[농업기계정비기능사 필기] 03년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

실린더 헤드 균열은 열응력(thermal stress)과 기계적 응력에 의해 발생한다. 냉각수 동결 시 얼음 팽창으로 인한 압력, 기관 과열 후 냉각수 급보충으로 인한 급격한 온도 변화, 외부 충격에 의한 직접적 응력 모두 헤드 균열의 주요 원인이다. 반면 가스켓 재질불량은 누유나 연소가스 누출을 유발하지만 헤드 자체의 균열을 직접 야기하지 않으므로 균열 발생 원인에 포함되지 않는다.

공냉식 가솔린기관에서 실린더 내에 카본이 축적되는 근본 원인은 불완전 연소이며, 이는 윤활유 희석이 많을 때 발생한다.
공냉식 기관은 수냉식에 비해 냉각 효율이 낮아 고온 상태가 유지되는데, 이때 윤활유 희석(연료가 크랭크케이스로 유입되어 윤활유를 희석)이 증가하면 오일의 윤활 성능이 저하되고, 실린더 벽면의 윤활 불량으로 인해 윤활유와 연료가 연소실로 더 많이 유입된다. 결과적으로 불완전 연소 시 미연소 연료와 윤활유가 카본으로 축적되는 것이다.
반대로 희석이 적으면 윤활유의 품질이 유지되어 카본 축적이 감소한다.

엔진을 처음 사용할 때 신차 또는 신규 엔진은 초기 운전 중에 마모입자와 불순물이 다량 발생하므로, 일반적인 교환주기보다 훨씬 짧은 간격으로 오일을 교환해야 한다. 소형 엔진(농기계, 발전기, 펌프 등) 및 자동차 신차 기준 대부분의 제조사는 최초 오일 교환을 20~30시간 또는 500~1,000km 주행 후로 권장하고 있으며, 이후 일반 교환주기(50~100시간 또는 5,000~10,000km)를 적용한다.

디젤기관의 노크(diesel knock)는 연료의 자동점화 지연기간이 길어져 실린더 내 연료가 과다 축적된 후 급격히 연소할 때 발생한다. 연료의 발화점을 높게 하면 자동점화가 더 늦어져 지연기간이 오히려 길어지므로 노크를 악화시킨다.
압축비를 높이면 실린더 온도가 상승해 점화 지연기간을 단축할 수 있다.
회전속도를 느리게 하면 지연기간 동안 분무된 연료량이 감소한다.
부하를 크게 하면 실린더 온도·압력이 높아져 지연기간이 단축된다.
따라서 이 셋은 모두 노크 방지에 효과적이다.

리터당 마력(비마력, specific output)은 총 배기량당 출력을 구하는 지표다. 한 기통의 배기량이 500㏄이고 4기통이므로 총 배기량은 $500 \times 4 = 2000\text{ ㏄} = 2\text{ ℓ}$이다. 총 출력이 40㎰이므로 리터당 마력은 $\frac{40}{2} = 20\text{ ㎰/ℓ}$이다.

농용 엔진의 겨울철 냉각수는 50~60℃의 따뜻한 물을 사용하는 것이 권장된다. 추운 지방에서 찬물을 붓으면 엔진 블록과의 급격한 온도 차이로 인해 열응력(thermal stress)이 발생하여 균열이나 손상 위험이 높아지기 때문이다. 50~60℃의 온수는 이미 식어 있는 엔진을 천천히 데워 급격한 온도 변화를 완화하면서도, 과도하게 높지 않아 비등 위험을 피할 수 있는 적절한 범위다.

엔진 오일과 냉각수를 빼는 시점은 기관이 완전히 식기 전, 따뜻한 상태에서 실시해야 한다. 엔진 오일은 따뜻할 때 점도가 낮아져 배출이 용이하고 불순물 제거 효율이 높으며, 냉각수도 따뜻한 상태에서 배출하면 에어 포켓 제거가 효과적이고 완전 배출이 가능하다. 기관이 완전히 식으면 오일의 점도가 높아져 배출이 어렵고, 냉각수도 배관 하단에 남아 불완전 배출이 발생한다. 따라서 정답은 기관이 식기 전에 빼야 한다는 4번이 맞다.

노즐은 펌프 출구의 분무 장치로서 펌프 입구로 연료가 들어오지 않는 문제와는 직접 관련이 없다. 노즐의 상태(분무 패턴, 막힘 등)는 이미 펌프 내로 들어온 연료의 분사 성능을 평가하는 항목이지, 연료 공급 차단의 원인을 찾는 데는 해당하지 않는다.
연료분사 펌프에 연료가 들어오지 않는 문제는 연료 공급 경로의 막힘, 누수, 부족을 진단하는 것이 목표이다.
연료밸브(콕크)는 연료 공급을 차단하는 제어 장치이다.
연료필터는 막힘 여부를 확인하는 기본적인 점검 항목이다.
연료의 양은 부족 여부를 확인하는 기본적인 점검 항목이다.

디젤 연료 분사 펌프에서 연료가 압송되지 않는 직접적인 원인은 플랜저(plunger)가 마멸되었거나 동작이 불량할 때다. 플랜저는 펌프 내에서 왕복 운동하며 연료를 흡입·압송하는 핵심 부품이므로, 이것이 손상되거나 마멸되면 압력 형성과 연료 토출이 불가능해진다. 1번 연소실 패킹은 연소실의 밀봉 문제로 연료 분사와는 무관하며, 3번 실린더 라이너 마멸은 엔진 본체의 문제이고, 4번 밸브 조정은 흡배기 계통으로 분사 펌프 작동과 별개다.

물이 차 있는 논에서 땅갈이와 써레 작업을 할 때는 트랙터 타이어 대신 물논바퀴(철차륜)를 장착한다. 물논바퀴는 견인력을 확보하고 바퀴가 빠지거나 미끄러지는 것을 줄여 준다.

V벨트의 회전비는 두 풀리의 지름 비율로 결정되며 벨트 종류와는 무관하고, 오히려 V벨트는 체인이나 기어에 비해 회전비 범위가 제한적이므로 '회전비를 적게 할 수 있다'는 틀렸다. V벨트는 V자 형상의 홈을 통해 풀리와의 접촉면적을 증가시켜 마찰력을 극대화한 전동장치다.
미끄럼이 적다: V자 형상으로 인한 법선력 증가 때문에 맞다.
장력에 비하여 전동효율이 높다: 높은 마찰력으로 작은 장력으로도 큰 동력을 전달할 수 있기 때문에 맞다.
고속회전에서도 소음이 작다: 벨트의 탄성과 진동 흡수 특성 때문에 맞다.

V벨트의 긴장도는 벨트 중앙부를 손가락으로 눌렀을 때의 처짐(사그) 량으로 측정하며, 경운기 등 농기계에서 적절한 긴장도는 20~30㎜ 범위다. 이 범위보다 너무 느슨하면(0~4㎜ 초과의 과도한 처짐) 벨트가 헛돌아 동력 전달이 불완전하고, 너무 팽팽하면(20~30㎜ 미만) 벨트와 풀리의 수명이 단축되며 베어링에 과부하가 걸린다. 따라서 20~30㎜의 적절한 이완 상태에서 최적의 접촉력과 동력 전달이 유지된다.

트랙터 기동전동기가 회전하지 않을 때 점검 순서는 즉각적인 전기 공급 경로부터 시작한다. 발전기는 엔진 시동 후 충전 기능을 담당하는 것으로, 기동전동기 회전 불가 상태에서는 우선적 진단 대상이 아니며, 시동 후 배터리 충전이 제대로 되지 않는 상황에서 점검하는 항목이다.
배터리 충전상태는 기동전동기 작동의 전제 조건이다.
배터리 터미널 볼트는 접촉 불량으로 인한 단절을 확인하는 필수 점검이다.
기동스위치는 전기 회로 개폐의 정상 작동을 확인하는 항목이다.

전기자 코일은 반드시 전기자 철심과 절연되어야 한다(단락 방지, 회전 성능 확보).
"+" 브러쉬 홀더와 "-" 브러쉬 홀더 사이의 저항은 적을수록 좋은 것이 아니라 높을수록 좋다(누설 전류 방지).
휠드 코일은 기동모터 몸체와 접지되면 안 되며, 몸체와 절연되어야 한다(누설 및 합선 방지).
정류자 편과 정류자 코일은 서로 전기적으로 연결되어 있어야 하며, 절연되어 있으면 정류 기능을 할 수 없다.

콤바인은 예취(수확), 탈곡, 선별 등의 작업을 일괄 처리하는 복합 수확기계다. 도정 기능은 쌀의 겨층을 벗겨내는 정미 공정에 해당하며, 이는 콤바인의 현장 기능 범위를 벗어난다. 콤바인은 들판에서 곡물을 수확·탈곡하여 배출하는 것이 주 기능이고, 도정은 별도의 도정시설에서 이루어지는 후처리 공정이다.

엔진 오일에 냉각수(물)가 섞이면 유화(emulsification)가 일어나 오일이 우유처럼 흰색 또는 우유색으로 변한다. 이는 물과 오일이 섞이면서 미세한 물 입자들이 오일 속에 분산되어 광산란이 발생하기 때문이다. 엔진 가열 중 냉각수 누수로 오일팬에 물이 유입되거나, 헤드 개스킷 손상으로 냉각수가 오일 통로로 들어올 때 이러한 현상이 나타나며, 이는 엔진 내부식 및 베어링 손상을 초래하는 심각한 결함 신호다.

동력 분무기에서 압력강하가 심한 원인을 분석하면, 여수량(유량)이 너무 많으면 오히려 압력이 유지되거나 상승하므로 압력강하의 원인이 될 수 없다. 반면 여수량이 적으면 펌프 효율 저하로 압력강하가 발생하고, 노즐마모는 분무 구멍 확대로 토출 저항 감소 → 압력강하를 초래하며, 호스가 가늘면 마찰손실 증가로 압력강하가 발생한다. 따라서 여수량이 너무 많다는 것이 정비사항이 아니다.

경운기 변속기의 주변속축(주변속 시프터 쪽)에는 스프링으로 눌리는 고정볼이 장착되어 있다. 이 볼이 축의 홈에 걸려 선택한 변속 위치를 유지한다. 이렇게 운전 중 기어가 저절로 빠지는 것을 막는다.

콤바인의 곡물 이송부 막힘과 선별 불량은 벨트 미끄러짐으로 인한 동력 전달 저하가 주원인이다. 벨트가 미끄러지면 탈곡·선별 기구의 회전 속도가 저하되어 곡물 이송 능력이 감소하고 선별 효율이 떨어진다.
엔진 회전이 높으면 오히려 이송 속도가 빨라지거나 과도한 탈곡으로 선별 문제가 달라진다.
작물이 건조하면 선별 불량의 원인이 될 수 있으나 이송부 막힘의 직접 원인은 아니다.
1번 선별 조절판을 좁히면 선별 불량이 심해지지만 이송부 자체의 막힘 현상과는 구분되는 문제다.

승용트랙터 팬벨트의 적절한 유격은 손으로 눌러 벨트의 여유가 10-15㎜정도여야 한다. 유격이 너무 크면(30-35㎜) 벨트 슬립으로 인해 냉각수 순환 불량과 충전 부족이 발생하고, 너무 작거나 없으면 벨트와 풀리의 과도한 마찰로 벨트 수명 단축 및 베어링 손상을 초래하므로, 10-15㎜ 범위의 적절한 유격으로 벨트 전동의 안정성과 수명을 보장한다.

엔진의 회전속도가 균일하지 않은 것은 조속기의 고장이다. 조속기는 엔진의 회전속도를 일정하게 유지하기 위해 부하 변화에 따라 자동으로 연료 공급량을 조절하는 장치로, 이것이 정상 작동하지 않으면 엔진 속도가 불규칙하게 변한다. 점화코일은 점화 시기 제어, 마그넷은 전자기 유도, 기화기는 연료·공기 혼합비 조절을 담당하므로 이들의 고장은 시동 불량이나 출력 저하로 나타나지만 회전속도 불균일의 직접 원인이 아니다.

경운기 조향클러치 레버의 자유움직임(유휴간극)은 1∼2 mm가 적당하다. 이는 조향 시스템이 반응성을 유지하면서도 미세한 진동이나 불필요한 작동을 방지하기 위한 표준 규격으로, 레버를 손으로 움직일 때 처음 저항을 느낄 때까지의 유격을 의미한다. 과도한 유휴간극은 조향 반응 지연을 초래하고, 부족하면 클러치 부품에 불필요한 부하가 발생한다.

디젤 기관에서 검은 연기(검댕이·그을음)는 불완전 연소로 인한 미연소 탄화수소 배출을 의미한다. 윤활유 부족은 기관 소음, 마찰면 손상, 엔진 과열 등을 초래하지만 연료의 연소 자체에는 직접 영향을 주지 않으므로 정상 부하 운전 중 검은 연기 발생의 원인이 될 수 없다.
공기 청정기·배기관 막힘은 흡입공기 부족 또는 배기 백프레셔 증가로 연소를 악화시킨다.
메탈 탐은 연소실 구조 변형으로 연소를 악화시킨다.
노즐구멍 막힘은 연료 분무 불량으로 직접 불완전 연소를 유발한다.

로터리를 트랙터 중앙에 오도록 맞추고 체크체인을 당겨 좌우 흔들림을 잡아 조립하면 유니버설 조인트가 빠지지 않는다. 좌우 수평이 맞지 않거나, 로터리가 한쪽으로 치우쳐 장착되거나, 키를 정확히 끼우지 않으면 작업 중에 조인트가 빠질 수 있다.

스트레이너가 물 위에 떠 있거나, 흡입 계통으로 공기가 새거나, 푸트 밸브가 새서 마중물이 빠지면 물을 빨아올리지 못해 펌프가 돌아도 물이 나오지 않는다. 임펠러에 오물이 끼면 물이 아예 안 나오는 것이 아니라 양수량이 줄어드는 원인이 된다.

보통형 콤바인의 릴(reel)은 예취할 작물을 앞으로 쓸어내려 가지런히 정리하고 절단 부위로 안내하는 역할을 한다. 릴의 회전 운동이 아직 서 있는 작물을 정렬·정리하여 예취기(cutterbar)로 원활하게 공급되도록 준비시키는 것이 핵심 기능이다. ① 작물을 자르는 것은 절단 부위의 커터바가 담당하고, ② 짚과 북더기 재처리는 탈곡·분리 기구의 역할이며, ③ 예취된 후 작물을 모아주는 것은 컨베이어나 스크류 피더가 수행한다.

분사펌프의 분사량 조정은 제어슬리브와 제어피니언의 관계 위치를 변경하여 이루어진다. 제어피니언이 회전할 때 제어슬리브의 축방향 위치를 조정하면 플런저의 유효 행정거리(토출량)가 변하므로, 두 부품 간의 상대 위치 변경이 분사량 조정의 핵심 원리다. 제어래크는 연료 분사량에 따른 부하 변화에 대응하는 자동 조정 장치이므로 수동 조정 대상이 아니고, 딜리버리 밸브스프링 교체는 분사압력에 영향을 주며, 분사시기 조정쉼 제거는 분사 시기를 변경한다.

기동전동기 전기자의 개회로는 정류자에서 일어난다. 정류자는 회전하면서 브러시와 접촉하여 전류를 정류하는데, 정류판(세그먼트) 사이의 절연 부분이 열화되거나 정류판 표면이 손상되면 접촉 불량으로 인한 개회로가 발생한다. 코일 밴드, 코일 연결부분, 브러시선 연결부분은 상대적으로 기계적·열적 응력이 적고 견고하게 설계되므로 개회로의 주요 발생 위치가 아니다.

열효율은 출력에 투입된 에너지에 대한 실제 일량의 비로 구한다. 먼저 매시간 유효 출력(일량)을 계산하면, 10마력 × 632.3kcal/ps = 6,323kcal/h이다. 다음으로 매시간 투입되는 열량은 연료소비량 2.2kg × 연료의 발열량 11,000kcal/kg = 24,200kcal/h이다. 따라서 열효율 = (유효 출력 / 투입 열량) × 100 = (6,323 / 24,200) × 100 = 26.1%이다.