[자동차정비기능사 필기] 15년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

이 엔진의 회전력은 약 23.27 m·kgf이다.
엔진 출력과 회전력(토크)의 관계식은
$P = \frac{2\pi NT}{60 \times 75}$
이다. 여기서 P는 출력(ps), N은 회전수(rpm), T는 회전력(m·kgf)이다.
주어진 값 P = 65ps, N = 2000rpm을 대입하면
$65 = \frac{2\pi \times 2000 \times T}{60 \times 75}$
이다. 정리하면
$65 = \frac{4000\pi T}{4500}$
$65 \times 4500 = 4000\pi T$
$292500 = 4000\pi T$
$T = \frac{292500}{4000\pi} = \frac{73.125}{\pi} \approx \frac{73.125}{3.14159} \approx 23.27$ m·kgf

직접분사실식은 피스톤 헤드에 요철(캐비티) 형태로 연소실을 만들어 연료를 실린더 내에 직접 분사하는 구조다.
예연소실식·와류실식·공기실식은 실린더 헤드 쪽에 별도의 부실(부연소실)을 두는 복실식 연소실로, 피스톤 헤드 형상과는 무관하다.

유압식 밸브 리프터는 오일 압력으로 밸브 간극을 자동으로 없애주므로 밸브간극 조정이 필요 없다는 것이 기계식 대비 가장 큰 장점이다.
구조는 오일통로와 체크밸브가 추가되어 기계식보다 오히려 복잡하다.
오일펌프에서 공급되는 유압으로 작동하므로 오일펌프와 무관하지 않다.

LPG는 상온에서도 쉽게 액화되는 성질을 이용해 액체 상태로 저장하므로, 가스 상태로만 저장한다는 설명이 틀렸다.
기체 상태는 공기보다 무거워 누출 시 낮은 곳에 체류하고, 온도 변화에 따라 봄베 내압이 변하므로 안전을 위해 탱크 용량의 약 85%까지만 충전한다.

폭이 넓은 펄스 5개에 이어 좁은 펄스 5개가 나타나는 파형이 코드번호 55이다.
10진법 2개 코드 방식은 자기진단 출력 파형에서 폭이 넓은(긴) 펄스가 10의 자리, 폭이 좁은(짧은) 펄스가 1의 자리를 나타낸다. 따라서 55는 긴 펄스 5개와 짧은 펄스 5개가 차례로 출력된다.
다른 파형들은 긴 펄스와 짧은 펄스의 개수가 각각 2개·5개(25), 5개·1개(51), 4개·5개(45)로 읽혀 55가 되지 않는다.

피스톤 링과 실린더 벽 사이의 좁은 틈새인 이음 간극은 시크니스(필러)게이지로 얇은 판을 끼워 두께를 측정한다.
마이크로미터와 버니어캘리퍼스는 길이·외경 측정에, 다이얼게이지는 축의 흔들림이나 평면도 측정에 사용되어 좁은 틈새 측정에는 적합하지 않다.

여지 반사식 매연측정기로 측정할 때는 시료 채취관을 배기관 안에 약 20 cm 깊이로 삽입한다.

촉매장치는 배기가스를 정화하는 배기장치 구성요소이므로 흡기장치에 속하지 않는다.
공기청정기, 서지탱크, 레조네이터는 모두 흡입 공기를 정화·정류하거나 흡기 소음을 줄이는 흡기계통 부품이다.

LPG는 봄베 → 솔레노이드 밸브 → 베이퍼라이저 → 믹서 순서로 공급되어, 봄베에서 나온 액체 연료가 솔레노이드 밸브를 거쳐 베이퍼라이저(감압기화기)에서 기체로 바뀐 뒤 믹서로 들어간다.

기관의 출력(동력)은 다이나모미터(동력계)로 부하를 걸어 직접 측정한다.
멀티미터와 볼트미터는 전기적 값을, 타코미터는 회전수를 측정하는 장비로 동력 측정과는 목적이 다르다.

1기통 배기량은 실린더 내경(D)과 행정(L)으로 계산한다.
$V = \dfrac{\pi}{4} \times D^2 \times L$
$V = \dfrac{\pi}{4} \times 9^2 \times 10 \approx 636\,\mathrm{cc}$

증발가스(연료 탱크에서 발생하는 가솔린 증기)를 포집했다가 태우는 장치는 캐니스터이며, EGR 밸브의 기능이 아니다.
EGR 밸브는 배기가스 일부를 흡기로 재순환시켜 연소실 온도를 낮춰 질소산화물(NOx) 배출을 줄이는 장치다.

인젝터 분사량은 흡입공기량과 배기가스의 산소농도, 냉각수 온도에 따라 보정되므로 산소센서, 공기유량센서(AFS), 냉각수온센서는 모두 분사량 제어에 관여한다.
핀 서모센서는 에어컨 증발기(이베퍼레이터) 핀의 온도를 검출해 결빙을 방지하는 냉방장치용 센서로, 연료분사량 제어와는 관계가 없다.

냉각수가 실린더 주위를 순환하며 열을 흡수하는 수냉식은 냉각핀 방식의 공랭식보다 오히려 소음이 작다.
수냉식은 냉각이 균일해 냉각효과와 체적효율이 좋지만, 라디에이터·워터펌프·호스 등이 추가되어 보수·취급이 복잡하다는 단점이 있다.

언더스퀘어(장행정) 엔진은 실린더 내경보다 행정이 긴 형식이므로 $\dfrac{L}{D} > 1$이 성립한다.
행정과 내경이 같으면 정방행정, 행정이 내경보다 짧으면 오버스퀘어(단행정) 엔진이다.

유압 조절 밸브의 스프링 장력이 크면 오일이 빠져나가는 것을 더 강하게 막아 오히려 유압이 높아지므로, 이는 유압 저하의 원인이 될 수 없다.
오일 부족, 오일스트레이너 막힘, 베어링 마멸로 인한 오일간극 확대는 모두 오일 공급이 줄거나 누설이 늘어 유압을 낮추는 원인이다.

과급기(터보차저)는 흡입공기를 압축해 실린더에 더 많은 공기를 밀어 넣어 연료를 추가로 태울 수 있게 하므로 기관의 출력을 증대시키는 장치다.

4행정 기관의 피스톤 평균속도는 다음 식으로 구한다.
$S = \dfrac{2 \times L \times N}{60}$
$S = \dfrac{2 \times 0.084 \times 3000}{60} = 8.4\,\mathrm{m/s}$

프라이밍 펌프는 기관이 정지된 상태에서 손으로 눌러 연료계통에 남은 공기를 빼거나 연료를 채우는 수동 공급 장치다.
기관이 가동 중일 때 연료를 압송하는 것은 공급펌프(피드펌프)의 역할이다.

핫와이어(열선)식은 가열된 백금선을 지나는 공기가 빼앗아 가는 열량을 측정해 흡입 공기의 질량을 직접 검출하는 방식이다.
흡입부압을 이용하는 방식이나 베인을 이용하는 체적 검출 방식과 달리, 온도·고도 변화에도 정밀한 질량 유량을 얻을 수 있다.

기관의 이상이나 성능 저하 시 실린더·피스톤·밸브 등 내부 마모 상태를 종합적으로 판단해 분해수리 여부를 결정하려면 압축압력 시험이 가장 적합하다.
캠각 시험과 CO 가스측정, 코일 용량시험은 각각 점화계통이나 배기가스 성분을 확인하는 시험으로 분해수리 판정의 직접적 근거가 되지 않는다.

흡기온도센서는 흡입공기 온도를 검출해 연료분사량 보정에 쓰이는 신호로, 점화장치 점검 항목과는 관련이 없다.
점화코일 저항 측정, 오실로스코프 점화파형 확인, 고압케이블을 이용한 불꽃 방전 시험은 모두 점화계통 상태를 직접 확인하는 방법이다.

산소센서는 배기가스 중의 산소농도를 감지해 공연비를 피드백 제어하는 센서이므로 배기 매니폴드 또는 배기관에 설치된다.

차체가 수직축을 중심으로 좌우로 흔들리며 후미가 옆으로 쏠리는 현상을 요잉(yawing)이라 한다.
바운싱은 차체가 상하로, 피칭은 앞뒤가 상하로 교대로, 롤링은 좌우로 기울며 흔들리는 진동으로 요잉과는 운동 방향이 다르다.

자동변속기 유압시험은 오일 온도가 규정(정상 작동) 온도에 도달한 상태에서 실시해야 정확한 값을 얻을 수 있으며, 냉간·중간·열간 3단계로 나누어 실시하지 않는다.
측정 항목별로 유압 크기가 다를 수 있어 유압계 선택에 유의하고, 규정 오일과 오일량을 정확히 유지했는지 점검하는 것은 올바른 유의사항이다.

두 개의 기어가 동시에 물리는 것을 막아주는 장치가 인터록 기구이며, 하나의 기어가 체결되면 다른 시프트 포크가 움직이지 못하도록 기계적으로 잠근다.
싱크로나이저 링은 변속 시 기어의 회전속도를 일치시키는 장치로 이중 결합 방지와는 기능이 다르다.

밀폐된 유체에 가한 압력이 모든 방향으로 동일하게 전달된다는 파스칼의 원리를 이용해 페달의 작은 힘을 브레이크 실린더에서 큰 제동력으로 증폭한다.

휠 스피드센서는 각 바퀴의 회전속도를 검출해 주로 ABS(제동장치)의 입력신호로 쓰이며, 전자제어 현가장치(ECS)의 입력신호는 아니다.
ECS는 차고센서, 조향휠 각속도 센서, 차속센서 등의 신호로 노면·주행 상태를 판단해 감쇠력과 차고를 제어한다.

디스크 브레이크에서 가장 널리 쓰이는 형식은 캘리퍼가 실린더 반력으로 좌우로 이동하며 패드를 미는 플로팅 캘리퍼형이다.
앵커핀형·2리딩형·유니서보형은 모두 드럼 브레이크에서 슈를 지지·확장하는 방식의 분류다.

앞바퀴의 토(toe)는 좌우 바퀴를 연결하는 타이로드의 길이를 조정해 설정한다.

레이디얼타이어 호칭 "175/70SR14"에서 70은 편평비(Aspect Ratio)를 나타낸다. 편평비는 타이어의 높이를 폭으로 나눈 비율을 백분율로 표시한 것으로, 70이면 타이어폭의 70%가 타이어의 높이임을 의미한다.
타이어 호칭의 구성은 다음과 같다: 175(타이어폭mm)/70(편평비%)-SR(구조·속도등급)-14(휠내경인치).
타이어폭(175mm)이 아니다.
최대속도(R등급에서 별도 표시)가 아니다.
타이어내경(14인치)이 아니다.

조향각에 의한 이론적 선회 반지름(Ackermann 조향기하학)보다 실제 선회 반지름이 작아진다는 것은 자동차가 예상보다 더 급격하게 방향을 바꾼다는 의미입니다. 오버 스티어링은 후륜의 접지력 한계에 먼저 도달하여 후륜이 외측으로 미끄러지면서(요 운동 증가) 같은 조향각에서도 실제 회전반경이 이론값보다 작아지는 현상입니다.
언더 스티어링은 전륜이 먼저 미끄러워 회전반경이 커집니다.
뉴트럴 스티어링은 이론값과 일치합니다.
파워 스티어링은 조향 보조 장치일 뿐 선회 반지름과는 무관합니다.

클러치의 전달회전력은 $T = f \times P \times r$ 공식으로 구한다. 여기서 $f$는 마찰계수, $P$는 압력(법선력), $r$은 클러치판의 반지름이다. 주어진 값을 정리하면 압력 $P = 300\text{ N}$, 지름 80㎝이므로 반지름 $r = 0.4\text{ m}$, 마찰계수 $f = 0.3$이다. 따라서 $T = 0.3 \times 300 \times 0.4 = 36\text{ N·m}$이다.

유압식 동력 조향장치는 유압 펌프에서 생성된 압력유를 유압 제어 밸브로 제어하여 동력 실린더를 작동시켜 조향력을 보조하는 시스템이다. 1, 2, 3번은 모두 조향장치의 핵심 구성요소이고, 유압식 리타더는 감속 장치로서 제동력을 보조하는 별도의 시스템에 속하므로 조향장치의 구성요소가 아니다.

진공식 배력장치는 압축공기가 아니라 기관의 흡기다기관 부압과 대기압의 압력 차를 이용해 제동력을 증대시킨다.
압축공기를 이용하는 방식은 대형 상용차 등에 쓰이는 공기식(에어) 배력장치이며, 배력장치가 고장 나도 일반 유압 제동은 그대로 작동한다.

최소회전반경은 바깥쪽 앞바퀴(조향각이 작은 쪽, 여기서는 30°인 오른쪽 바퀴)를 기준으로 구한다.
$R = \dfrac{L}{\sin\alpha}$
$R = \dfrac{1.2}{\sin 30^\circ} = \dfrac{1.2}{0.5} = 2.4\,\mathrm{m}$

십자형(훅) 자재이음은 십자축과 두 요크, 롤러베어링으로 구성되어 각도 변화에 대응하는 자재이음 기능만 하며, 슬립이음 기능은 갖지 않는다.
추진축 길이 변화에 대응하려면 별도의 슬립이음(스플라인 부위)을 함께 설치해야 하므로, 두 역할을 동시에 한다는 설명은 틀렸다.

수동변속기의 필요성을 묻는 문항에서 정답은 3번이다. 1번 회전방향 역전, 2번 중립 공전, 4번 발진시 큰 구동력 확보는 모두 변속기의 정당한 필요성이나, 3번은 응력의 완화와 마멸을 최소화하기 위한 것이 맞으며, "최대화"는 기술적으로 모순된다. 변속기는 기어비를 조절해 엔진과 바퀴 사이의 회전수와 토크를 맞춰 발진시 충격과 마멸을 줄이는 역할을 하므로, 이를 "최대화"한다는 표현은 오류다.

자동변속기는 차량 속도, 변속 레버 위치, 스로틀 개도(부하)를 기본 정보로 삼아 변속 시점을 결정한다.
변속기 오일량은 정상 작동을 위한 점검 항목일 뿐, 변속 시점을 판단하는 입력 정보는 아니다.

ABS는 제동 시 바퀴가 잠기는(lock) 것을 방지해 조종성과 방향안정성을 확보하고 스핀을 막는 장치이므로, 휠 잠김을 유지한다는 설명은 ABS의 목적과 정반대다.

노킹센서는 엔진의 노킹 발생을 감지해 ECU가 점화시기를 늦추도록(지각) 보정하는 신호를 제공하므로 점화시기 제어에 가장 큰 영향을 준다.
퍼지 솔레노이드밸브, EGR 솔레노이드밸브, PCV는 각각 증발가스·배기재순환·블로바이가스 처리를 담당해 점화시기와는 직접 관련이 없다.

백워닝 시스템은 초음파 센서로 후방 장애물을 감지해 운전자에게 경보만 알려주는 장치이며, 스스로 브레이크를 작동시켜 감속시키지는 않는다.
장애물 형상(재질·각도 등)에 따라 초음파 반사가 약해 감지되지 않을 수도 있다는 한계가 있다.

병렬연결은 전압과 용량이 같은 배터리를 (+)단자끼리, (-)단자끼리 서로 연결하는 방식으로 전압은 배터리 1개일 때와 동일하고 용량은 연결한 개수만큼 늘어난다.
반대로 직렬연결은 한쪽 배터리의 (+)단자와 다른 배터리의 (-)단자를 차례로 연결하는 방식이며, 이때는 전압이 배터리 개수만큼 증가하고 용량은 1개일 때와 같다.

전류는 옴의 법칙 $I=\dfrac{V}{R}$로 구한다.
$I=\dfrac{12\ \mathrm{V}}{4\ \Omega}=3.0\ \mathrm{A}$
따라서 회로에 흐르는 전류는 3.0A이다.

기동전동기는 자기장 속 도체(전기자 코일)에 전류를 흘려 회전력(전자력)을 얻는 장치이며, 이때 힘의 방향을 정하는 원리가 플레밍 왼손법칙이다.
발전기처럼 기전력이 발생하는 방향을 정할 때는 플레밍 오른손법칙을 사용하므로 서로 구분해야 한다.

3상 교류발전기의 스테이터에서 발생하는 전류는 교류(AC)이며, 이를 실리콘 다이오드로 정류해야 비로소 직류로 출력되므로 스테이터 자체에서 직류가 발생한다는 설명은 틀렸다.
또한 각 코일 자체에서 발생하는 전압은 상전압이라 하고, 코일과 코일 사이 외부 단자에 나타나는 전압을 선간전압이라 하므로 이 둘을 같은 것으로 설명한 점도 옳지 않다.
3조 코일 구성, Y·Δ 결선 명칭, Δ결선의 접속 방식에 대한 설명은 모두 맞는 내용이다.

전해액의 황산 비율이 높아질수록 비중이 증가하는 것이 맞으며, 이는 축전지의 충방전 상태를 비중으로 측정하는 근거가 된다.
일반적으로 음극 단자가 더 작다(극성 구분을 위해 음극이 좁은 원형, 양극이 넓은 원형).
일정한 전압으로 충전하는 방식은 정전류 충전이 아니라 정전압 충전이고, 정전류 충전은 일정한 전류로 충전하는 것이다.
충전 시 양극(+)에서 산소, 음극(-)에서 수소가 발생하므로 순서가 역이다.

그림 기호는 다이오드 삼각형 끝에 양쪽으로 꺾인 막대(Z자형 음극선)가 붙어 있는 형태로, 이는 제너 다이오드를 나타내는 표준 회로 기호이다. 일반 실리콘 다이오드는 음극선이 직선 막대이고, 발광 다이오드는 화살표가 바깥으로 나가는 표시가 추가되며, 트랜지스터는 접합부가 3단자 구조로 표현되므로 해당하지 않는다.

계기판의 엔진 회전계는 크랭크축 회전 신호를 받아 표시하므로, 그 신호를 만드는 CPS(크랭크축 위치센서)가 고장 나면 회전계가 작동하지 않는다.
VSS는 차속, MAP센서는 흡기다기관 압력, CTS는 냉각수온을 검출하는 센서로 회전계 표시와는 직접 관련이 없다.

가속도(G) 센서는 차체에 가해지는 충격의 크기와 방향을 감지하는 센서로, 급격한 충돌 상황을 판단해 전개 여부를 결정하는 에어백(SRS)장치에 사용된다.
배기장치나 분사장치는 산소센서·인젝터 신호로, 정속주행장치는 차속 신호로 제어되어 가속도 센서와는 직접 관련이 없다.

선반작업에서 절삭 중 발생한 칩(chip)을 손으로 직접 제거하는 것은 금지사항이다. 날카로운 칩에 베이거나 다칠 위험이 있으므로 브러시나 갈고리 등의 도구를 사용해야 한다.
선반 위에 공구를 올려놓은 채 작업하지 않는 것, 알맞은 크기의 돌리개 사용, 공작물 고정 후 렌치류를 제거하는 것은 모두 올바른 안전수칙이다.

수공구는 사용 전후 기름기를 제거하고 건조한 상태로 보관해야 한다. 오일을 발라두면 손에서 미끄러져 오히려 사고 위험이 커지므로 잘못된 사용법이다.
공구를 청결하게, 올바른 방법으로, 지정된 장소에 보관하는 것은 모두 맞는 수공구 관리 원칙이다.

단조작업에서 해머작업 중에는 작업물과 해머에 집중해야 하며, 주위 사람을 쳐다보면서 작업하면 타격 방향이 빗나가 사고로 이어질 수 있어 잘못된 안전수칙이다.
재료를 자를 때 정면을 피하는 것, 고온 물품으로 인한 화상 주의, 형(die) 공구류의 사전 예열은 모두 올바른 단조작업 안전사항이다.

연천인율은 근로자 1,000명당 1년간 발생한 재해자 수다.
$\text{연천인율} = \dfrac{\text{재해자 수}}{\text{평균 근로자 수}} \times 1000 = \dfrac{8}{500} \times 1000 = 16$
따라서 연천인율은 16이다.

소화의 3요소는 가연물 제거(제거소화), 산소 차단(질식소화), 점화원 냉각(냉각소화)이며, 연료를 기화시키는 것은 오히려 연소를 돕는 작용이므로 소화의 기본요소가 아니다.

차량 밑에서 하는 작업에서 필수 안전조치는 낙하하는 이물질·오일로부터 눈을 보호하는 보안경 착용이며, 앞치마는 좁은 공간에서 오히려 걸리적거려 필수 안전조치로 보지 않는다.
평지에서 받침목을 사용하는 것, 잭으로 들어올린 뒤 스탠드로 지지하는 것은 차량 밑 작업의 기본 안전수칙이다.

실린더 헤드볼트는 조일 때와 마찬가지로 풀 때도 열변형을 막기 위해 바깥쪽에서 안쪽을 향해 대각선 방향으로 순차적으로 풀어야 한다.
순서 없이 풀기 쉬운 것부터 풀거나 시계방향으로 차례로 도는 방식은 헤드의 뒤틀림을 유발할 수 있어 올바르지 않다.

호이스트로 화물을 운반할 때는 사람이 짐에 타는 행위 자체가 금지되며, 흔들림 방지를 위해서도 사람이 매달리거나 올라타서는 안 된다.
규격 이상의 하중을 걸지 않는 것, 무게중심 바로 위에서 들어올리는 것은 호이스트 사용의 기본 안전수칙이다.

엔진처럼 무거운 중량물은 체인 블록이나 호이스트를 이용해 안전하게 들어 옮기는 것이 가장 적합한 방법이다.
지렛대나 로프로 끌어당기거나 사람이 직접 드는 방법은 하중을 제어하기 어려워 낙하·협착 사고의 위험이 크다.

제시된 네 가지가 모두 전기 배선 연결부 점검 항목으로 옳다.
연결부의 풀림이나 부식은 접촉저항을 키워 전압 강하와 발열·접촉 불량을 일으키고, 피복의 절연 상태와 균열은 단락·누전으로 이어지므로 반드시 확인한다.
또한 배선이 배기다기관 같은 고열 부위나 브래킷 모서리 같은 날카로운 부위를 지나가면 피복이 녹거나 쓸려 벗겨져 단락이 생기므로, 배선의 경로와 고정 상태까지 점검 대상에 포함된다.