시동이 원활하므로 불붙는 온도가 낮은 편이 유리하다. 따라서 ‘불붙는 온도가 높을 것’은 가솔린 연료의 적합 조건에 해당하지 않는다.

• 발열량이 큰 것은 동일한 연료량으로 큰 출력을 얻을 수 있어 유리한 조건이다.
• 인체에 무해할 것과 취급이 용이할 것은 안전·취급 측면에서 바람직한 조건이다.

전해액 1ℓ의 질량은 비중을 이용해 구하고, 여기서 황산의 질량을 뺀 나머지가 물의 질량이다.

전해액 질량 $= 1.280 \times 1000\,\mathrm{g} = 1280\,\mathrm{g}$

황산 질량 $= 1280 \times 0.35 = 448\,\mathrm{g}$

물의 질량 $= 1280 - 448 = 832\,\mathrm{g}$으로 계산된다.

차동기어의 링기어와 피니언의 접촉 상태는 기어 표면에 광명단(적색 페인트)을 얇게 발라 맞물린 뒤 회전시켜, 벗겨진 자국의 위치와 모양으로 판정한다.

접촉 자국이 이뿌리·이끝 어느 쪽에 치우쳤는지를 보고 기어의 물림 상태와 조정이 적절한지를 함께 확인한다.

LP가스 자동차의 베이퍼라이저는 봄베에서 온 액상 가스를 감압·기화시키는 장치로, 1차 감압실과 2차 감압실로 나뉜다.

1차실은 높은 봄베 압력을 낮추어 가스를 기화시키는 부분이어서 압력 조정·압력 밸런스·시동 조정 스크류 같은 감압 관련 기구가 자리한다.

반면 2차실은 흡기 부압의 크기에 따라 기화된 가스의 유량을 조절해 혼합기의 농도를 맞추는 부분이므로, 공연비 제어기구가 여기에 해당한다.

타이어의 골격을 이루는 부분은 카커스(carcass)부로, 고무로 피복한 코드지를 여러 겹 겹쳐 만들어 타이어의 형상을 유지하고 하중과 충격을 견딘다.

트레드는 노면과 접촉하는 고무층, 숄더는 트레드와 사이드월이 만나는 어깨 부분, 비드는 휠림에 밀착·고정되는 부분으로 카커스와는 역할이 다르다.

윤활유의 주요 작용은 밀봉, 냉각, 방청(부식 방지), 마찰 감소, 세정, 응력 분산 등이며, 팽창 작용이라는 것은 윤활유의 기능에 해당하지 않는다.

EGR밸브는 배기가스의 일부를 흡기다기관으로 재순환시켜 연소온도를 낮추고 NOx 생성을 억제하는 장치로, ‘증발가스’가 아니라 배기가스 재순환장치이다.

EGR율을 높이면 신기(공기)의 비율이 줄어 연소가 둔화되므로 엔진출력은 감소한다.

점화순서 1-3-4-2인 4행정 엔진은 각 실린더의 행정이 크랭크각 180°씩 어긋나 진행되므로, 표로 정리하면 3번 실린더는 압축 행정을 하는 관계에 있다.

2번 실린더가 배기행정을 하는 구간(3구간)을 보면 3번 실린더는 압축행정 중임을 알 수 있다.

폐자로형 점화코일은 자속의 누설이 적어 개자로형보다 높은 2차전압을 발생시키며, 1차전류를 차단하는 순간 대략 25,000~30,000V 수준의 2차전압이 유도된다.

이 고전압이 점화플러그의 간극을 뛰어넘어 불꽃을 일으켜 혼합기를 점화시킨다.

고속디젤기관의 열역학적 기본 사이클은 사바테 사이클(복합 사이클)이다.

정적연소와 정압연소가 함께 일어나는 사이클로, 저속디젤기관의 정압사이클(디젤사이클)과 가솔린기관의 정적사이클(오토사이클)의 중간적 특성을 갖는다.

제동정지거리는 속도의 제곱에 비례하며 마찰계수가 클수록 짧아진다.

$S = \dfrac{V^2}{254\mu}$ (V: km/h, μ: 마찰계수)

속도 60km/h, 마찰계수 0.6을 대입하면 $S = \dfrac{60^2}{254 \times 0.6} = \dfrac{3600}{152.4} \approx 23.6\,\mathrm{m}$으로 계산된다.

자동차 등록번호판은 출제 당시 기준으로 차체 뒤쪽 끝으로부터 65cm 이내에 견고하게 부착하도록 정하고 있었다.

번호판 부착 위치에 관한 세부 규정은 이후 개정될 수 있으므로, 실무에서는 현행 규정을 확인해야 한다.

접이식 좌석은 출제 당시 기준으로 승차정원 30인 이하인 승합자동차에 한하여 설치할 수 있도록 정하고 있었다.

정원이 이보다 많은 대형 승합자동차는 통로 확보와 안전상의 이유로 접이식 좌석 설치가 제한된다.

후퇴등의 등화 중심점은 공차상태 기준으로 지상 25cm 이상 120cm 이하의 높이에 설치하도록 안전기준에서 정하고 있다.

주시동장치·가속제어장치·제동장치·등화점등장치 등의 조종장치는 조향핸들 중심으로부터 좌우 각각 50cm 이내에 배치하도록 안전기준에서 정하고 있다.

운전자가 자세를 크게 바꾸지 않고도 손이 닿을 수 있는 범위를 확보하기 위한 기준이다.

후부반사기의 반사부는 삼각형이 아닌 형상이어야 하며, 삼각형 모양은 고장차량 표지(안전삼각대)와 혼동될 수 있어 사용이 금지된다.

• 경형·소형자동차 반사부 면적이 10제곱센티미터 이상이어야 한다는 기준은 옳다.
• 후부반사기의 반사광이 적색이어야 한다는 기준은 옳다.
• 옆면 앞부분 보조반사기의 반사광이 황색 또는 호박색이어야 한다는 기준도 옳다.

역화(back fire)는 팁의 과열, 압력 조정 불량, 팁 끝의 이물질 막힘 등에 의해 발생하는 것이지 아세틸렌의 순도와는 직접 관련이 없다.

• 작업 중 화재에 대비해 소화기를 준비하는 것은 옳은 유의사항이다.
• 아세틸렌 밸브를 먼저 열어 점화한 뒤 산소밸브를 여는 순서는 올바른 점화 절차이다.
• 성냥불로 직접 점화하지 않고 점화용 라이터(마찰식 점화기)를 쓰는 것도 옳은 유의사항이다.

부동액의 세기(농도)는 비중계로 측정한다.

부동액 농도가 높을수록 비중이 달라지므로, 비중 측정값으로 부동액의 어는점과 혼합비율을 판단할 수 있다.

전해액을 만들 때는 물에 황산을 조금씩 부어야 하며, 반대로 황산에 물을 부으면 급격한 발열로 산이 튀어 화상을 입을 위험이 있다.

• 중화제(중탄산소다수)를 상비하는 것은 옳은 취급 수칙이다.
• 충전실 환기장치를 잘 갖추는 것도 옳은 취급 수칙이다.
• 황산액이 담긴 병을 보호상자에 넣어 운반하는 것도 옳은 취급 수칙이다.

수공구의 성능을 잘 알고 올바르게 선택하는 것은 안전한 사용 태도이지, 사고의 원인이 아니다.

사용방법 미숙, 힘에 맞지 않는 공구 사용, 점검·정비 소홀은 모두 수공구 사고를 일으키는 대표적인 원인이다.

기름걸레나 인화물질은 자연발화와 화재 확산을 막기 위해 금속제 밀폐용기에 보관해야 하며, 나무상자는 오히려 인화·연소를 돕는 재질이라 부적절하다.

• 작업 중 부상은 응급치료 후 즉시 보고하는 것이 옳은 수칙이다.
• 밀폐된 실내에서 시동을 걸지 않는 것도 배기가스 중독 예방을 위한 옳은 수칙이다.
• 통로·마룻바닥에 공구나 부품을 방치하지 않는 것도 옳은 수칙이다.

연간 근로시간 1,000시간당 재해로 인해 손실된 근로일수를 나타내는 지표는 강도율이다.

$\text{강도율} = \dfrac{\text{근로손실일수}}{\text{연근로시간수}} \times 1000$

드릴 작업에서 가공물을 관통했는지를 손으로 확인하는 행위는 위험하므로 금지되며, 회전 중인 드릴 끝에 손이 닿으면 큰 부상으로 이어질 수 있다.

관통 여부는 손으로 만지지 않고 육안이나 가공 진행 상태로 판단해야 한다.

기어의 이상음 점검은 기계가 실제로 작동하는 상태에서 소리를 들어야 확인할 수 있으므로, 정지 상태에서 점검할 항목이 아니다.

안전장치, 동력전달장치, 볼트·너트의 풀림 상태는 기계를 멈춘 뒤 육안과 손으로 점검하는 항목이다.

가솔린과 같은 유류의 화재는 B급 화재로 분류된다.

A급은 일반(고체) 화재, C급은 전기화재, D급은 금속화재를 가리키므로 유류 화재와는 구분된다.

적재물이 적재함 밖으로 돌출될 때는 적색 표지(깃발이나 형광 표지 등)를 달아 위험을 알려야 한다.

야간에는 반사체나 등화를 함께 부착해 뒤따르는 차량이 돌출 부분을 쉽게 인식할 수 있도록 해야 한다.

에어클리너가 막히면 흡입 공기량이 줄어 혼합비가 농후(rich)해지고, 그 결과 배기가스 중 산소 농도가 낮아지면서 산소센서의 출력전압은 순간적으로 증가한다.

산소센서는 혼합비가 농후할수록 높은 전압(약 0.9V 부근)을, 희박할수록 낮은 전압을 출력하는 특성을 가진다.

전부하 운전 시 디젤분사펌프의 분사량 불균율 허용범위는 ±3.0% 이내이다.

참고로 무부하(공전) 상태에서는 회전 속도가 낮아 분사량 편차가 커지므로 허용범위가 ±10~15% 정도로 더 넓게 잡힌다.

이 불균율이 기준을 넘으면 실린더별 연소 상태가 달라져 진동과 출력 저하의 원인이 된다.

스톨 테스트는 가속 페달을 밟는 시험시간을 5초 이내로 제한한다.

변속레버를 D 또는 R레인지에 놓고 브레이크로 차량을 완전히 고정한 뒤 가속페달을 최대로 밟아 기관 회전수를 측정하는 시험인데, 시간이 길어지면 토크컨버터 오일 과열과 변속기 손상을 유발하기 때문이다.

피스톤 평균속도 공식을 이용하면 크랭크축 회전수는 600 rpm이다.

평균 피스톤 속도 $V = \dfrac{2LN}{60}$ 에서 행정 $L=0.25\,\mathrm{m}$, $V=5\,\mathrm{m/s}$를 대입한다.

$N = \dfrac{60V}{2L} = \dfrac{60 \times 5}{2 \times 0.25} = 600\,\mathrm{rpm}$

플레밍의 왼손법칙은 자기장 속 도체에 흐르는 전류가 받는 힘의 방향을 구하는 법칙으로, 전동기(모터)의 회전 원리에 적용된다.

• 충전기는 발전기에서 나온 교류를 직류로 바꾸는 정류 장치일 뿐 전자기력을 이용해 회전하는 것이 아니다.
• 직류발전기와 교류발전기는 도체가 자기장 속에서 움직여 기전력을 발생시키는 원리로, 플레밍의 오른손법칙이 적용된다.

전자제어 현가장치에서 차고를 낮출 때는 공기챔버 내의 공기를 방출시켜 스프링 유효 체적을 줄인다.

반대로 차고를 높일 때는 공기챔버 안으로 공기를 추가로 넣어 체적을 늘린다.

운전석 및 그 옆으로 나란히 배치된 좌석에는 3점식(3점식 이상) 좌석안전띠를 설치해야 한다.

3점식은 어깨와 골반을 동시에 지지해 충돌 시 상체 쏠림을 효과적으로 억제하기 때문에 전방 착석석의 기본 규격으로 정해져 있다.

조향기어의 백래시가 크면 조향핸들의 유격이 커진다.

백래시는 기어가 맞물릴 때 생기는 틈새로, 이 틈이 크면 핸들을 돌려도 실제 바퀴 조향각으로 전달되기까지 여유(공회전 구간)가 커진다.

축전지(납산 배터리)를 과방전 상태로 오래 두면 극판이 황산납(PbSO₄)으로 변환되어 경화·결정화되기 때문에 못 쓰게 된다. 과방전 상태에서는 극판의 활성물질(PbO₂, Pb)이 모두 소모되어 황산납으로만 남게 되는데, 이 황산납이 영구적으로 결정화(sulphation)되면서 충전해도 원래의 활성물질로 복구되지 않아 용량을 회복할 수 없게 되는 것이다. 따라서 정기적인 충전 관리로 과방전을 피하는 것이 중요하다.

타이로드는 좌우 바퀴의 토인을 조정하는 부품이다.

타이로드 길이를 조절하면 좌우 앞바퀴 사이의 벌어짐·오므라짐 정도가 바뀌어 토인 값이 변한다.

캠버, 캐스터, 킹핀 경사각은 차축이나 너클의 설치 각도에 의해 정해지며 타이로드로는 조정할 수 없다.

IC 조정기를 사용하는 발전기는 제너다이오드, 트랜지스터, 다이오드로 전압을 제어하며 다이리스터(SCR)는 사용하지 않는다.

제너다이오드는 기준전압 검출, 트랜지스터는 계자전류 단속, 다이오드는 정류 역할을 각각 담당한다.

점화지연은 기계적 지연(접점·기구 작동 지연), 전기적 지연(코일 전류 형성·방전 지연), 화염 전파지연(점화 후 화염이 퍼지기까지의 지연)의 세 가지로 구분한다. 화학적 지연은 이 분류에 해당하지 않는다.

게르마늄이나 실리콘 같은 4가 원소 반도체에 3가 원소인 인듐을 첨가하면 정공(양공)이 많아지는 P형 반도체가 된다.

비소, 인, 안티몬은 모두 5가 원소로, 첨가하면 전자가 남는 N형 반도체가 만들어진다.

자동변속기에서 킥다운은 가속 페달을 완전히 밟았을 때 작동한다.

급가속이 필요할 때 페달을 끝까지 밟으면 강제로 낮은 변속단으로 시프트다운되어 큰 구동력을 얻는다.

추진축의 토션 댐퍼는 사실 클러치판(클러치 디스크)에 있는 부품으로, 클러치 접속 시의 회전 충격과 비틀림 진동을 흡수하는 역할을 한다.

따라서 추진축에 토션 댐퍼가 있어 충격을 흡수한다는 설명은 잘못된 진술이다.

• 추진축 앞뒤 요크가 동일 평면에 있어야 한다는 것은 각속도 변화를 상쇄하기 위한 올바른 조건이다.
• 슬립조인트는 주행 중 추진축 길이 변화를 흡수하기 위해 설치되며 이 설명도 맞다.
• 자재이음(유니버설조인트)이 각도 변화를 통해 회전력을 전달한다는 설명도 옳다.

종감속기어에서 감속비 4:1이면 링기어는 피니언보다 4배 느리게 회전하므로, 피니언이 4회전하면 링기어는 1회전한다.

$\text{링기어 회전수} = \dfrac{\text{피니언 회전수}}{\text{감속비}} = \dfrac{4}{4} = 1\,\text{회전}$

에어백 관련 부품을 점검하거나 탈거할 때는 반드시 축전지 단자를 분리해야 하므로, 분리하지 않는다는 서술은 안전 및 유의사항에 해당하지 않는 잘못된 내용이다.

인플레이터에 직접 전원을 공급하지 않을 것, 에어백 모듈을 임의로 분해·수리·납땜하지 않을 것, 미전개 에어백 모듈은 커버면이 바깥쪽을 향하도록 하여 운반할 것은 모두 올바른 취급 수칙이다.

실린더 지름 70mm, 행정 70mm인 4기통 기관의 총배기량은 약 1,077cc이다.

1기통 배기량 $V = \dfrac{\pi}{4}D^2L = \dfrac{\pi}{4} \times 7^2 \times 7 \approx 269.4\,\mathrm{cm^3}$

4기통이므로 $269.4 \times 4 \approx 1{,}077\,\mathrm{cc}$

유압게이지는 유압을 기계적·저항식으로 검출해 표시하는 계기로 트랜지스터 회로가 아니다.

논리게이트, 증폭기, OP앰프는 모두 트랜지스터의 스위칭·증폭 작용을 이용해 구성되는 회로이다.

총감속비와 바퀴 반경을 이용하면 최고 출력 시 차속은 약 121km/h이다.

바퀴 회전수는 $N_{wheel} = \dfrac{4800}{4.8} = 1000\,\mathrm{rpm}$

바퀴 둘레 $= 2\pi r = 2\pi \times 0.32 \approx 2.01\,\mathrm{m}$ 이므로 차속 $V = 1000 \times 2.01 \times 60 \div 1000 \approx 121\,\mathrm{km/h}$

전자제어 가솔린 분사장치의 인젝터는 ECU에서 보내는 펄스 신호(통전시간)에 의해 솔레노이드 밸브가 열리면서 연료를 분사한다.

인젝터 자체는 연료 압력으로 항상 대기 상태이며, ECU가 각종 센서 신호를 바탕으로 계산한 분사시간만큼 전류를 흘려 개폐를 제어한다.

폭발순서 1-2-4-3에서 각 실린더는 크랭크각 180˚ 간격으로 차례차례 폭발하므로, 1번이 폭발행정일 때 3번은 배기행정을 한다.

3번은 폭발순서상 1번보다 세 번째 뒤, 즉 540˚ 뒤에 폭발한다. 다시 말해 지금 시점은 3번의 폭발행정보다 세 행정 앞선 때이므로 폭발 → 압축 → 흡입 → 배기 순으로 거슬러 올라가면 3번은 배기행정에 있다.

같은 방법으로 이때 2번은 압축행정, 4번은 흡입행정을 하고 있다.

클러치 접속 순간의 회전 충격을 흡수하는 것은 클러치판에 설치된 댐퍼 스프링(토션 스프링)이다.

쿠션스프링은 클러치판이 플라이휠에 닿을 때의 충격을 완화하고, 클러치스프링(압력스프링)은 클러치판을 압착하는 힘을 낸다는 점에서 역할이 다르다.

엔진으로 들어오는 공기 온도를 감지해 인젝터 분사시간을 보정하는 센서는 흡기온도 센서이다.

공기는 온도가 낮을수록 밀도가 높아 산소량이 많아지므로, ECU는 흡기온도 신호로 온도 보정계수를 계산해 분사량을 조절한다.

교류발전기에 컷아웃릴레이가 없는 이유는 정류에 쓰이는 실리콘 다이오드가 역류를 스스로 차단하기 때문이다.

다이오드는 한쪽 방향으로만 전류를 흐르게 하는 정류 특성을 가지므로, 발전기 전압이 축전지 전압보다 낮아져도 축전지에서 발전기로 전류가 역류하지 않는다.