[자동차정비기능사 필기] 10년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

옥탄가는 연료 중 이소옥탄이 차지하는 비율(%)로 정의된다.
$\text{옥탄가} = \dfrac{\text{이소옥탄}}{\text{이소옥탄}+\text{노말헵탄}} \times 100$
$= \dfrac{80}{80+20}\times100 = 80$

점화순서에 따라 각 실린더의 인젝터가 순서대로 하나씩 순차적으로 분사되는 방식을 독립분사(시퀀셜) 방식이라 한다.
동시분사 방식은 모든 인젝터가 크랭크축 회전에 맞추어 한꺼번에 분사한다.
그룹분사 방식은 실린더를 두 그룹으로 나누어 그룹별로 동시에 분사한다.
따라서 점화순서에 맞춘 실린더별 순차 제어를 뜻하는 것은 독립분사 방식뿐이다.

SPI(TBI) 방식은 인젝터를 스로틀 보디에 하나만 두어 스로틀밸브 앞(상류)에서 흡기다기관 전체로 연료를 분사하는 구조이다.
실린더마다 흡입밸브 앞쪽에 인젝터를 두는 것은 MPI(다점분사) 방식이고, 연소실 중앙에 인젝터를 두어 직접 분사하는 것은 직접분사(GDI) 방식이며, 서지탱크는 공기를 모아 각 실린더로 분배하는 부분이라 인젝터 설치 위치가 아니다.

디젤 분사노즐 시험기로는 분사각도, 분무상태, 분사압력 등을 점검한다.
연료의 분사량은 분사펌프(인젝션 펌프)의 플런저 스트로크로 조정·시험하는 항목이며 노즐 자체의 시험 항목이 아니다.

접지선이 불량하면 TPS 출력전압이 어느 개도에서든 기준보다 높게 나온다.
그림의 회로는 ECU의 5V가 TPS 내부 가변저항 위쪽으로 들어가고, 슬라이더에서 뽑은 신호가 TPS 단자를 통해 ECU로 되돌아가며, 저항 아래쪽은 A점을 지나 ECU 접지로 이어지는 분압 회로다.
A점의 접촉이 불량해지면 접지 쪽에 여분의 저항이 끼어든 셈이 되어 분압점의 전위가 통째로 들려 올라간다. 그래서 스로틀 개도에 따라 값이 변하기는 하지만 전 구간에서 정상값보다 높은 전압이 측정된다.
개도에 따라 전혀 변하지 않는 증상은 슬라이더 마모나 신호선 쪽 고장에서 나타난다.
항상 5V로 고정되는 것은 접지가 완전히 끊어져 저항에 전류가 흐르지 못하는 극단적인 경우다.

절대온도(K)는 섭씨온도에 273을 더해 구한다.
$T(K) = 273 + 83 = 356\,\mathrm{K}$

칼만와류식 에어플로우센서는 흡입 공기 전량이 통과하는 에어클리너(내부 덕트)에 설치되어 소용돌이(와류) 발생 빈도로 흡입 공기량을 계측한다.
흡기다기관, 서지탱크, 실린더 헤드는 이미 공기 유동이 각 실린더로 분배된 이후 지점이라 전체 흡입 공기량을 정확히 계측하기 어렵다.

4행정 4실린더, 점화순서 1-2-4-3에서 3번 실린더가 압축행정일 때 1번 실린더는 흡입행정을 한다.
실린더 사이의 위상차는 $720^\circ \div 4 = 180^\circ$이며, 1번을 기준으로 2번은 180°, 4번은 360°, 3번은 540° 뒤에 점화한다.
1번의 흡입행정 구간(360°~540°)이 3번의 압축행정 구간(360°~540°)과 겹치므로, 3번이 압축할 때 1번은 흡입을 한다.

엔진오일이 우유색(유백색)으로 변하는 것은 냉각수가 오일에 섞여 유화(에멀전)된 상태를 뜻한다.
주로 실린더 헤드 개스킷 손상이나 균열로 냉각수가 오일 계통으로 유입될 때 나타나며, 방치하면 윤활 성능이 크게 떨어진다.

속도는 이동거리를 걸린 시간으로 나눈 값이다.
$v = \dfrac{200\,\mathrm{m}}{10\,\mathrm{s}} = 20\,\mathrm{m/s}$
$20\,\mathrm{m/s}\times 3.6 = 72\,\mathrm{km/h}$

지르코니아 산소센서는 배기가스 중 산소 농도 차이에 따라 최고 약 1V 정도의 기전력을 발생시키는 센서로, 농후한 혼합기에서는 높은 전압, 희박한 혼합기에서는 낮은 전압을 낸다.
산소센서가 0~5V의 큰 기전력을 발생시킨다는 설명은 실제 출력 범위(약 0~1V)와 맞지 않는다.
산소센서는 흡기다기관이 아니라 배기계통에 설치된다.
산소센서의 주된 목적은 배기가스 중 산소 농도로 공연비를 피드백 제어하는 것으로, NOx 저감을 직접 목적으로 설치하는 센서는 아니다.

자동차 접지부분 이외의 부분은 지면과의 사이에 최소 12cm 이상의 간격(최저지상고)을 확보해야 한다.
이는 자동차 하부 구조물이 노면 돌기 등에 걸리지 않도록 하기 위한 안전기준이다.

과류방지밸브는 배관이 손상되어 가스가 급격히 새어 나가면 유량 급증을 감지해 자동으로 LP가스 용기 내 연료 통로를 차단하는 안전장치이다.
차량 전복 등으로 파이프가 손상되었을 때 이 밸브가 작동해 대량 누출과 화재를 예방한다.

제동열효율은 1PS·h에 해당하는 열량($632.3\,\mathrm{kcal}$)을 연료소비율과 발열량의 곱으로 나누어 구한다.
$\eta_e = \dfrac{632.3}{b_e \times H_l} \times 100$
$b_e = 250\,\mathrm{g/PS \cdot h} = 0.25\,\mathrm{kg/PS \cdot h}$이므로
$\eta_e = \dfrac{632.3}{0.25 \times 10500} \times 100 \approx 24.1\,\%$

압축비는 연소실체적과 행정체적의 합을 연소실체적으로 나눈 값이다.
$\varepsilon = \dfrac{V_c + V_s}{V_c} = \dfrac{50+350}{50} = 8$
따라서 압축비는 8:1이다.

실린더 헤드의 평면도(휨)는 곧은자(직선자)와 틈새게이지(필러게이지)를 헤드 면에 대고 틈새를 재는 방법으로 점검한다.
이때 대각선 방향과 길이·폭 방향 등 여러 방향으로 고루 측정해 가장 큰 틈새를 기준으로 변형 여부를 판정한다.
마이크로미터는 두께나 지름 같은 치수를 재는 정밀 측정공구로 평면도 점검에는 사용하지 않는다.

배출가스 중 탄화수소(HC)는 불완전 연소로 타다 남은 혼합기, 화염전파 후 실린더 벽 냉각작용으로 연소되지 못한 혼합기, 희박한 혼합기의 실화 등 연소 과정 자체의 불완전 연소에서 발생한다.
배기 머플러의 불량은 소음이나 배압 문제와 관련될 뿐 HC 생성의 직접적 원인은 아니다.

산소센서(O2)는 배기가스 중 산소 농도를 감지해야 하므로 배기계통(배기다기관)에 장착된다.
반면 흡기온도센서(ATS), 흡입공기량센서(AFS), 스로틀포지션센서(TPS)는 모두 흡기계통(에어클리너~스로틀바디 구간)에 설치되어 흡입 공기 조건을 감지한다.

디젤 노크는 착화지연 기간이 길어질수록 심해지므로, 착화를 촉진하려면 오히려 흡입공기의 온도를 높게 유지해야 한다.
세탄가가 높은 연료는 착화성이 좋아 노크를 줄인다.
실린더 벽의 온도를 높이면 착화지연이 짧아져 노크가 감소한다.
압축비를 높이면 압축 말기 온도·압력이 높아져 착화가 빨라져 노크가 줄어든다.

MPI(다점분사)는 인젝터가 각 실린더의 흡입밸브 가까이에 위치해 연료가 흡기다기관 벽에 부착되는 월 웨팅(wall wetting) 현상을 크게 줄여 냉간 시동 및 냉간 운전 특성을 크게 개선한다.
따라서 월 웨팅에 따른 냉간 시 특성에 큰 효과가 없다는 설명은 MPI의 실제 장점과 반대되는 내용이다.

디젤기관은 압축비가 높아 열효율이 가솔린기관보다 높다는 것이 대표적인 장점이다.
반대로 가속성, 제작비, 운전 정숙성 측면에서는 오히려 가솔린기관이 더 우수한 경우가 많다.

EGR(배기가스 재순환) 장치는 배기가스 일부를 흡기 계통으로 재순환시켜 연소온도를 낮춤으로써 질소산화물(NOx) 생성을 억제하는 장치이다.
연소온도를 높여 유해가스 배출을 억제한다는 설명은 EGR의 실제 작동 원리와 반대되어 틀린 내용이다.
연소가스가 흡입되면 신선한 공기량이 줄어 출력이 다소 저하되며, 냉각수 온도가 낮을 때는 연소 안정성을 위해 EGR이 작동하지 않는다.

크랭크축 베어링은 반복 하중을 오래 견뎌야 하므로 피로에 강한 성질(내피로성)을 갖추어야 하며, 피로에 취약한 성질을 요구하는 것은 구비조건으로 틀린 설명이다.
하중 부담 능력, 매입성(이물질을 표면에 묻히는 성질), 내식성은 크랭크축 베어링에 요구되는 올바른 구비조건이다.

클러치 페달의 자유간극이 과대하면 클러치 차단(끊김)이 불완전해지는 문제가 생길 뿐, 정상적으로 맞물렸을 때는 압력판이 마찰판을 충분히 눌러 미끄러짐의 원인이 되지 않는다.
오히려 자유간극이 너무 작을 때 릴리스 베어링이 항상 약간 눌린 상태로 있어 클러치가 완전히 압착되지 못해 미끄럼이 발생한다.
마찰면의 경화나 오일 부착, 압력스프링의 쇠약·절손, 압력판·플라이휠의 손상은 클러치가 미끄러지는 실제 원인이다.

정(positive)의 캠버는 앞에서 바퀴를 보았을 때 바퀴의 위쪽이 아래쪽보다 바깥으로 벌어져, 바퀴 아래쪽이 위쪽보다 좁아지는 상태를 말한다.
이는 조향 안정성과 조작력 경감을 위해 두는 것으로, 앞바퀴의 앞뒤 폭 차이(토)나 킹핀이 앞뒤로 기울어진 각(캐스터)과는 다른 개념이다.

자동차의 주행속도는 기관회전수를 변속비와 종감속비로 나눠 바퀴의 회전수를 구한 뒤 타이어 둘레를 곱해 계산한다.
$N_{wheel} = \dfrac{2000}{2 \times 3} = 333.3\,\mathrm{rpm}$
$V = \pi \times D \times N_{wheel} \times \dfrac{60}{1000} = 3.14 \times 0.5 \times 333.3 \times 0.06 \approx 31.4\,\mathrm{km/h}$
따라서 이 자동차의 속도는 약 31km/h가 된다.

전자제어 현가장치는 공기 스프링과 감쇠력을 전자적으로 제어하는 장치로 컴프레셔·솔레노이드밸브·차고센서 등이 핵심 부품이다.
부스터와 스프링은 제동장치나 일반 현가장치의 구성품으로 전자제어 현가장치와는 거리가 멀다.

디스크 브레이크는 자기작동(셀프서보) 작용이 없어 좌우 제동력이 고르게 걸리므로 드럼 브레이크보다 브레이크 평형이 우수하다.
자기작동 작용이 없어 한쪽만 심하게 제동되는 편제동 현상은 오히려 드물다.
패드가 노출된 구조라 방열이 잘 되어 베이퍼록이나 페이드 현상도 드럼식보다 적게 발생한다.

스로틀 포지션 센서(TPS)는 가속페달과 연동된 스로틀밸브의 열림각을 검출해 그 각도에 비례한 출력전압을 발생시킨다.
공기온도센서·수온센서·유온센서는 각각 온도 변화에 따라 저항이 변하는 센서로 가속페달 조작과는 직접 관계가 없다.

맥퍼슨형 스트러트 현가장치는 쇽업소버가 내장된 스트러트가 조향할 때 함께 회전하는 구조로, 부품수가 적고 구조가 간단해 국내 승용차에 가장 널리 쓰인다.
위시본형과 SLA형은 상·하 컨트롤 암으로 바퀴를 지지하는 형식이라 조향 시 회전하는 스트러트 구조가 아니며, 데디온형은 후차축 방식이라 해당하지 않는다.

프리뷰제어는 차량 전방의 노면 돌기나 단차를 센서로 미리 검출해 서스펜션의 감쇠력을 선제적으로 조절하는 제어 방식이다.
안티록제어는 제동시 바퀴 잠김 방지, 스카이훅제어와 퍼지제어는 주행 중 차체 진동을 억제하는 감쇠력 제어 방식으로 노면 돌기의 사전 검출과는 목적이 다르다.

4륜조향(4WS)은 저속에서 뒷바퀴를 앞바퀴와 반대 방향으로 조향해 최소회전반경을 줄이는 것이 목적이므로, 회전반경이 증가한다는 설명은 4WS의 적용 효과에 해당하지 않는다.
차로 변경, 주차·일렬주차, 고속 직진 안정성 향상은 모두 4WS가 실제로 제공하는 효과다.

반부동식 차축은 차축이 하중의 1/2을, 액슬 하우징이 나머지 1/2을 지지하는 형식이다.
전부동식은 하중 전체를 하우징이 지지하고 차축은 구동력만 전달하며, 3/4부동식은 하우징이 하중의 3/4을, 차축이 1/4을 지지하는 중간 형식이다.

수동변속기는 저단으로 갈수록 감속비(기어비)가 커져 회전수는 줄고 토크는 커지므로, 가장 낮은 변속단인 1단에서 토크가 가장 크다.
오버드라이브 단이나 직결 단은 감속비가 1 이하이거나 1이라 토크 증대 효과가 거의 없다.

전자제어 동력조향장치의 유량제어방식은 제어밸브가 오일펌프에서 동력실린더로 흐르는 유압유의 통로를 제한하거나 바이패스시켜, 동력실린더 피스톤에 걸리는 유압 자체를 조절하는 방식이다.
제어밸브의 열림 정도가 아니라 그 밸브를 통과하는 유량 제한이 유압을 결정하며, 동력실린더가 유량을 조절한다는 설명은 제어 주체와 대상이 뒤바뀐 설명이다.

밸브바디는 오일펌프에서 만들어진 유압을 각 클러치와 브레이크 등 변속 요소로 배분하는 유압회로가 모여 있는 부품이다.
토크컨버터는 동력을 유체로 전달하는 장치이고 유성기어는 변속비를 만드는 기계요소로, 유압회로 형성과는 역할이 다르다.

드럼 브레이크에서 전진 방향으로 드럼이 회전할 때 그 회전력을 받아 스스로 압착력이 커지는 슈를 리딩슈라 하며, 이 작용을 자기작동(셀프서보) 작용이라 한다.
반대로 회전력이 밀어내는 방향으로 작용해 제동력이 약해지는 쪽은 트레일링슈이다.

토크컨버터는 펌프(임펠러)·터빈·스테이터 세 요소로 구성되어 유체의 운동에너지를 이용해 동력을 전달하고 토크를 증대시킨다.
펌프는 엔진 크랭크축에, 터빈은 변속기 입력축에 연결되며 스테이터는 오일의 흐름 방향을 바꿔 토크 증대 작용을 돕는다.

ABS 휠속도센서는 톤휠의 회전에 의해 교류전압을 발생시키며, 그 출력 주파수는 바퀴 회전속도에 비례한다.
속도가 빠를수록 톤휠의 이(齒)를 지나는 주파수도 높아지므로, 출력 주파수가 속도에 반비례한다는 설명이 틀린 내용이다.

트레드는 노면과 접촉하는 타이어의 구성 부위이며, 휠은 타이어를 지지하는 금속 원판으로 휠 허브·휠 디스크·림 등으로 구성된다.

축전지를 방전된 상태로 오래 방치하면 극판 표면의 황산납 결정이 굳어져 영구 황산납화(설페이션)가 진행되며, 이 결정은 충전을 해도 다시 녹지 않아 축전지 성능을 회복할 수 없게 만든다.

기계적인 힘(압력)을 가하면 전압(기전력)이 발생하는 반도체의 성질을 피에조 효과(압전 효과)라 하며, 자동차에서는 노크센서 등에 응용된다.
펠티어 효과는 전류로 냉각·발열을 일으키는 현상이고, 지백(제벡) 효과는 온도차로 기전력이 발생하는 현상, 홀 효과는 전류가 흐르는 도체에 자기장을 가할 때 전압이 발생하는 현상으로 힘에 의한 기전력 발생과는 다르다.

파형이 폭 넓은 펄스 2개와 폭 좁은 펄스 3개로 이루어져 있으므로 고장코드는 23이다.
가로축은 시간, 세로축은 자기진단 출력단자의 전압이다. 왼쪽부터 따라가면 전압이 올라가 길게 머무는 넓은 펄스가 2개 나온 뒤, 잠시 간격을 두고 짧게 올라갔다 내려오는 좁은 펄스가 3개 이어진다.
자기진단 출력에서 폭이 넓은 펄스는 10단위 자릿수를, 폭이 좁은 펄스는 1단위 자릿수를 나타낸다. 따라서 10단위가 2, 1단위가 3이 되어 코드 번호는 23으로 읽는다.
12나 32로 읽으려면 넓은 펄스가 각각 1개·3개여야 하고 22가 되려면 좁은 펄스가 2개여야 하는데, 파형에서 실제로 센 개수와 맞지 않는다.

12V 배터리를 사용하는 일반 승용차용 교류발전기의 충전전압은 배터리 전압보다 다소 높은 13.8~14.8V 범위로 조정되어 배터리를 충전하고 각 전장품에 전원을 공급한다.

자동차용 퓨즈는 회로에 직렬로 설치되어 단락이나 과전류가 흐르면 낮은 융점의 금속이 녹아 끊어지며 회로를 차단해 배선과 부품을 보호한다.
퓨즈의 재질은 납·주석·카드뮴·비스무트 등 융점이 낮은 합금이 쓰이며, 보기와 같은 알루미늄·구리 위주의 배합이 아니므로 해당 성분 구성 설명은 사실과 다르다.

물질의 상태변화에서 고체가 액체로 변하는 것은 융해(용융), 액체가 고체로 변하는 것은 응고, 기체가 액체로 변하는 것은 응축이라 한다.
기체가 고체로 직접 변하는 현상은 승화이며, 고체가 액체로 녹는 현상을 가리키는 '용융'이라는 용어를 기체에서 고체로의 변화에 붙인 설명은 틀린 내용이다.

도난 경보장치는 차량의 출입 관련 스위치들을 감지해 경보를 작동시키므로 도어 열림 스위치·트렁크 열림 스위치·후드 열림 스위치가 핵심 구성부품이다.
오일 압력 스위치는 엔진 윤활 상태를 감지하는 센서로 도난 경보와는 관련이 없다.

점화코일의 2차 유도전압은 1차 유도전압에 권선비를 곱해 구한다.
$E_2 = E_1 \times \dfrac{N_2}{N_1} = 350\mathrm{V} \times 40 = 14000\mathrm{V}$
따라서 2차 유도전압은 14000V가 된다.

전기자(아마추어)는 정류자와 함께 회전하며 계자 코일이 만든 자기장 속에서 전자력을 받아 회전력을 발생시키는, 기동전동기에서 실제로 회전하는 부분이다.
계자 코일과 계철은 고정된 상태에서 자기장을 형성하고, 솔레노이드는 피니언을 밀어내는 전자석 스위치일 뿐 회전하지 않는다.

광량센서(CdS)는 빛의 세기가 강해질수록 저항값이 작아지는 광도전 반도체로, 주변 밝기에 따라 전조등을 자동으로 점등·소등하는 오토라이트 제어에 사용된다.

공구는 손으로 직접 건네야 하며, 작업 중 숙달된 사람이라도 공구를 다른 사람에게 던져서 전달하는 행위는 낙하나 상해의 위험이 있어 금지되는 안전수칙 위반이다.
사용 후 정리, 주머니에 예리한 공구를 넣지 않는 것, 사용 전 손잡이의 기름 제거는 모두 올바른 공구 취급 방법이다.

연삭숫돌과 연삭 지지대(워크레스트) 사이의 간격은 가공물이나 파편이 끼어 들어가는 것을 막기 위해 3mm 이내로 좁게 유지해야 하므로, 간격을 5mm 이상으로 한다는 설명은 안전 기준에 맞지 않는다.
숫돌 설치 전 해머 등으로 가볍게 두들겨 균열 여부를 확인하는 것은 올바른 점검 방법이다.
숫돌이 파손되어도 파편이 정면으로 날아오지 않도록 숫돌 측면에 서서 작업하는 것도 올바른 안전수칙이다.
연삭기 덮개(커버)를 벗긴 채 사용하지 않는 것 역시 기본 안전수칙이다.

도수율은 연 100만 근로시간당 발생한 재해건수를 나타내는 지표로, 근로시간을 기준으로 한 재해 발생빈도를 비교하는 데 쓰인다.
$\text{도수율} = \dfrac{\text{재해건수}}{\text{연근로시간수}} \times 1{,}000{,}000$
연천인율은 근로자 1,000명당 재해자수를, 강도율은 근로시간당 근로손실일수를 나타내는 지표로 도수율과는 산출 기준이 다르다.

소화의 기본 원리는 가연물 제거·산소 차단·점화원(열) 냉각의 세 요소로, 연소의 3요소 중 하나 이상을 없애는 것이다.
연료를 기화시키는 것은 오히려 연소를 돕는 작용이므로 소화의 기본요소에 해당하지 않는다.

전동기구 및 전기기계의 안전대책에서 리드선(전선)은 진동이 있어도 쉽게 끊어지지 않도록 내구성 있게 설치해야 하므로, 쉽게 끊어질 수 있어야 한다는 설명은 안전대책과 반대된다.
사용 장소·환경에 맞는 기계 사용, 충분한 작업 공간 확보, 조작부의 접근 용이성은 모두 올바른 전기 안전대책이다.

가솔린 엔진이 조정 불량으로 불완전연소를 하면 산소 부족으로 연료가 완전히 산화되지 못해 인체에 유해한 CO(일산화탄소) 가스가 가장 많이 발생한다.
CO는 혈액 중 헤모글로빈과의 결합력이 산소보다 강해 산소 운반을 방해하므로 중독시 위험성이 크다.

잭(Jack)으로 차체를 들어 올린 뒤에는 잭 손잡이를 반드시 제거하거나 안전한 위치로 치우고 별도의 안전 스탠드로 받친 상태에서 작업해야 하므로, 손잡이를 그대로 둔 채 작업하는 것은 잘못된 안전수칙이다.
작업에 맞는 공구 사용, 바닥에 오일을 흘리지 않는 것, 전기장치 작업시 오일 오염을 방지하는 것은 모두 올바른 정비 안전수칙이다.

기어의 급유(윤활유) 상태 점검은 장치를 정지시킨 상태에서 오일량과 오염 여부를 눈으로 확인하는 항목이므로, 운전(작동) 상태에서 점검하는 항목에 해당하지 않는다.
클러치 작동 상태, 기어 부분의 이상음, 베어링 작동부의 온도상승 여부는 실제로 장치를 작동시켜야 확인할 수 있는 항목들이다.

감전 위험이 있는 곳에서 전기를 차단하고 수선·점검을 할 때는 스위치에 안전장치를 하거나 통전을 금지하는 표지를 게시하는 등 전원이 재투입되지 않도록 조치해야 한다.
스위치 박스에 통전장치를 하는 것은 오히려 전원을 다시 연결할 수 있게 하는 조치이므로, 감전 방지를 위한 차단·점검 조치와는 관계가 없다.

축전지 부하시험에서 부하전류는 축전지의 정격용량에 비례하도록 설정해야 하며, 용량과 무관하게 일정한 전류를 흘리는 것은 잘못된 시험 방법이다.
전해액이 옷에 묻지 않게 하는 것, 기름 묻은 손으로 시험기를 조작하지 않는 것, 부하시간을 15초 이상으로 하지 않는 것은 모두 올바른 안전·주의사항이다.