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알터네이터(Alternator)에는 어떤 문제가 생길 수 있나?

    자동차가 움직이기 위해서는 꼭 필요한 것이 전기의 힘,즉 <전력>입니다. 엔진이 운전되고 있을 때,엔진에서 발생하는 동력의 일부로 전력을 만들어 내서 배터리에 공급하는 것이 알터네이터(Alternator)입니다. 엔진의 회전력을 V자 모양의 벨트에 의해 전달받아서 전력을 만들어 냅니다.

배터리(Battery)와 알터네이터(Alternator)

    배터리는 자동차에 있어서 아주 중요한 부품입니다. 그런데,배터리가 전기를 공급하여 일을 할 때 무엇인가가 계속적으로 배터리를 충전시키지 않으면, 배터리의 전압이 떨어지고 결국에는 시동이 꺼져서 자동차는 아무런 작동을 할 수 없게 됩니다. 따라서 자동차의 전기시스템에서 배터리와 더불어 중요한 위치를 차지하고 있는 것이 알터네이터(Alternator)로 대표되는  충전시스템입니다. 알터네이터는 전기력을 생성해서 이것을 배터리와 차량의 다른 전기시스템에 공급하는 기능을 합니다.

차량속도와 연료소모

    자동차의 속도에 따라 연료소모량이 달라진다는 이야기는 많이 들어왔을 것입니다. 자동차가 주행할 때 연료소모가 가장 적은 차량속도를 경제속도라고 말하며, 이 속도는 대개 70 ~ 80Km/h정도라고 합니다. 그러면 경제속도가 아닌 속도로 달리게 되면 과연 어느 정도의 연료가 더 소모될까요?
    A씨가 고속도로를 주행하고 있습니다. A씨의 차량은 준중형승용차로 연료탱크에 60리터의 연료를 채울 수 있습니다. 그런데 연료계의 눈금을 보니 약 1/10정도가 남아있습니다. 다음 주유소까지의 거리가 75Km라고 한다면, 어느 정도의 속도로 달려야 다음 주유소에 아무 문제없이 도착할 수 있겠습니까?  
다음 표는 미국에 판매되는 차량들의 평균적인 연비표인데 이 표를 참조하여 차량속도를 결정하십시오.

    위 문제의 내용을 살펴보면, A씨 차량에 현재 남아있는 연료의 양은 약 6리터 정도가 되는데 이 연료로 75Km를 주행해야 합니다. 차량이 준중형승용차이므로 위 표를 참조하여 연료 6리터로 주행할 수 있는 거리를 각 속도별로 계산해보면,
   * 시속 64Km/h로 주행할 때
                      11.9Km/liter X 6 liter = 71.4Km
             -> 4Km정도 밀고 가기에는 너무 힘들겠죠?
   * 시속 80Km/h로 주행할 때
                      12.8Km/liter X 6 liter = 76.8Km
   * 시속 96Km/h로 주행할 때
                      11.5Km/liter X 6 liter = 69.0Km
             -> 6Km를 밀고 갈 수는 없겠네요.
 따라서, A씨가 아무런 문제없이 다음 주유소에 도착하려면 80km/h의 속도를 유지해야 합니다.
    위 표에서도 알 수 있듯이 경제속도보다 차량속도가 더 느리거나 빠를 경우 연료소모가 더 많아집니다. 특히 더 빠른 속도로 주행하는 경우가 연료소모가 훨씬 많습니다. 그러므로 연료비를 절약하기 위해서는 가능한 한 경제속도로 주행하고 시속 100Km/h 이상의 속도까지 과속하지 않는 것이 좋습니다.

차량의 주행상태를 표현하는 용어

    자동차 관련 잡지나 일반 대중 매체의 자동차 관련 기사를 읽다 보면, "헤지테이션(Hesitation)","써지(Surgy)" 등과 같은 자동차의 주행상태 또는 주행 성능을 표현하는 용어들을 접하게 됩니다. 그런 용어에 익숙하지 못한 일반 운전자들에게는 어떤 의미로 그 용어가 사용되었는지 실감이 나지 않으므로, 어떤 상황을 말하고 있는지 정확하게 알 수 없는 경우가 대부분입니다.
   주행성능에 관한 용어의 의미를 명확하게 알아두면, 정비업소에 가서 상황을 설명할 때에도 의미전달에 도움을 받을 수 있습니다.

수동 변속기

    자동차에서 엔진에서 발생한 동력이 바퀴까지 전달되는 경로는 아래 그림과 같습니다. 아래 그림은 뒷바퀴굴림형을 예로 든 것입니다. 엔진에서 출력되는 동력은 동력전달을 단속하는 클러치를 거쳐서 수동변속기로,그리고 계속해서 드라이브샤프트와 디퍼렌셜을 거쳐 바퀴로 전달됩니다.

    만약 이와 같은 동력 전달 과정에서 변속기 없이 엔진의 회전수가 그대로 바퀴에 전달된다면 어떻게 될까요?
    변속기의 기능은 크게 보아 다음 2가지로 요약할 수 있습니다. 그 첫째는 엔진의 동력을 바퀴에 전달하는 기능이고, 둘째는 차량의 속도에 관계없이 엔진의 작동회전수가 일정 범위 안에 있도록 회전수와 회전력을 조절하는 기능입니다. 변속기가 없다면,차량의 속도가 증가할수록 엔진의 회전수도 증가해야 합니다. 그런데 엔진은 허용되는 최대회전수가 제한되어 있습니다. 그러므로 이 최대회전수를 넘게 되는 차량의 속도는 엔진이 망가지는 것을 감수하지 않고서는 도달할 수 없습니다. 또한 엔진의 특성을 보면 엔진의 회전수가 변함에 따라 엔진에서 발생되는 회전력(Torque)이 달라집니다. 즉,최대회전력을 낼 수 있는 엔진의 회전수 범위가 어떤 범위 내로 정해져 있다는 말입니다. 대개의 엔진에서 최대회전력은 2500~4500rpm사이에서 나옵니다. 따라서, 엔진이 망가지지도 않고 높은 회전력을 낼 수 있는 안전한 영역에서 작동하면서 원하는 차량속도를 얻을 수 있는 기구가 필요합니다. 이 기구가 바로 변속기입니다.
    변속기에는 서로 다른 회전비율을 가지는 몇 개의 변속기어조합이 있습니다. 회전비율을 기어비(Gear Ratio)라고 하는데, 이 기어비에 따라 5단변속기의 출력회전수가 어떻게 달라지는지 알아봅니다. 아래의 표와 같은 기어비를 가지는 변속기에서 엔진회전수가 3000rpm이면

기어비가 1보다 작은 5단의 경우,변속기의 출력회전수가 엔진회전수보다 높습니다. 이것을 "Over-Drive"라고 하는 것으로 고속주행시 연료소모를 줄이기 위한 기능입니다.

타이어 로테이션은 어떻게?

  자동차를 얼마동안 운전하다보면,엔진의 힘이 직접 전달되는 구동축의 타이어들이 더 많이 마모되어 있는 것을 알 수 있습니다. 보통 승용차들의 경우, 앞바퀴 굴림형인 FF type은 앞바퀴 타이어가, 대형차에서 많이 쓰이는 뒷바퀴 굴림형인 FR type은 뒷바퀴의 마모가 더 심합니다. 이럴 때에는 앞,뒤 바퀴의 타이어를 교환해주는 것이 필요합니다. 이렇게 전,후 타이어를 교환하는 것을 타이어로테이션(Tire Rotation)이라고 합니다. 그럼,타이어로테이션 방법을 알아 볼까요?
  이때 주의해야 할 점은
 (1) 타이어를 교환하려고 쟈키 등으로 차량을 들어 올릴 때,반대편 대각선 방향의 타이어에 Stopper를 사용한다.
 (2) 타이어 볼트를 체결할 때는, 위에 있는 볼트부터 조이고, 그 다음에는 대각선방향의 볼트를 조이며,이를 반복한다.
 (3) 볼트를 체결할 때,팔의 힘만으로도 충분하므로,발로 렌치 위에 올라서서 체중을 가하는 등의 무리한 방법은 피한다.
 

안전을 위한 장비에는 어떤 것들이 있나요?

  운전 중에 발생할 수 있는 사고로부터 운전자의 안전을 보호해주는 장비들에는 어떤 것들이 있을까요? 또한 운전 중에 운전자의 안전을 위협할 수 있는 사고의 가능성을 미연에 방지해주는 장비들에는 어떤 것들이 있을까요? 자동차를 광고하는 광고물 들을 보면 여러 가지의 장비들이 소개되어 있습니다. 그런 광고물 들에 많이 소개되는 안전장비들을 살펴보겠습니다.

◆ ABS(Anti-lock Brake System) : 브레이크를 밟았을 때,타이어가 잠겨서 미끌어지거나 핸들이 조향성을 잃는 것을 방지하는 시스템입니다. 일반적으로 ABS가 장착된 차량의 제동거리가 비장착차량에 비해서 항상 짧다고 생각하는 운전자가 많이 있지만,운전자의 경험도나 상환에 따라서는 비장착차량에 비해 제동거리가 더 길어질 수도 있습니다. ABS의 장점은 노면상황이 나쁜 경우에도 차량의 거동이 불안정하게 되지 않도록 하는 데에 있습니다. 즉,급제동을 하는 경우에도 차량이 스핀하지 않도록 하고 또한 핸들조작이 가능하게 하는 것입니다.

◆ 사이드 도어 빔(Side-Door Beam) : 사이드도어 빔은 도어에 큰 충격이 가해졌을 때,그 피해를 최소화하기 위하여 도어 가운데에 설치해 놓은 보강용 철제봉을 말합니다. 근래에 들어서 거의 모든 승용차가 장착하고 있습니다.

◆ TCS(Traction Control System) : TCS는 미끄러지기 쉬운 도로에서 엔진의 출력을 제어하거나, 후륜브레이크를 작동시키거나 하여 차량이 미끄러지지 않고 안정된 주행을 할 수 있게 하는 기구입니다.보통,중형차 이상의 고급차에 장착되어 있는 경우가 많습니다.

◆ 4WD(Four Wheel Drive) : 일반 차량이 앞바퀴만 또는 뒷바퀴만으로 구동하는 것에 반하여, 4바퀴 모두로 구동하는 방식을 말합니다. 항상 4바퀴로 구동하는 Full Time 4WD와 필요에 따라 4바퀴구동을 선택하는 Part Time 4WD가 있습니다. 일반적으로 Off-Road차량에 많이 장착되며 고속주행시 횡풍에 유리한 장점이 있습니다만,가장 유용한 경우는 눈길을 주행할 때입니다.

토오크(Torque)와 출력(Power)은 무엇을 말하나요?

  자동차를 구입하기 위해서 신문이나 잡지의 광고를 보면, 최대토오크,최고출력이라는 용어와 그것들이 표현되어 있는 아래와 같은 그래프를 볼 수 있습니다. 이 그래프는 엔진의 성능곡선이라고 불리우는 것인데,이것을 보는 방법과 토오크,출력에 대해서 설명하고자 합니다.

  차량의 성능은,성능곡선이라는 것으로 표현될 수 있습니다. 이 성능곡선은 2개의 특성곡선으로 이루어져 있는데,하나는 엔진의 성능곡선이고, 다른 하나는 주행성능곡선입니다. 엔진의 성능곡선은 토오크(Torque)와 출력(또는 마력:Power)으로 구성되어 있습니다.
  위 그림과 같은 엔진성능곡선을 보면,엔진회전수에 따른 출력과 토오크를 알 수 있습니다. 토오크는 엔진이 낼 수 있는 회전력을 말합니다. 출력은 그 엔진이 할 수 있는 일의 양을 표현하는 것으로 토오크와 회전수의 곱으로 계산됩니다.
  그림에서 가로축인 엔진회전수는 rpm(Revolution Per Minute)이라는 단위로 표현되며,이는 엔진이 1분동안에 회전하는 회전수를 말합니다. 임의의 엔진회전수에서 세로축과 평행하게 수직방향으로 이동하면 두 개의 곡선과 만나게 되는데,이 만나는 점에서 수평이동하여,각각의 세로축 좌표를 읽으면,임의의 엔진회전수에 해당하는 출력과 토오크를 알 수 있습니다.
   대개의 경우, 출력곡선은 최고회전수 직전까지 거의 직선의 형태를 가지고 있고,토오크곡선은 가운데 부분이 볼록한 산 모양을 보이고 있습니다.
   광고용 카탈로그에서 최고출력 160ps/6800rpm,최대토오크 25kg-m/4500rpm등으로 표현되어 있는 것을 보았을 것입니다. 이것은 엔진이 분당 6800회 회전할 때 최고출력 160ps를 발생시키며, 엔진이 분당 4500회 회전할 때 최대토오크 25kg-m를 발생시키는 것을 말합니다.
   그림에서 엔진회전수가 높아지면 토오크가 최대점을 지나 떨어지고 있는데도 출력은 증가하고 있는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 출력이 토오크와 회전수의 곱으로 계산되기 때문이며,그렇다고 해서 계속 증가하는 것은 아니고, 어느 회전수를 지나면 충분한 공기가 엔진에 공급되지 못하여 출력이 떨어집니다. 그래서 최고출력점이 존재합니다.
   출력은 회전속도,즉 시간과 관계가 있기 때문에 고속주행을 하기 위해서는 큰 출력이 필요합니다. 토오크 중시형 엔진도 있지만,아무리 토오크가 크더라도,회전수가 관련된 출력에 반영되지 않으면 차량을 고속으로 주행하는 것은 곤란합니다.

승용차 차체의 형상과 종류

국내 자동차의 광고를 보면, 세단이다 쿠페다 하는 용어를 볼 수 있을 것입니다. 이것들은 승용차를 그 형태에 따라 구분하는 용어입니다.
그러면,승용차의 모양에 따른 분류는 어떻게 하며,어떤 종류가 있을까요?

수동변속기와 자동변속기의 차이점은 무엇일까 ?

변속기(Transmission)는 자동차의 엔진에서 발생한 동력을 바퀴로 전달하는 동력 전달 기구이면서, 엔진의 회전속도와 바퀴의 회전속도의 비율을 조절하는 속도 조절 기구입니다. 이런 속도조절장치가 없다면, 자동차의 속도가 빨라질수록 엔진의 회전수는 자동차의 속도에 비례하여 커져야 합니다. 그러나 엔진의 회전수가 커진다고 해서 발생되는 회전력이 계속해서 커지지는 않습니다. 변속기는 차량의 속도나 주행조건에 관계없이, 엔진이 적절한 회전력을 발생시키는 운전영역 내에서 가동될 수 있게 해 줍니다.

우리가 자동차를 운전할 때, 항상 일정한 속도로 전진만 하지는 않습니다. 때로는 엔진의 동력전달을 끊어야 하는 경우도 있고, 경우에 따라서는 후진하기 위해서 회전방향을 바꿀 경우도 있습니다. 이렇게 동력전달을 단속하는 장치를 클러치(Clutch)라고 하는데,이 클러치의 작동을 운전자가 수동으로 직접 조작하게 되어 있는 변속기를 수동변속기(Manual Transmission)이라고 합니다. 이에 반하여 자동변속기(Automatic transmission)는 클러치가 없습니다. 자동변속기는 클러치라는 기계적 동력전달기구 대신에 유체(Fluid)를 사용하여 동력을 전달합니다.

요즘에는 자동변속기의 편리함 때문에 자동변속기의 사용이 늘어가는 추세입니다만, 자동차를 구입할 때 모두가 다 한 번쯤은 변속기의 선택에 대해 고민하게 되므로, 수동변속기와 자동변속기의 사용측면에서의 차이점을 살펴볼까요?

자동변속기의 가장 큰 장점은 클러치조작이 필요 없다는 것입니다. 클러치조작이 필요 없기 때문에 운전자가 집중해야 하는 것은 핸들,액셀레이터,그리고 브레이크 만이어서 초보운전자 들에게 부담을 덜어 주는 장점이 있습니다. 한편,클러치가 있는 수동변속기는 클러치를 조작할 때마다 클러치디스크의 마모가 있을 수 있기 때문에 10만Km정도의 주행간격으로 이 클러치디스크를 교환해 주어야 합니다.

수동변속기의 클러치디스크를 교환하기 위해서는 엔진과 변속기를 분리해야 하므로 재료비는 둘째로 하고 작업공임이 많이 듭니다. 반면에 자동변속기는 내부에 마찰하는 부품이 없으나, 정밀하고 정교한 부품으로 구성되어 있기 때문에 변속기오일에 대한 관심이 필요합니다. 변속기오일을 제 때에 교환하지 않고 장기간 사용하면 변속기의 고장이나 내부 부품의 조기 열화를 가져올 수도 있기 때문에,자동차제작사가 사용자설명서에 기재한 변속기오일 교환주기를 지키는 것이 중요합니다. 물론 자동변속기가 초기 구입비용이 더 많이 들죠. 그리고 잘 언급되지 않는 현실이지만 수동변속기도 변속기오일을 적당한 주기에 교환해야 합니다.

지금까지 대체로 자동변속기가 좋다라고만 이야기 된 듯 하지만 자동변속기가 수동변속기에 비해 불리한 점으로 피할 수 없는 것은 연료소모가 많다는 점입니다. 수동변속기가 기계적인 마찰에 의해서 동력을 전달하는 것에 비해, 자동변속기는 유체의 미끄럼에 의해 동력전달이 이루어지므로 자동변속기에 비해 연료소모 측면에서 불리합니다. 자동변속기의 경우가 수동변속기에 비해 10~20%정도의 연료를 더 많이 소모합니다.

가솔린엔진과 디젤엔진은 어떻게 다릅니까 ?

가솔린엔진은, 승용차에 주로 장착되어 있는 엔진으로, 가솔린(휘발유)을 연료로 사용하는 반면, 상용차(지프,밴,트럭 등)에 주로 장착되는 디젤엔진은 연료로 경유를 사용합니다.
가솔린의 경우,상온에서 대기 중으로 휘발되는 연료 성분이 많기 때문에 성냥불 등 불꽃을 가깝게 하면 연소현상이 일어납니다. 하지만, 경유는 성냥불을 가까이해도 연소가 발생하지 않습니다. 그렇지만,불꽃이 없더라도 열을 가할 때 자연적으로 불이 붙는 성질은 경유가 더 많이 가지고 있습니다.(경유가 자연착화성이 좋다고 말합니다.) 즉, 가솔린은 인화하기 쉽고,경유는 착화하기 쉽습니다.

가솔린엔진과 디젤엔진은 엔진 본체의 기본 구조는 다른 점이 없습니다. 단, 엔진에 장착되는 기능성 부품(보기류라고 부릅니다.)들의 구성이나 기능이 다소 다릅니다. 대표적인 차이가 가솔린엔진에 장착되는 점화장치입니다.
점화장치는 가솔린 연료를 태우기 위해 불꽃을 발생시키는 장치로,앞에서 이야기한 성냥불에 해당하는 역할을 합니다. 한편, 디젤엔진에서는 경유의 착화되기 쉬운 성질을 이용하기 때문에, 가솔린엔진에서처럼 별도의 점화장치를 사용하지 않고, 그 대신에 연소실내에서 착화하기 쉽도록 연소실내의 온도가 높아지게 하기 위하여, 엔진의 압축비가 높습니다.

압축비란, 공기와 연료의 혼합기를 연소실내에서 피스톤으로 압축시키는 정도를 말하는 것으로,압축비가 높으면 압축이 종료되었을 때의 연소실내 압력이 높아집니다. 연소실내 압력이 높으면, 압축된 혼합기의 온도도 높아져서 착화하기에 유리한 조건이 됩니다. 이러한 이유로, 가솔린엔진의 압축비가 보통 11이하인 것에 반하여, 디젤엔진에서는 압축비가 20정도로 높습니다.

엔진의 특성으로는,디젤엔진은 큰 회전력(토오크,Torque)을 발휘하는 경향이 있고, 가솔린엔진은 큰 출력(Power)을 낼 수 있습니다. 하지만, 디젤엔진은, 가솔린엔진에 비하여 소음과 진동이 큰 편에 속하고, 또한 배출가스로 매연이 방출되기 때문에,국내에서는 승용차용 엔진으로는 환영 받지 못하고 있습니다. 그러나, 디젤엔진은 가솔린엔진에 비하여, 연료의 연소특성상 더 적은 연료를 소비하여 더 많은 거리를 주행할 수 있습니다. 그래서 유럽에서는 디젤엔진이 승용차용으로도 광범위하게 사용되어 왔고, 따라서 디젤엔진의 기술도 유럽이 가장 앞서 있습니다. 에너지 절약을 위해서도, 디젤엔진의 배출가스 정화기술이 더욱 발전되어야 할 것입니다.

자동차용 엔진의 종류에는 어떤 것들이 있습니까?

자동차용 엔진을 분류하는 방법에는

▶ 어떤 연료를 사용하느냐에 따라 분류하는 방법
▶ 어떤 방식으로 연소시키느냐에 따라 분류하는 방법
▶ 캠샤프트의 형식에 따라 분류하는 방법
▶ 실린더의 배치방법에 따라 분류하는 방법

등이 있습니다. 이 들 분류방법에 대해 좀 더 자세히 살펴보기로 합니다.

사용연료에 따른 분류

자동차용 엔진을 사용연료에 따라 분류하면 크게 휘발유를 연료로 사용하는 가솔린엔진과 경유를 연료로 사용하는 디젤엔진으로 구분할 수 있습니다. 그러나, 미래에는 석유자원의 고갈과 환경보호의 측면에서 석유자원을 연료로 사용하는 엔진의 숫자는 감소하게 될 것입니다. 미래에는 전기,수소,천연가스 등이 연료로서 광범위하게 사용될 것이며, 이미 전기모터와 가솔린엔진을 겸용으로 사용하는 하이브리드자동차도 시판되고 있습니다.

연소형식에 따른 분류

가솔린엔진에 대하여 연소형식에 따라 분류하면, 2사이클 엔진,4사이클 엔진,그리고 로터리 엔진으로 구분할 수 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 방식은 4사이클 엔진이고 2사이클 엔진은 오토바이외에는 자동차용으로 사용되고 있지 않습니다. 로터리 엔진은 중앙에 있는 로터의 회전으로 힘을 얻는 방식의 엔진으로 현재 아주 소량의 자동차에 사용되고 있습니다.

캠샤프트의 형식에 따른 분류

4사이클 엔진은 캠샤프트의 형식에 의해 SOHC(Single Over Head Cam)엔진과 DOHC(Double Over Head Cam)엔진으로 나눌 수 있습니다. DOHC엔진은 흡기,배기밸브를 작동시키는 캠샤프트가 두 개로, 보통 실린더당 4개의 밸브를 가지는 경우가 많은데, 흡배기 효율이 좋아 파워가 좋은 반면, 구조가 복잡하다. 일반적으로 SOHC엔진은 실린더당 밸브수가 2개이고 DOHC엔진은 4개이지만, SOHC엔진이 실린더당 4개인 경우도 있다.

실린더의 배치에 따른 분류

실린더의 배치모양에 따라서도 엔진을 분류할 수 있는데, 직렬엔진, V형엔진, 등이 있다. 직렬엔진은 4기통엔진에서 사용되고 있는 형식으로 실린더가 일렬(In-Line)로 배치되어 있는 형태이고, V형엔진은 6기통이상의 엔진에서 주로 사용되는 형식으로 실린더가 좌,우 두개의 뱅크로 나뉘어 V자 모양으로 배치되어 있는 형태를 말한다. 이외에도 실린더들이 수평으로 서로 맞대어 배치되어 있는 형태의 엔진인 수평대향엔진도 있다.

따라서, 어떤 차에 V6DOHC 3.0 엔진이 탑재되어 있다고 한다면, 그것은 “V자 형태로 6개의 실린더를 배치한 3.0리터 엔진으로, 특별한 언급이 없는 한, 이 엔진에는 밸브가 4 X 6 = 24개 있다.”라고 생각하면 된다.

동력
전달장치

변속기
(Transmission)

변속기는 엔진의 회전속도와 바퀴의 회전속도의 비율을 조절하는 장치로, 차량의 속도나 주행조건에 관계없이, 엔진이 적절한 운전영역내에서 가동될 수 있게 해 준다. 차량의 속도를 유지하는 데에 필요한 힘을 엔진이 낼 수 있도록, 엔진의 회전속도와 차량의 속도의 비율을 조절하는 것을 가능하게 한다. 수동변속기의 경우는 운전자가 적절한 기어단을 선택함으로써 이것이 가능하고, 자동변속기의 경우는 자동제어시스템에 의해 적절한 기어단이 선정된다.

보통 수동변속기가 자동변속기에 비해 효율이 좋지만 자동변속기의 발전에 따라 그 차이는 좁혀지고 있다.

드라이브샤프트
(Drive Shaft)

드라이브샤프트는, 차량의 엔진은 전방에 있고 굴림바퀴는 후방에 있는 소위 FR구동방식에 있어, 변속기의 출력축과 차동장치의 입력축을 연결하는 동력 전달용 축을 말한다.

차동장치
(Differential)

차동장치는 크게 3가지의 기능을 수행한다.

첫째, 차동장치는 엔진에서부터 전달된 회전에너지를 직각으로 꺾어 바퀴로 전달한다.

둘째, 차동장치는 좌,우측의 바퀴들이 서로 다른 속도로 회전할 수 있게 한다. 차량이 커브길을 주행할 때, 커브길의 바깥쪽을 주행하는 바퀴는 안쪽을 주행하는 바퀴보다 빨리 회전할 수 있어야 차량이 커브길을 주행하는 것이 가능하다.

셋째, 차동장치는 동일한 엔진과 변속기를 사용한 경우에도 적절한 기어비를 사용함으로써 바퀴에 전달되는 토오크를, 차량에 따라 다르게 변화 시킬 수 있다.

완충장치
(Suspension)

완충장치는 차량의 바퀴와 차체를 연결한 기계적 결합체를 말한다. 완충장치의 기본 목적은 바퀴의 상하운동, 즉 바퀴의 지면에 대한 수직방향의 운동이 차체에 그대로 전달되지 않도록 하는 장치이다. 따라서 충격을 흡수할 수 있는 스프링이나 쇼크옵서버(Shock Absorber)로 구성되어 있고, 보통 앞바퀴쪽에 차량중량이 더 많이 실리므로 앞바퀴쪽 완충장치의 스프링계수가 더 크다.

제동장치
(Brake)

제동장치는 차량의 속도를 줄이거나 차량을 멈추게 하는 장치이다. 드럼(Drum)형식과 디스크(Disk)형식이 있는데 요즘에는 디스크형식이 많이 사용된다. 디스크형식은, 바퀴와 같이 회전하는 디스크를, 유압에 의해 작동되는 패드를 이용하여, 회전하지 못하게 함으로써 제동 시키는 것을 말한다.

조향장치
(Steering)

조향장치는 차량의 주행방향을 조정하는 장치로, 차량을 주행하기 위해서는 반드시 필요한 장치 중의 하나이다. 핸들을 돌림으로써, 차량의 전면방향에 대한 바퀴의 진행방향을 조절할 수 있다.

핸들을 놓으면 차량이 전면방향으로 진행할 수 있도록 복귀력이 있게 시스템이 구성되어 있으며, 이 복귀력 때문에 핸들을 조작할 때 힘이 든다. 요즘에는 유압을 이용하여 핸들조작이 간편하게끔 되어 있으며,전기모터를 이용한 조향장치도 개발되어 있다.

자동차가 생활필수품으로 자리잡아 대부분의 가정이 자동차를 한대씩은 보유하고 있습니다. 이에 따라 청소년들에게도 자동차는 일상사에서 친숙한 것이 되었습니다. 또한 성인들 중 많은 사람들이 자동차운전면허를 보유하고 있어 향후에는 운전면허를 보유하게 되는 나이도 점차 낮아질 것입니다. 그러므로 우리 청소년들로 하여금 일찍부터 자동차에 대해서 관심을 가지도록 유도한다는 측면에서, 그들에게 자동차에 관한 정보를 제공하는 것도 전체적으로는 자동차문화를 성숙하게 하는 데에 도움이 될 수 있을 것이라는 믿음에서, 이 코너를 게재합니다. 우리 청소년들 뿐만 아니라 성인들도 이러한 취지를 이해하시고 많은 성원을 부탁 드리며, 또한 게재내용에 대해서 많은 의견을 주시길 바랍니다.

자동차의 구성

자동차를 구성하고 있는 부품들 중에서 가장 중요한 것들은 다음과 같습니다.

1. 엔진
2. 동력전달장치
3. 계기판 및 편의장비
4. 완충장치
5. 조향장치
6. 제동장치

엔진

엔진은 자동차를 움직이게 하는 데에 필요한 모든 동력을 발생하는 장치입니다. 여기에서 필요한 모든 동력에는 자동차의 바퀴를 굴리는 데에 소모되는 동력 뿐만 아니라,날씨가 더워서 에어컨을 켤 때 소요되는 동력, 기온이 떨어져 히터를 켤 때 소요되는 동력, 유리창을 자동으로 올리거나 내릴 때 소요되는 동력, 그리고 비가 내리는 흐린 날씨나 밤에 어두워서 헤드라이트를 켤 때 소요되는 동력도 모두 엔진에서 발생시키는 동력에서 나누어 사용합니다. 이런 동력발생원으로 여러 가지 형식의 엔진이 사용되었거나 개발되고 있지만, 그 중에서 가장 많이 사용되고 있는 형식은 수냉식,전기점화,4행정,가솔린 엔진입니다.

수냉식이란, 엔진을 별다른 기구없이 공기중에서 냉각시키는 공냉식과 달리 냉각수를 사용하여 냉각시키는 방식을 말합니다. 전기점화는, 엔진에서 동력을 발생시키기 위하여 연료를 태울 때 전기적으로 불꽃을 일으켜 그 전기적 불꽃을 시발로 연료를 태우는 방식을 말하며, 4행정은 엔진에서의 동력발생과정이 공기와 연료의 흡입,압축,폭발,배기의 4단계로 구성되어 있다는 것을 의미합니다.

부 품 명

기 능

실린더 블록
(Cylinder Block)

엔진의 몸체가 되는 부분으로, 실린더,피스톤,커넥팅 로드,크랭크샤프트 등을 내포하며 냉각수 및 오일의 통로

실린더 헤드
(Cylinder Head)

엔진의 상부로 연료의 연소가 일어나는 부분. 흡기와 배기의 통로가 있으며 흡,배기 밸브와 캠샤프트를 내포하고 있다.

실린더
(Cylinder)

엔진내에서 4행정이 일어나는 곳으로 4기통엔진의 경우 실린더수가 4개라는 것을 의미함.

크랭크샤프트
(Crankshaft)

피스톤의 직선운동으로 전달되는 연료의 폭발력을 회전운동으로 바꾸어 주는 부품으로서 실린더 블럭의 하부에 위치.

피스톤
(Piston)

연료의 폭발이 일어나는 연소실의 한 부분을 이루고 있으며, 실린더의 벽면을 따라 직선왕복운동을 하면서 폭발력을 크랭크샤프트로 전달

커넥팅 로드
(Connecting Rod)

피스톤과 크랭크샤프트의 연결 부품

캠샤프트
(Camshaft)

엔진내의 공기의 흐름을 조절하는 흡,배기밸브를 움직이게 하는 축

흡기밸브
(Intake Valve)

연소실의 흡기 통로를 여닫는 밸브

배기밸브
(Exhaust Valve)

연소실의 배기 통로를 여닫는 밸브

냉각계
(Cooling System)

엔진이 과열되지 않도록 냉각수를 순환시키는 시스템으로 냉각수펌프,써머스탯 등으로 구성되어 있음.

흡기계
(Intake System)

차량 외부의 공기가 실린더로 들어가는 통로를 이루는 부품들로 에어크리너,필터,드로틀바디,흡기다기관 등으로 구성되어 있다.

배기계
(Exhaust System)

엔진의 연소가스가 차량 외부로 배출되는 통로를 이루는 부품들로 배기다기관,프론트파이프 등으로 구성됨.

점화계
(Ignition System)

가솔린엔진에서 연소실에 충진 되어 있는 가연성 혼합기를 연소시키기 위한 불꽃을 생성하는 데에 관련된 부품들로 점화코일,점화플러그,하이텐션코드 등으로 구성됨.

우선 ‘자동차’라는 말부터 살펴볼까요? 자동차에서 ‘자동’의 뜻은 ‘스스로 움직이는 것’을 말합니다. 그런데, 움직인다는 것은 어떤 장소에서 다른 장소로 위치를 바꾸는 것이고, 이렇게 위치를 바꾸는 데에는 ‘힘’(정확하게는 에너지)이 필요합니다. 따라서, 자동차란 ‘자기가 움직이는 데에 필요한 힘을 만들어내서, 자기 힘으로 움직이는 차’라고 할 수 있겠습니다.

움직이는 데에 필요한 힘을 ‘동력’이라고 하는데, 자동차는 어떻게 동력을 만들어내는지부터 설명합니다.

아침에 일어나서 학교에 가고, 방과 후에 운동장에서 축구시합을 하고, 친구들과 만나서 즐거운 시간도 보내고, 피아노학원에 가서 피아노 건반을 두들기고, 지금과 같이 컴퓨터 앞에 앉아서 마우스를 여기 저기로 움직이는 등, 여러분이 하는 모든 행동들은,여러분들이 먹은 음식물로부터 얻은 에너지를 사용하여 하고 있습니다. 즉, 여러분이 움직이는 데에 필요한 힘을 만들어내는 재료는 여러분이 먹은 음식물입니다. 자동차도 움직이는 데에 필요한 힘을 만들기 위해서는 무엇인가를 먹어야 합니다. 아빠나 엄마가 운전하고 가시다가 ‘주유소’에 가서 ‘휘발유’를 차에 넣는 것을 보았을 것입니다. 바로 이 휘발유가 자동차가 먹는 음식입니다.

자동차가 먹을 수 있는 음식을 ‘연료’라고 하는데, 연료에는 휘발유 외에도 경유와 LPG가 있습니다. 자동차는 이 연료를 재료로 해서, 움직이는 데에 필요한 동력을 만들어 냅니다. 주의 할 점은 자동차에 사용하는 연료는 차에 따라 정해져 있습니다. 휘발유만 사용하도록 정해진 차는 휘발유만을 연료로 사용해야지 경유를 사용하면 안됩니다.

자동차에 연료를 넣으면, 연료는 연료탱크에 저장되었다가 ‘엔진’까지 이동되는데, 바로 이 엔진에서 연료를 태워서, 자동차를 움직이게 하는 힘을 만들어 냅니다. 엔진은 연료를 태울 때 얻을 수 있는 높은 온도와 압력을 자동차를 움직이게 하는 힘으로 바꾸는 장치입니다. 엔진이라는 말은 우리말이 아니고 영어말인데, 우리말로는 한자를 써서 ‘기관’이라고도 합니다. 연료를 태우기 위해서는 공기가 필요하므로, 엔진에는 공기를 받아 들이는 공기통로가 있습니다. 물론, 연료가 다 타고 남은 가스덩어리가 빠져 나가는 통로도 만들어져 있습니다.

엔진에서 연료를 태우는 곳을 ‘연소실’이라고 합니다. 연소실에서 연료를 공기와 적당히 혼합하여 태우면, 연소실은 매우 높은 온도와 압력을 가지는 가스덩어리로 가득차게 됩니다. 여러분이 일상생활에서 경험하거나 영화 등을 통해 본 불은, 연료를 태울 때에 주위를 막아 놓지 않았기 때문에 단지 온도만 올라가고 압력은 변하지 않으나, 엔진의 연소실은 사방이 막혀 있기 때문에, 연소실을 가득 채운 가스덩어리는 높은 온도 뿐만 아니라 높은 압력도 가지고 있습니다. 이 가스덩어리는 압력이 높기 때문에 연소실을 둘러 싸고 있는 벽들을 밀어내게 되고 , 엔진은 몇 가지의 부품을 통하여, 이렇게 밀어내는 힘을 회전운동을 하는 힘으로 바꾸어 줍니다. 이 회전운동을 하는 힘이 바퀴를 돌려서 자동차는 움직이게 됩니다.

자동차가 빨리 달리려면, 엔진에서 만들어지는 힘이 바퀴를 빨리 회전시켜야 하므로 더 많은 힘이 필요합니다. 힘든 일을 하려면 든든하게 먹어야 하듯이, 엔진에서 더 많은 힘을 내려면 연료를 더 많이 공급해줘야 합니다. 앞에서도 말했듯이 연료를 태우기 위해서는 적당한 양의 공기가 필요하므로, 더 많은 연료를 태우려면, 더 많은 공기를 엔진에 넣어줘야 합니다. 아빠나 엄마가 운전하실 때, 자동차를 빨리 가게 하기 위해서 오른발로 페달을 밟는 것을 보았을 것입니다. 그 페달을 깊숙이 밟을수록 더 많은 공기가 엔진으로 들어 갑니다. 이 페달을 액셀레이터페달이라고 합니다.

그러면 자동차를 멈추게 하거나 더 느리게 가게 하기 위해서는 어떻게 할까요? 달리고 있는 속도보다 더 느리게 가게 하고 싶을 때에는, 밟고 있는 액셀레이터페달에서 발을 떼놓으면 자동차의 속도는 서서히 줄어듭니다. 더더욱 느리게 가게 하고 싶거나, 급하게 자동차를 멈추게 하고 싶을 때에는, 앞서 말한 액셀레이터페달의 왼쪽에 있는 브레이크페달을 밟으면 됩니다. 브레이크페달을 밟으면, 여기에 연결되어 있는 부품들이 돌고있는 바퀴를 돌지 못하게 붙잡아 자동차를 멈추게 하거나 천천히 가게 합니다.