철도차량기사 필기 기출문제복원 (2003-05-25)

철도차량기사 2003-05-25 필기 기출문제 해설

이 페이지는 철도차량기사 2003-05-25 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

철도차량기사
(2003-05-25 기출문제)

목록

1과목: 재료역학

1. 그림과 같이 외팔보에 균일분포하중이 전 길이에 걸쳐 작용할 때 자유단의 처짐 δ는 얼마인가? (단, EI : 강성계수)

(정답률: 알수없음)
  • 외팔보 전 길이에 걸쳐 균일분포하중 $w$가 작용할 때, 자유단에서의 최대 처짐량 $\delta$를 구하는 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{w\ell^4}{8EI}$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $\delta = \frac{w\ell^4}{8EI}$
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2. 탄성한도내에서 인장력을 받는 강봉의 단위체적당의 변형에너지의 값을 나타내는 식은? (단, σ는 응력, ν는 포아송의 비, E는 탄성계수이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 탄성한도 내에서 인장력을 받는 강봉의 단위체적당 변형에너지는 응력과 탄성계수의 관계로 정의됩니다.
    $$u = \frac{1}{2} \frac{\sigma^{2}}{E}$$
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3. 지름 10cm인 연강봉(탄성계수 Es=210 GPa)이 외경 11cm, 내경 10cm인 구리관(탄성계수 Ec=150 GPa)사이에 끼워져 있다. 양단에서 강체평판으로 10kN의 압축하중을 가할 때 연강봉과 구리관에 생기는 응력비 σs/σc의 값은?

  1. 5/6
  2. 5/7
  3. 6/5
  4. 7/5
(정답률: 알수없음)
  • 두 재료가 강체평판 사이에 끼워져 함께 압축되므로 변형량($\epsilon$)이 동일한 조건입니다. 응력 $\sigma = E \times \epsilon$이므로 응력비는 탄성계수비와 같습니다.
    ① [기본 공식] $\frac{\sigma_s}{\sigma_c} = \frac{E_s}{E_c}$
    ② [숫자 대입] $\frac{\sigma_s}{\sigma_c} = \frac{210}{150}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\sigma_s}{\sigma_c} = \frac{7}{5}$
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4. 그림과 같은 보의 중앙점에서의 굽힘모멘트는?

  1. 45 kN·m
  2. 34 kN·m
  3. 48 kN·m
  4. 38 kN·m
(정답률: 알수없음)
  • 보의 중앙점(지점 $R_A$로부터 $5+4=9\text{m}$ 지점 또는 $R_B$로부터 $7\text{m}$ 지점)에서의 굽힘모멘트를 구하기 위해 먼저 반력을 계산하고 모멘트 식을 적용합니다.
    전체 길이 $L = 16\text{m}$이며, $R_B$에 대한 모멘트 평형을 통해 $R_A$를 구하면 $R_A = \frac{(4 \times 11) + (8 \times 7)}{16} = 6.25\text{kN}$입니다.
    중앙점(왼쪽 끝에서 $8\text{m}$ 지점)에서의 모멘트 $M$은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $M = R_A \times x - P_1 \times (x - a)$
    ② [숫자 대입] $M = 6.25 \times 8 - 4 \times (8 - 5)$
    ③ [최종 결과] $M = 38$
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5. 그림과 같이 직선적으로 변하는 불균일 분포하중을 받고 있는 단순보의 전단력선도는?

(정답률: 알수없음)
  • 불균일 분포하중(삼각형 하중)을 받는 단순보의 전단력선도(SFD)는 하중 함수가 1차식이므로 전단력은 2차 곡선 형태로 나타납니다. 와 같이 하중이 B지점에서 최대이므로, 전단력의 절대값 또한 B지점에서 가장 크게 나타나는 가 정답입니다.
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6. 변형체 내부의 한점이 3차원 응력상태에 있고 σx=25MPa, σy=30MPa, τxy=-15MPa 인 평면응력 상태에 있다면, 이 점에서 절대 최대전단 응력의 크기는 몇 MPa 인가?

  1. 8.3
  2. 15.2
  3. 21.4
  4. 42.7
(정답률: 알수없음)
  • 평면응력 상태에서 절대 최대전단응력을 구하기 위해서는 먼저 주응력을 계산한 후, 가장 큰 주응력과 가장 작은 주응력(평면응력의 경우 $\sigma_3 = 0$가능성 고려)의 차이를 이용해야 합니다.
    ① [기본 공식] $\tau_{max} = \frac{\sigma_1 - \sigma_3}{2}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{1,2} = \frac{25 + 30}{2} \pm \sqrt{(\frac{25 - 30}{2})^2 + (-15)^2} = 27.5 \pm 15.8 = 43.3, 11.7$
    $$\tau_{max} = \frac{43.3 - 0}{2}$$
    ③ [최종 결과] $\tau_{max} = 21.65$
    계산 결과 약 $21.4$ MPa에 가장 근접합니다.
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7. 탄성계수(E)가 200 GPa인 강의 전단탄성계수(G)는? (단, 포아송비는 0.3이다.)

  1. 66.7 GPa
  2. 76.9 GPa
  3. 100 GPa
  4. 267 GPa
(정답률: 알수없음)
  • 탄성계수와 전단탄성계수, 포아송비의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{E}{2(1 + \nu)}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{200}{2(1 + 0.3)}$
    ③ [최종 결과] $G = 76.9$
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8. 인장하중을 받고 있는 부재에서 전단응력 τ 가 수직응력의 1/2 이 되는 경사단면의 경사각은?

  2. θ = tan-1(1)
  3. θ = tan-1(2)
  4. θ = tan-1(4)
(정답률: 알수없음)
  • 인장하중을 받는 부재의 경사단면에서 전단응력 $\tau$와 수직응력 $\sigma$의 관계식 $\tau = \sigma \sin\theta \cos\theta$와 $\sigma_n = \sigma \cos^2\theta$를 이용합니다. 전단응력이 수직응력의 $1/2$이 되는 조건은 $\tan\theta = 1/2$일 때 성립합니다.
    ① [기본 공식] $\tan\theta = \frac{\tau}{\sigma_n}$
    ② [숫자 대입] $\tan\theta = \frac{1}{2}$
    ③ [최종 결과] $\theta = \tan^{-1}(\frac{1}{2})$
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9. 삼각형 단면의 밑변과 높이가 b×h = 20㎝×30㎝일 때 밑변에 평행하고 도심을 지나는 축에 대한 단면 2차모멘트는?

  1. 22500 cm4
  2. 45000 cm4
  3. 5000 cm4
  4. 15000 cm4
(정답률: 알수없음)
  • 삼각형의 도심을 지나는 축에 대한 단면 2차모멘트 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{b h^{3}}{36}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{20 \times 30^{3}}{36}$
    ③ [최종 결과] $I = 15000$ cm$^{4}$
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10. 그림과 같이 재질과 단면이 동일하고 길이가 다른 2개의 외팔보를 자유단에서의 처짐이 동일하게 하는 외력의 비 P1/P2 는?

  1. 0.547
  2. 0.437
  3. 0.325
  4. 0.216
(정답률: 알수없음)
  • 외팔보 끝단에 집중하중이 작용할 때 처짐량은 하중에 비례하고 길이의 3제곱에 비례합니다. 두 보의 처짐량이 동일하므로 하중과 길이의 관계식을 통해 비를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{PL^3}{3EI}$
    ② [숫자 대입] $\frac{P_1 \ell^3}{3EI} = \frac{P_2 (\frac{3}{5}\ell)^3}{3EI}$
    ③ [최종 결과] $\frac{P_1}{P_2} = (\frac{3}{5})^3 = 0.216$
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11. 2 Hz로 돌고 있는 중실 원형축이 150 ㎾의 동력을 전달해야 된다고 한다. 허용 전단응력이 40 MPa 일 때 요구되는 최소직경은 몇 mm 인가?

  1. 115
  2. 155
  3. 210
  4. 265
(정답률: 알수없음)
  • 전달 동력과 회전수를 통해 토크를 구하고, 전단응력 공식을 이용하여 축의 최소 직경을 산출하는 문제입니다.
    먼저 동력 $P = 150 \text{ kW}$, 주파수 $f = 2 \text{ Hz}$일 때 토크 $T$는 다음과 같습니다.
    $$T = \frac{P}{2 \pi f} = \frac{150000}{2 \times 3.14 \times 2} \approx 11936.6 \text{ N\cdot m}$$
    이후 전단응력 $\tau = 40 \text{ MPa}$를 이용하여 직경 $d$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $d = \sqrt[3]{\frac{16T}{\pi \tau}}$
    ② [숫자 대입] $d = \sqrt[3]{\frac{16 \times 11936.6}{\pi \times 40 \times 10^6}}$
    ③ [최종 결과] $d \approx 0.115 \text{ m} = 115 \text{ mm}$
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12. 재질이 같은 A, B 두 균일 단면의 봉에 인장하중을 작용시켜 변형률을 측정하였더니 이었다. 봉 B의 단위체적속에 저장되는 탄성에너지는 봉 A의 몇 배 인가?

  1. 4배
  2. 2배
  3. 1/2 배
  4. 1/4 배
(정답률: 알수없음)
  • 단위 체적당 저장되는 탄성에너지(변형 에너지 밀도) $u$는 변형률 $\epsilon$의 제곱에 비례합니다. $\epsilon_{A} = \frac{1}{2}\epsilon_{B}$이므로, $\epsilon_{B} = 2\epsilon_{A}$가 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$u = \frac{1}{2} E \epsilon^{2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{u_{B}}{u_{A}} = \frac{\frac{1}{2} E \epsilon_{B}^{2}}{\frac{1}{2} E \epsilon_{A}^{2}} = \frac{(2\epsilon_{A})^{2}}{\epsilon_{A}^{2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{u_{B}}{u_{A}} = 4$$
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13. 그림에서 반력 R1의 크기는 몇 N 인가? (단, 점 A는 하중 P의 작용점이다.)

  1. 200
  2. 300
  3. 400
  4. 100
(정답률: 알수없음)
  • 모멘트 평형 원리를 이용하여 반력 $R_1$을 구하는 문제입니다. 하단 지점 $R_2$를 기준으로 모멘트 합이 0이 되어야 하므로, $R_1$에 의한 모멘트와 하중 $P$에 의한 모멘트가 같아야 합니다.
    ① [기본 공식] $R_1 \times (40 + 120) = P \times 120$
    ② [숫자 대입] $R_1 \times 160 = 400 \times 120$
    ③ [최종 결과] $R_1 = 300$
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14. 그림과 같은 돌출보에 집중하중이 A 점에 5 kN과 C 점에 6 kN이 작용하고 있을 때, B 점의 반력은?

  1. 9 kN
  2. 7.5 kN
  3. 6 kN
  4. 5 kN
(정답률: 알수없음)
  • 점 A를 기준으로 모멘트 평형 방정식($\sum M_{A} = 0$)을 세워 B점의 반력을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\sum M_{A} = (R_{B} \times L_{AB}) - (P_{C} \times L_{AC}) = 0$
    ② [숫자 대입] $(R_{B} \times 4) - (6 \times 6) = 0$
    ③ [최종 결과] $R_{B} = 9\text{ kN}$
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15. 단면적 A의 중립축에 대한 단면 2차모멘트를 IG, 중립축에서 y 거리만큼 떨어진 평행한 축에 대한 단면 2차모멘트를 I 라고 하면 다음 중 옳은 식은?

  1. I = IG – Ay2
  2. IG = I + A2y3
  3. IG = I – Ay2
  4. I = IG + Ay3
(정답률: 알수없음)
  • 평행축 정리(Parallel Axis Theorem)에 따르면, 임의의 축에 대한 단면 2차모멘트는 중립축에 대한 단면 2차모멘트에 단면적과 거리의 제곱의 곱을 더한 값과 같습니다. 따라서 중립축에 대한 단면 2차모멘트 $I_{G}$는 전체 단면 2차모멘트 $I$에서 $Ay^{2}$를 뺀 값으로 나타낼 수 있습니다.
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16. 그림과 같은 평면응력 상태에서 최대 주응력은 몇 MPa인가?

  1. 500
  2. 600
  3. 700
  4. 800
(정답률: 알수없음)
  • 평면응력 상태에서 최대 주응력은 수직 응력과 전단 응력을 이용하여 모어 원리 또는 주응력 공식으로 계산합니다.
    주응력 공식 $\sigma_{1,2} = \frac{\sigma_{x} + \sigma_{y}}{2} \pm \sqrt{(\frac{\sigma_{x} - \sigma_{y}}{2})^{2} + \tau_{xy}^{2}}$을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{1} = \frac{\sigma_{x} + \sigma_{y}}{2} + \sqrt{(\frac{\sigma_{x} - \sigma_{y}}{2})^{2} + \tau_{xy}^{2}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{1} = \frac{500 + 300}{2} + \sqrt{(\frac{500 - 300}{2})^{2} + 300^{2}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{1} = 600$
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17. 그림의 도심 G의 위치는 Z 축에서 몇 cm 떨어져 있는가?

  1. 4.25
  2. 4.82
  3. 5.04
  4. 5.24
(정답률: 알수없음)
  • 도심의 위치는 각 부분 면적의 곱과 거리의 합을 전체 면적으로 나누어 구합니다.
    Z축으로부터의 거리 $\bar{y}$ 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\bar{y} = \frac{\sum A_{i} y_{i}}{\sum A_{i}}$
    ② [숫자 대입] $\bar{y} = \frac{(18 \times 4) \times 2 + (4 \times 8) \times 8}{(18 \times 4) + (4 \times 8 \times 2)}$
    ③ [최종 결과] $\bar{y} = 4.82$
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18. 지름 d=5 mm인 와이어로 제작된 반지름 R=3cm의 코일스프링에 하중 P= 1 kN이 작용할 때, 와이어 단면에 생기는 비틀림 응력은 몇 MPa 인가?

  1. 1222
  2. 1322
  3. 1832
  4. 2962
(정답률: 알수없음)
  • 코일스프링에 하중이 작용할 때 와이어 단면에 발생하는 비틀림 응력은 토크와 단면 계수를 이용하여 계산합니다.
    비틀림 응력 공식 $\tau = \frac{16PR}{\pi d^{3}}$을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{16PR}{\pi d^{3}}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{16 \times 1000 \times 0.03}{\pi \times 0.005^{3}}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 1222$
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19. 길이가 L인 양단 고정보의 중앙점에 집중하중 P가 작용할 때 중앙점의 최대 처짐은? (단, E : 탄성계수, Ⅰ: 단면 2차모멘트)

(정답률: 알수없음)
  • 양단이 고정된 보의 중앙점에 집중하중이 작용할 때, 최대 처짐량은 보의 강성과 길이에 따라 결정됩니다.
    $$\delta_{max} = \frac{PL^{3}}{192EI}$$
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20. 탄성계수 E, 포아송 비 ν, 한변의 길이가 a인 정육면체의 탄성체를 강체인 동일 형태의 구멍에 넣어 압력 P를 가한다. 탄성체와 구멍사이의 마찰을 무시하면 탄성체의 윗면의 변위 δ는?

(정답률: 알수없음)
  • 정육면체 탄성체가 모든 면에서 압력 $P$를 받을 때, 포아송 비 $\nu$와 탄성계수 $E$를 고려한 윗면의 변위 $\delta$를 구하는 문제입니다.
    해당 조건에서의 변위 공식은 다음과 같습니다.
    $$\delta = \frac{1 - \nu - 2\nu^2}{1 - \nu} \cdot \frac{aP}{E}$$
    따라서 정답은 입니다.
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2과목: 내연기관

21. 행정이 98mm인 엔진이 1800rpm으로 회전한다. 피스톤의 평균속도는 얼마인가?

  1. 2.94 m/s
  2. 3.50 m/s
  3. 5.88 m/s
  4. 11.76 m/s
(정답률: 알수없음)
  • 피스톤의 평균속도는 1회전당 행정의 2배를 이동하므로, 행정 길이와 회전수를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{2 \times L \times N}{60}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{2 \times 0.098 \times 1800}{60}$
    ③ [최종 결과] $V = 5.88$
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22. 250rpm으로 운전되는 기관출력이 20000 PS, 연료소비량은 3680kgf/h였다. 연료의 저발열량은 Hℓ =10300kcal/kgf 이다. 제동 열효율 ηb(%) 및 제동 연료소비율 be(gr/PS.h)은?

  1. ηb=33, be = 154
  2. ηb=33, be = 184
  3. ηb=43, be = 184
  4. ηb=43, be = 154
(정답률: 알수없음)
  • 제동 열효율은 공급된 열에너지 대비 실제 출력의 비율이며, 제동 연료소비율은 단위 출력당 시간당 연료 소비량을 의미합니다.
    1 PS = $735.5 \text{ kcal/h}$를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta_b = \frac{P \times 735.5}{B \times H_l} \times 100, \quad be = \frac{B \times 1000}{P}$
    ② [숫자 대입] $\eta_b = \frac{20000 \times 735.5}{3680 \times 10300} \times 100, \quad be = \frac{3680 \times 1000}{20000}$
    ③ [최종 결과] $\eta_b = 33, \quad be = 184$
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23. 다음 중 디젤기관의 연료분사 요건에 해당하는 것은?

  1. 원심력
  2. 관통력
  3. 구심력
  4. 압축력
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관의 연료분사는 고압으로 분사되어 연소실 내의 압축 공기를 뚫고 깊숙이 침투해야 하므로, 연료의 관통력이 매우 중요한 요건입니다.
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24. 보쉬형 연료 분사펌프의 설명 중 가장 옳은 것은?

  1. 플런저행정이 일정하고 스필포트로 토출량을 조절한다
  2. 플런저행정이 일정하고 흡입밸브로 토출량을 조절한다
  3. 플런저행정이 일정하고 초크밸브로 토출량을 조절한다
  4. 플런저행정이 일정하고 슬라이드밸브로 토출량을 조절한다.
(정답률: 알수없음)
  • 보쉬형 연료 분사펌프는 플런저의 행정 길이는 일정하게 유지하며, 플런저 표면에 있는 스필포트(Spill port)의 개폐 시점을 조절하여 토출량을 제어하는 방식입니다.
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25. 가솔린기관과 석유기관을 비교하였다. 석유기관의 특징이 아닌 것은?

  1. 동일한 기관에서 출력이 낮다.
  2. 기관의 회전속도가 빠르다.
  3. 압축비가 낮다.
  4. 연료의 기화상태가 나쁘다.
(정답률: 알수없음)
  • 석유기관(디젤기관 등)은 가솔린기관에 비해 압축비가 높고 연료의 기화성이 낮으며, 구조적 특성상 회전속도가 느린 것이 특징입니다. 따라서 기관의 회전속도가 빠르다는 설명은 석유기관의 특징이 아닙니다.

    오답 노트
    동일 기관 출력 낮음: 연료 특성 및 효율 차이로 발생 가능
    압축비 낮음: 가솔린 대비 석유기관은 일반적으로 압축비가 높으나, 비교 대상 설정에 따라 상대적 특징으로 분류
    기화상태 나쁨: 경유 등 석유 연료의 물리적 특성
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26. 가솔린기관의 고속 회전시 회전력이 저하되는 원인은?

  1. 체적효율의 저하 때문
  2. 점화시기 지각 때문
  3. 과농 연소로 인해
  4. 희박연소로 인해
(정답률: 알수없음)
  • 가솔린기관이 고속으로 회전하면 흡기 밸브가 열려 있는 시간이 매우 짧아져 실린더 내로 충분한 혼합기를 채우지 못하게 됩니다. 이로 인해 체적효율이 저하되어 연소실로 들어오는 공기와 연료의 양이 줄어들고, 결과적으로 회전력이 떨어지게 됩니다.
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27. 소구기관을 어선용으로 사용하는 이유에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 제작, 정비 및 운전이 용이하다.
  2. 수명이 길고, 과부하에 대한 내구성이 크다.
  3. 기관 자체의 역회전이 가능하다.
  4. 소형 선박에 최적의 변속기를 설치할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 소구기관은 구조가 단순하여 제작과 정비가 쉽고, 역회전이 가능하여 어선에서 운용하기 유리합니다. 하지만 소형 선박에 최적의 변속기를 설치할 수 있다는 점은 소구기관 자체의 특성이라기보다 외부 장치의 문제이며, 일반적으로 소구기관은 변속기 없이 역회전 기능을 통해 전후진을 제어하는 경우가 많으므로 적절한 설명이 아닙니다.
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28. 왕복형 내연기관이 증기터빈에 비하여 불리한 점은 무엇인가?

  1. 유해물질이 배출되고 구조가 복잡하다.
  2. 운전, 정지등의 조작이 쉽다.
  3. 소형, 경량으로 제작이 용이하다.
  4. 연료소비율이 적고 열효율이 높다.
(정답률: 알수없음)
  • 왕복형 내연기관은 피스톤과 밸브 등 수많은 가동 부품이 포함되어 있어 증기터빈에 비해 구조가 복잡하며, 연료 연소 과정에서 질소산화물이나 탄화수소 같은 유해물질을 배출하는 단점이 있습니다.
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29. 내연기관의 실린더 내에서 가스가 실제로 하는 일량은 이론 사이클로부터 얻어지는 일량보다 적다. 그 원인이 되는 항목 중 가장 관계가 없는 것은?

  1. 기계적인 손실
  2. 연소효율의 저하
  3. 압축비의 감소
  4. 체적효율의 저하
(정답률: 알수없음)
  • 실제 일량이 이론 일량보다 적어지는 이유는 에너지 손실이 발생하기 때문입니다. 기계적 마찰 손실, 불완전 연소로 인한 효율 저하, 흡배기 과정의 체적 효율 저하는 모두 실제 일량을 감소시키는 직접적인 원인이 됩니다. 반면 압축비의 감소는 사이클의 설계 조건(이론적 효율) 자체를 변화시키는 요소이지, 이론 사이클 대비 실제 손실을 유발하는 원인으로 보기는 어렵습니다.
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30. 다음은 피스톤 링이 구비하여야 할 조건이다. 옳지 않은 것은?

  1. 고온에서 탄성을 유지할 것
  2. 열 팽창율이 클 것
  3. 실린더 벽에 대하여 균일한 압력을 줄 것
  4. 실린더 벽을 마멸시키지 않을 것
(정답률: 알수없음)
  • 피스톤 링은 실린더 벽과의 밀착력을 유지하면서 마모를 최소화해야 하므로, 온도 변화에 따른 변형이 적어야 합니다. 따라서 열 팽창률은 작아야 합니다.
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31. 공연비가 희박할 때 일어나는 현상이 아닌 것은?

  1. 기관의 출력저하
  2. 시동이 어렵다.
  3. 배기가스의 색이 흑색이 된다.
  4. 저속 및 공전이 어렵다.
(정답률: 알수없음)
  • 공연비가 희박하다는 것은 연료에 비해 공기가 너무 많은 상태를 의미하며, 이 경우 연소 불충분으로 인한 출력 저하와 시동 불량, 공전 불안정이 발생합니다.

    오답 노트
    배기가스의 색이 흑색이 된다: 이는 연료가 과다한 공연비 농후 상태일 때 나타나는 현상입니다.
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32. 4행정 기관에서 배기 밸브를 상사점 후에 닫는 가장 큰 이유는?

  1. 흡기 작용을 돕기 위해서
  2. 연소를 완전히 하기 위해서
  3. 배기 작용을 돕기 위해서
  4. 기관을 냉각하기 위해서
(정답률: 알수없음)
  • 4행정 기관에서 배기 밸브를 상사점 이후까지 열어두는 것은 피스톤의 관성을 이용하여 실린더 내부의 연소 가스를 최대한 밖으로 밀어내어 배기 작용을 돕기 위함입니다.
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33. 1 kgf 의 탄소를 완전히 연소시키는데 필요한 산소량은 얼마인가?

  1. 4.67 kgf
  2. 1.67 kgf
  3. 2.67 kgf
  4. 3.67 kgf
(정답률: 알수없음)
  • 탄소($C$) 1몰이 산소($O_2$) 1몰과 반응하여 이산화탄소($CO_2$)를 생성하는 화학 양론적 관계를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\text{산소량} = \frac{\text{산소 분자량}}{\text{탄소 원자량}}$
    ② [숫자 대입] $\text{산소량} = \frac{32}{12}$
    ③ [최종 결과] $\text{산소량} = 2.67\text{ kgf}$
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34. 2행정 cycle기관의 장점은 어느 것인가?

  1. 흡기 행정의 냉각효과로 실린더 각 부분의 열적 부하가 적고, 출력이 증가한다.
  2. 밸브기구가 기계적으로 간단하고 부품수가 적고 고장율이 적다.
  3. 저속에서 고속까지 넓은 범위의 속도변화가 가능하다.
  4. 각 행정의 작동이 원활히 구분되어 불확실한 행정이 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 2행정 사이클 기관은 4행정 기관과 달리 밸브 기구가 없거나 매우 단순하여 구조가 간단하고 부품 수가 적어 고장률이 낮다는 장점이 있습니다.
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35. 다음 중 기관의 충진효율을 개선하는 방법에 속하지 않는 것은?

  1. 흡기온도의 상승을 억제한다.
  2. 흡, 배기 저항을 저감시킨다.
  3. 가변 흡기장치를 사용한다.
  4. 흡기간섭이 발생하는 흡기관을 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 충진효율을 높이려면 흡기 저항을 줄이고 공기 유입을 원활하게 해야 합니다. 흡기간섭이 발생하는 흡기관을 사용하면 오히려 공기 흐름이 방해되어 효율이 떨어집니다.

    오답 노트
    흡기온도 상승 억제: 공기 밀도를 높여 충진량 증가
    흡, 배기 저항 저감: 유동 손실을 줄여 효율 향상
    가변 흡기장치 사용: 운전 영역별 최적의 흡기 효율 달성
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36. 왕복식 내연기관의 공기표준 사이클에서 가열량 시발점의 온도 및 압력, 최고압력 등이 같은 경우 옳은 것은?

  1. 오토 사이클이 열효율이 가장 높다.
  2. 디젤 사이클의 열효율이 가장 높다.
  3. 복합 사이클의 열효율이 가장 높다.
  4. 비교할 수 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 가열 시작점의 온도, 압력 및 최고 압력이 동일한 조건에서는 디젤 사이클의 열효율이 가장 높게 나타납니다.
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37. 가솔린기관에서 혼합가스가 점화되어 연소가 진행될때 가장 정상의 연소속도는?

  1. 0 ~ 10 m/s
  2. 20 ~ 25 m/s
  3. 80 ~ 90 m/s
  4. 150 ~ 160 m/s
(정답률: 알수없음)
  • 가솔린 기관의 정상적인 연소 속도는 일반적으로 $20 \sim 25\text{ m/s}$ 범위에서 형성됩니다.
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38. 기관에 사용되는 윤활유의 구비조건이 아닌 것은?

  1. 유성이 커야 한다.
  2. 유동점이 낮아야 한다.
  3. 점성이 아주 작아야 한다.
  4. 고온에서 안정성이 있어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 윤활유는 마찰을 줄이기 위해 적절한 점성을 유지해야 하며, 너무 작으면 유막이 형성되지 않아 마모가 심해집니다.

    오답 노트
    유성이 커야 한다: 마찰 감소 및 밀봉 효과 필요
    유동점이 낮아야 한다: 저온에서도 유동성 유지 필요
    고온에서 안정성이 있어야 한다: 열분해 및 산화 방지 필요
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39. 디젤 사이클의 열효율에 관계하는 사항을 모두 열거하면?

  1. 압축비, 비열비
  2. 압축비, 비열비, 압력비
  3. 압축비, 비열비, 차단비
  4. 압축비, 비열비, 압력비, 차단비
(정답률: 알수없음)
  • 디젤 사이클의 열효율은 공기의 압축비, 비열비, 그리고 연료가 분사되어 연소되는 구간의 비율인 차단비에 의해 결정됩니다.
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40. 유량계수 Ca = 0.85, 벤튜리 목부분의 지름 d = 20 mm, 공기의 비중량 γa = 1.226 kgf/m3인 기화기의 유속 V = 40m/sec 일 경우 공기의 유량은 몇 kgf/sec인가?

  1. 0.013
  2. 0.052
  3. 1.013
  4. 1.107
(정답률: 알수없음)
  • 유량은 유량계수, 단면적, 유속, 그리고 유체의 비중량을 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $Q = C_a \times \frac{\pi d^2}{4} \times V \times \gamma_a$
    ② [숫자 대입] $Q = 0.85 \times \frac{\pi \times (0.02)^2}{4} \times 40 \times 1.226$
    ③ [최종 결과] $Q = 0.013$
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3과목: 기계설계

41. 두 물체의 간격을 일정하게 유지시켜 체결하는 볼트는?

  1. T 볼트
  2. 나비 볼트
  3. 스테이 볼트
  4. 캡 볼트
(정답률: 알수없음)
  • 스테이 볼트는 두 물체 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위해 체결하는 볼트입니다.
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42. 지름이 150mm인 저널 베어링이 120rpm으로 회전하는 전동축을 지지할 때, 발생하는 단위 투상 면적당 마찰일은? (단, 마찰계수 μ =0.006 이고, 허용 압력은 0.08 ㎏f/mm2이며, [저널길이(ℓ )/지름(d)]= 1 이다.)

  1. 약 4.5 × 10-2 ㎏f· ㎧· mm2
  2. 약 4.5 × 10-4 ㎏f· ㎧· mm2
  3. 약 5.6 × 10-2 ㎏f· ㎧· mm2
  4. 약 5.6 × 10-4 ㎏f· ㎧· mm2
(정답률: 알수없음)
  • 단위 투상 면적당 마찰일은 마찰계수, 허용 압력, 그리고 베어링의 회전 속도와 관련이 있습니다. 마찰일 $W$는 마찰력과 이동 거리의 곱으로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $W = \mu \times p \times v$
    ② [숫자 대입] $W = 0.006 \times 0.08 \times (2 \pi \times \frac{150}{2} \times 10^{-3} \times \frac{120}{60})$
    ③ [최종 결과] $W = 4.5 \times 10^{-4}$
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43. 기본부하 용량이 1800㎏f인 볼베어링이 베어링 하중 200㎏f을 받고 150rpm으로 회전할 때, 이 베어링의 수명은?

  1. 83000시간
  2. 81000시간
  3. 76800시간
  4. 74200시간
(정답률: 알수없음)
  • 베어링의 수명 시간은 기본 부하 용량과 실제 하중의 비율을 이용한 수명 지수와 회전수를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L_h = \frac{10^6}{60 \cdot n} \cdot (\frac{C}{P})^3$ (수명시간 = (10^6 / (60 × 회전수)) × (기본부하용량 / 하중)^3)
    ② [숫자 대입] $L_h = \frac{10^6}{60 \cdot 150} \cdot (\frac{1800}{200})^3$
    ③ [최종 결과] $L_h = 81000$
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44. 플랜지 커플링에서 볼트의 수 6,축지름 120mm,볼트의 피치원 지름 330mm일 때 볼트의 전단에 의해 설계할 경우, 볼트의 지름은 다음 중 얼마가 좋은가? (단,축과 볼트는 동일 재료이다.)

  1. 12mm
  2. 16mm
  3. 21mm
  4. 26mm
(정답률: 알수없음)
  • 축의 비틀림 강도와 볼트의 전단 강도가 동일하도록 설계하여 볼트의 지름을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $d = \sqrt{\frac{d_s^3}{n \cdot (D/d_s)}}$ (단, $d_s$는 축지름, $n$은 볼트 수, $D$는 피치원 지름)
    ② [숫자 대입] $d = \sqrt{\frac{120^3}{6 \cdot (330/120)}}$
    ③ [최종 결과] $d = 21.0$
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45. 유니버셜 조인트로 연결된 두 축의 교각을 α, 구동축의 일정한 각속도를 ωa라 할 때, 구동축의 임의의 회전각 θ에 있어서의 피동축의 각속도 ωb를 구하는 식은?

(정답률: 알수없음)
  • 유니버셜 조인트에서 구동축과 피동축 사이의 각속도 관계는 교각 $\alpha$와 회전각 $\theta$에 의해 결정되며, 피동축의 각속도는 다음과 같은 수식으로 정의됩니다.
    $$\omega_b = \frac{\cos \alpha}{1 - \sin^2 \theta \cdot \sin^2 \alpha} \cdot \omega_a$$
    따라서 정답은 입니다.
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46. 브레이크에서 접촉면압력(接觸面壓力)을 q, 드럼의 원주속도(速度)를 v, 마찰계수(摩擦係數)를 μ 라 할 때, 브레이크 용량은 어떻게 표시되는가?

  1. μ q/v
  2. μ qv
  3. qv/μ
  4. μ /qv
(정답률: 알수없음)
  • 브레이크의 용량(제동력)은 마찰계수, 접촉면의 압력, 그리고 원주속도의 곱에 비례하는 물리적 특성을 가집니다.
    따라서 브레이크 용량은 $\mu qv$로 표시됩니다.
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47. 8 m/sec의 속도로, 8 PS를 전달하는 오픈 평벨트 전동장치에서, 긴장측의 장력은 얼마인가? (단, 긴장측의 장력은 이완측 장력의 3배이다.)

  1. 75.0 ㎏f
  2. 100.5 ㎏f
  3. 112.5 ㎏f
  4. 150.0 ㎏f
(정답률: 알수없음)
  • 벨트의 전달 동력 $P$는 장력의 차이와 벨트 속도의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 주어진 조건에서 긴장측 장력 $T_{1}$과 이완측 장력 $T_{2}$의 관계를 이용하여 $T_{1}$을 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = (T_{1} - T_{2}) \times v$$
    ② [숫자 대입]
    $$8 \text{ PS} = 8 \times 75 \text{ kgf} \times 0.01 \text{ m/s} \times (T_{1} - T_{2})$$ (단, $1 \text{ PS} = 75 \text{ kgf} \cdot \text{m/s}$)
    $$8 \times 75 = (T_{1} - \frac{1}{3}T_{1}) \times 8$$
    $$75 = \frac{2}{3}T_{1}$$
    ③ [최종 결과]
    $$T_{1} = 112.5 \text{ kgf}$$
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48. 워엄기어에서 워엄의 줄수를 3,워엄휘일의 잇수를 60 이라고 하면 워엄휘일은 얼마로 감속되는가?

  1. 1/10
  2. 1/20
  3. 1/30
  4. 1/40
(정답률: 알수없음)
  • 워엄기어의 감속비는 워엄의 줄수를 워엄휘일의 잇수로 나눈 값으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $i = \frac{z_1}{z_2}$ (감속비 = 워엄 줄수 / 워엄휘일 잇수)
    ② [숫자 대입] $i = \frac{3}{60}$
    ③ [최종 결과] $i = \frac{1}{20}$
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49. 원판상(圓板狀)의 밸브를 흐름과 직각인 축의 둘레에 회전 시켜서 유량을 조절하며, 조름밸브(throttle valve)로 보통 사용되는 것은?

  1. 나비형 밸브
  2. 슬루스 밸브
  3. 안전 밸브
  4. 콕
(정답률: 알수없음)
  • 나비형 밸브는 원판 모양의 디스크가 축을 중심으로 회전하며 유로를 개폐하거나 조절하는 구조로, 주로 유량 조절을 위한 조름밸브(throttle valve)로 사용됩니다.
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50. 100(rpm)으로 10(PS)를 전달시키는 직경 40(mm)의 전동축에 b×h×ℓ = 12×8×50(mm3)의 성크키이를 사용하였다. 키이에 발생하는 전단응력은 얼마인가?

  1. 약 326 (㎏f/㎝2)
  2. 약 597 (㎏f/㎝2)
  3. 약 662 (㎏f/㎝2)
  4. 약 869 (㎏f/㎝2)
(정답률: 알수없음)
  • 전동축의 토크를 통해 키에 작용하는 전단력을 구하고, 이를 키의 전단 면적으로 나누어 전단응력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{T}{b \times \ell \times \frac{d}{2}}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{716.2 \times 10 \times 50.2}{1.2 \times 5 \times 2}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 597$
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51. 리벳이음에서 피치를 P, 리벳지름을 d 라고 할 때, 강판의 파괴에 대한 효율을 타나내는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 리벳이음에서 강판의 파괴 효율은 리벳 구멍을 제외한 순 단면적과 원래 단면적의 비율로 결정됩니다. 따라서 피치 $p$에서 리벳 지름 $d$를 뺀 값을 전체 피치로 나눈 식인 가 정답입니다.
    핵심 원리: $\text{효율} = \frac{p - d}{p}$
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52. 스프링 상수 K1 = 4㎏f/㎝인 스프링에 스프링 상수 K2 = 6㎏f/㎝인 스프링을 직렬로 연결한 후 12㎏f의 힘으로 당기면 늘어난 량은 몇 mm 정도인가?

  1. 10mm
  2. 22mm
  3. 24mm
  4. 50mm
(정답률: 알수없음)
  • 스프링이 직렬로 연결된 경우, 전체 스프링 상수 $K$의 역수는 각 스프링 상수의 역수의 합과 같습니다. 합성 스프링 상수를 구한 후 훅의 법칙을 적용하여 늘어난 길이를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\frac{1}{K} = \frac{1}{K_{1}} + \frac{1}{K_{2}}$$
    $$\delta = \frac{F}{K}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{1}{K} = \frac{1}{4} + \frac{1}{6} = \frac{5}{12} \implies K = 2.4 \text{ kgf/cm}$$
    $$\delta = \frac{12}{2.4} = 5 \text{ cm}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\delta = 50 \text{ mm}$$
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53. 모듈 4, 외경 60mm인 두개의 외접 표준평치차가 서로 맞물려 있을 때 축간 거리는 얼마인가?

  1. 52mm
  2. 56mm
  3. 60mm
  4. 100mm
(정답률: 알수없음)
  • 표준평치차의 축간 거리는 두 기어의 피치원 반지름의 합과 같습니다. 외경 $D_a$와 모듈 $m$이 주어졌을 때, 피치원 지름 $D$는 $D = D_a - 2m$ 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{D_1 + D_2}{2} = \frac{(D_{a1} - 2m) + (D_{a2} - 2m)}{2}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{(60 - 2 \times 4) + (60 - 2 \times 4)}{2}$
    ③ [최종 결과] $C = 52$
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54. 축경 80[mm]의 회전축이 N = 600[rpm]으로, 24[㎾]를 전달시키는 성크키의 압축응력은 약 몇 [㎏f/mm2]인가? (단, 키의 호칭 치수는 b × h × ℓ = 20 × 15 × 120[mm3]이고, 키의 깊이 t = (h/2) 이다.)

  1. 5.05
  2. 3.04
  3. 1.08
  4. 0.02
(정답률: 알수없음)
  • 전달 동력을 통해 축에 걸리는 토크를 구하고, 이를 키의 압축 면적으로 나누어 응력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{2T}{d b t}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{2 \times \frac{24000 \times 60}{2 \pi \times 600}}{\frac{80}{2} \times 20 \times 7.5}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 1.08\text{ kgf/mm}^2$
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55. 축방향으로 인장 또는 압축하중을 받는 두축을 연결하는데 사용하는 요소를 다음에서 고르면?

  1. 클러치
  2. 키이
  3. 스플라인
  4. 코터
(정답률: 알수없음)
  • 코터는 두 축을 연결하여 축 방향으로 인장 또는 압축 하중을 전달하는 쐐기 모양의 결합 요소입니다.

    오답 노트
    클러치: 동력 전달 및 차단용
    키이: 회전축과 회전체의 토크 전달용
    스플라인: 축 방향 이동이 가능하면서 큰 토크 전달용
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56. 볼트(bolt)에 전단력이 작용하는 곳에 많이 사용되며, 이 때 전단면이 반드시 나사부에 걸리지 않도록 하는 볼트는?

  1. 캡(cap)볼트
  2. 스터드(stud)볼트
  3. 리머(reamer)볼트
  4. 아이(eye)볼트
(정답률: 알수없음)
  • 리머볼트는 정밀한 구멍에 끼워져 전단 하중을 견디도록 설계된 볼트입니다. 전단면이 나사부에 걸리면 강도가 저하되므로, 반드시 나사부 밖의 몸통 부분이 전단력을 받도록 설치하는 것이 특징입니다.
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57. 열간(熱間) 리벳가공(加工)으로 리벳머리를 만들었을 때 리벳과 철판(鐵板)의 온도차가 80℃였다면 냉각후(冷却後)리벳에 생기는 인장응력은 몇 ㎏f/mm2인가? (단, 리벳재료의 탄성계수는 2.0 × 104㎏f/mm2, 선팽창계수는 9 × 10-6/℃,또한 철판은 완전강체(完全剛體)라 한다.)

  1. 10.5
  2. 14.4
  3. 18.3
  4. 22.6
(정답률: 알수없음)
  • 온도 차이에 의한 열응력을 구하는 문제입니다. 철판을 완전강체로 가정하므로, 리벳의 수축이 방해받아 발생하는 응력을 탄성계수, 선팽창계수, 온도차의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = E \alpha \Delta T$
    ② [숫자 대입] $\sigma = (2.0 \times 10^4) \times (9 \times 10^{-6}) \times 80$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 14.4\text{ kgf/mm}^2$
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58. 베어링 번호 6310의 단열 레이디얼 볼베어링에 30000시간의 수명을 주려고 한다. 한계속도지수 dn = 200000이라면,이 베어링의 최고사용 회전수에 있어서의 베어링 하중은? (단, 이 베어링의 기본부하용량 C=4800[㎏f]이며, d는 베어링의 안지름[mm], n는 회전수[rpm]이다.)

  1. 약 215.5㎏f
  2. 약 248.6㎏f
  3. 약 265.3㎏f
  4. 약 283.1㎏f
(정답률: 알수없음)
  • 베어링의 수명 공식과 속도지수를 이용하여 하중을 구하는 문제입니다. 먼저 속도지수 $dn = 200000$과 안지름 $d = 50\text{mm}$(베어링 번호 6310에서 10 $\times$ 5)를 통해 회전수 $n$을 구한 뒤, 수명 식에 대입합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{C}{(L \times 10^6)^{1/3}}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{4800}{(30000 \times 60 \times 3000)^{1/3}}$
    ③ [최종 결과] $P = 248.6\text{ kgf}$
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59. 직선운동을 회전운동으로 바꾸려고 할 때 다음 중 어느 기어를 사용할 것인가?

  1. 하이포이드 기어(hypoid gear)
  2. 제롤기어(zerol gear)
  3. 스큐우 기어(skew gear)
  4. 래크와 피니언(rack and pinion)
(정답률: 알수없음)
  • 래크와 피니언(rack and pinion)은 직선 모양의 래크 기어와 원형의 피니언 기어가 맞물려, 직선 운동을 회전 운동으로 바꾸거나 반대로 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 데 사용되는 기구입니다.
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60. 작은 스프로킷 휘일의 잇수 Z1, 큰 스프로킷 휘일의 잇수 Z2, 체인의 피치 P mm, 축간 거리 C mm인 체인 전동장치에서, 링크의 수로 나타낸 체인의 길이 Ln을 구하는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 체인 전동장치에서 링크 수 $L_n$은 두 스프로킷의 잇수, 피치, 축간 거리를 고려하여 계산하며, 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    ② [숫자 대입] (제시된 변수 $Z_1, Z_2, P, C$를 공식에 그대로 대입)
    ③ [최종 결과]
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4과목: 철도차량공학

61. 주발전기 계자 중 차동계자 설명에 해당하는 것은?

  1. 발전자와 병렬로 연결되어 있고 발전자 전류에 의해 여자
  2. 발전자와 직렬로 연결되어 있고 일정한 출력을 유지
  3. 발전자와 직렬로 연결되어 있고 부하 전류에 의해 여자
  4. 발전자 회로와 직렬로 연결되어 있고 발전자 반발작용을 감소
(정답률: 알수없음)
  • 차동계자는 발전자와 직렬로 연결되어 부하가 증가하면 자속이 감소함으로써 전압을 일정하게 유지하고 출력을 안정시키는 역할을 합니다.
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62. 냉방장치 구성 요소 중 고온고압의 냉매가스를 고온(중온)고압의 액체 상태로 변화 하는 곳은?

  1. 응축기
  2. 증발기
  3. 압축기
  4. 팽창밸브
(정답률: 알수없음)
  • 냉방 사이클에서 응축기는 압축기를 통해 나온 고온고압의 기체 냉매를 냉각시켜 고온(중온)고압의 액체 상태로 상변화시키는 열교환기입니다.
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63. 디젤기관 연소 중 진동 타격음이 발생하는 기간은?

  1. 후기 연소 기간
  2. 완만한 연소 기간
  3. 직접 연소 기간
  4. 착화 지연 기간
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관의 착화 지연 기간 동안 연료가 실린더 내에 축적되었다가, 착화가 시작되는 순간 급격히 연소하며 압력이 급증하기 때문에 진동 타격음(디젤 노킹)이 발생합니다.
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64. 차량의 차체 중량을 지지하고 대차를 차체에 대하여 회전시키며 인장력과 제동력을 전달하는 대차의 주요 부분은?

  1. 사이드 베어라
  2. 축상
  3. 볼스타
  4. 센터 플레이트
(정답률: 알수없음)
  • 센터 플레이트는 차체의 중량을 대차에 전달하고, 대차의 회전을 가능하게 하며, 견인력과 제동력을 차체로 전달하는 핵심 연결 부위입니다.
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65. 전압형 VVVF(variable voltage, variable frequency)방식의 전동기 형식은?

  1. 직류 직권 전동기
  2. 직류 복권 전동기
  3. 유도 전동기
  4. 동기 전동기
(정답률: 알수없음)
  • VVVF(가변전압 가변주파수) 제어 방식은 인버터를 통해 전압과 주파수를 조절하여 회전수를 제어하는 유도 전동기에 최적화된 방식입니다.
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66. DHC(새마을호 동차)에서 시동모터가 회전하지 않는 경우 여러 가지 확인 개소가 있는데 이 중 해당되지 않는 것은?

  1. 운전대의 고장 표시등
  2. 축전지 스위치 투입상태를 확인
  3. 축전지 휴즈 이완여부 확인
  4. 윤활유 압력형성 여부 확인
(정답률: 알수없음)
  • 시동모터가 회전하지 않는 것은 전기적 공급이나 제어 계통의 문제이므로 운전대 표시등, 축전지 스위치 및 휴즈 상태를 확인해야 합니다.

    오답 노트
    윤활유 압력형성 여부: 시동 후 엔진 작동 상태에서 확인하는 사항으로, 시동모터의 회전 여부와는 직접적인 관련이 없습니다.
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67. 객차의 점퍼선에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. AC 440 V급 전용으로는 KE - 73K 점퍼 연결전수를 사용 한다.
  2. 6 심으로 상호 접점이 압착되도록 걸이쇠가 비치되어 있다.
  3. 상호 연결하지 않을 때는 복스에 넣어 두게 되어 있다.
  4. 브레이크 제어 점퍼선은 9 심으로 KE – 72A을 사용하여 기관차와 연결 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 객차 점퍼선은 차량 간 전기적 연결을 위해 사용되며, 상호 접점이 압착되도록 하는 구조가 아니라 정확한 핀 결합 방식을 통해 연결됩니다.
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68. 디젤동차의 제어공기 장치에 공급되는 공기압력은?

  1. 3 kgf/cm2
  2. 5 kgf/cm2
  3. 7 kgf/cm2
  4. 9 kgf/cm2
(정답률: 알수없음)
  • 디젤동차의 제어공기 장치는 시스템의 안정적인 작동을 위해 표준적으로 $5 \text{ kgf/cm}^2$의 공기압력을 공급받도록 설계되어 있습니다.
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69. 전기기관차 도유기장치 분사시기 조정은 어느 검종에서 시행하는가?

  1. 일상 검수
  2. 2주 검수
  3. 월상 검수
  4. 3개월 검수
(정답률: 알수없음)
  • 전기기관차의 도유기장치 분사시기는 정밀한 조정이 필요한 항목으로, 정기적인 점검 주기 중 월상 검수 단계에서 시행하여 최적의 연소 상태를 유지합니다.
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70. 다음 중 기관과열의 원인이 아닌 것은?

  1. 냉각수 과충
  2. 냉각수 부족
  3. 냉각수 순환불량
  4. 냉각공기 유통 불량
(정답률: 알수없음)
  • 기관 과열은 냉각 시스템의 기능 저하로 인해 발생합니다. 냉각수가 부족하거나 순환 및 공기 유통이 불량하면 열 방출이 안 되어 온도가 상승하지만, 냉각수를 적정량보다 더 채우는 냉각수 과충은 직접적인 과열 원인이 되지 않습니다.
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71. 전기차의 주전동기의 회전수를 960 rpm에서 1320 rpm으로 변화시킬 때 속도는 약 몇 Km/h 증가하는가? (단, 동륜직경은 860 mm, 치차비는 3.2이다.)

  1. 18.2
  2. 18.9
  3. 23.3
  4. 24.6
(정답률: 알수없음)
  • 주전동기의 회전수 변화에 따른 차량 속도 증가량을 구하는 문제입니다. 속도는 회전수에 비례하며, 치차비와 바퀴 지름을 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{2 \pi D N}{60 \times 1000 \times i} \times 60$ (단, $V$는 속도, $D$는 직경, $N$은 회전수, $i$는 치차비)
    ② [숫자 대입] $\Delta V = \frac{2 \times 3.14 \times 0.86 \times (1320 - 960)}{60 \times 3.2} \times 60$
    ③ [최종 결과] $\Delta V = 18.2$
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72. 윤활의 3 가지 형태 중 하나는?

  1. 고체윤활
  2. 마찰윤활
  3. 기체윤활
  4. 베어링 윤활
(정답률: 알수없음)
  • 윤활의 3가지 기본 형태는 유체윤활(액체), 기체윤활, 고체윤활로 구분됩니다. 제시된 보기 중 고체윤활이 이에 해당합니다.
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73. 8000 호대 전기기관차의 보조변압기 보조회로에 해당치 않는 것은?

  1. 150 V 보조회로(코일)
  2. 220 V 보조회로(코일)
  3. 260 V 보조회로(코일)
  4. 380 V 보조회로(코일)
(정답률: 알수없음)
  • 8000 호대 전기기관차의 보조변압기 보조회로는 150 V, 260 V, 380 V 회로로 구성되어 있습니다. 따라서 220 V 보조회로는 해당하지 않습니다.
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74. 자동 승강문에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 문의 개폐시 불규칙한 곡선운동을 하므로 가이드에 볼베어링이 장착되어 있다.
  2. 승객이 끼는 것을 방지하기 위해 도어엔진이 장착되어 있다.
  3. 문 개폐밸브는 DC 24 V 전원으로 구동된다.
  4. 열차 속도가 5 km/h 이상이 되면 승강문을 열 수 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 자동 승강문의 제어 시스템에서 문 개폐밸브는 표준적으로 DC 24 V 전원을 사용하여 구동됩니다.

    오답 노트
    불규칙한 곡선운동: 가이드의 역할이지 볼베어링 장착의 주원인이 아님
    도어엔진: 개폐 구동을 위한 것이며 끼임 방지는 센서나 안전장치의 역할
    열차 속도: 안전을 위해 더 낮은 속도 제한이 적용됨
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75. 4 행정사이클 기관의 실린더 평균 유효압력 6.37 kgf/cm2, 실린더직경 = 130 mm, 행정 = 160 mm, 실린더수 = 8, 기관회전수 = 1500 rpm일 때 기관의 도시마력은?

  1. 160 HP
  2. 170 HP
  3. 180 HP
  4. 190 HP
(정답률: 알수없음)
  • 4행정 기관의 도시마력을 구하는 공식은 실린더 평균 유효압력, 단면적, 행정, 실린더 수, 회전수를 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $HP = \frac{P \times A \times L \times N \times K}{C}$ (여기서 $P$: 평균유효압력, $A$: 단면적, $L$: 행정, $N$: 회전수, $K$: 실린더 수, $C$: 4행정 상수)
    ② [숫자 대입] $HP = \frac{6.37 \times (13 \times 13 \times 0.785) \times 16 \times 1500 \times 8}{4 \times 4500}$ (단위 환산 및 상수 적용)
    ③ [최종 결과] $HP = 180$
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76. 고무 완충기의 장점 중 틀린 것은?

  1. 마모가 적다.
  2. 내구성이 좋다.
  3. 방음 효과가 적다.
  4. 고장이 적다.
(정답률: 알수없음)
  • 고무 완충기는 재질 특성상 진동 흡수 능력이 뛰어나 방음 효과가 매우 큽니다. 따라서 방음 효과가 적다는 설명은 틀린 내용입니다.
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77. 다음 중 LN 제동장치의 특징은?

  1. 완해작용을 계단적으로 할 수 있다.
  2. 전열차에 동시에 제동이 작용한다.
  3. A 동작변이 설치되어 있다.
  4. 급동 공기통이 있다.
(정답률: 알수없음)
  • LN 제동장치는 공기 제동의 일종으로, 제동의 완해(풀림) 작용을 단계적으로 조절할 수 있는 계단적 완해 특성을 가지고 있습니다.
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78. 저항제어 전동차의 M차에 설치된 기기는?

  1. 주 제어기 함
  2. 팬터 그래프
  3. 고속도 차단기 함
  4. 주 차단기
(정답률: 알수없음)
  • 저항제어 전동차의 M차(동력차)는 전동기를 제어하기 위한 핵심 장치인 주 제어기 함이 설치되어 전동기의 속도와 토크를 조절합니다.
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79. 대차 복원력이 크면 기관차 운영상 어떤 영향을 끼치는가?

  1. 운전중 상하동이 있다.
  2. 대차 후렌지 마모가 크다.
  3. 대차 후렌지 마모가 없다.
  4. 곡선 통과시 탈선 염려가 적다.
(정답률: 알수없음)
  • 대차 복원력이 크다는 것은 곡선 구간에서 대차가 원래의 중심 방향으로 돌아오려는 힘이 강하다는 것을 의미하므로, 바퀴가 궤도를 이탈하려는 경향을 억제하여 곡선 통과 시 탈선 염려가 적어집니다.
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80. 기관 연료소비율 f가 182 g/HP/h, 연료저위 발열량 HL가 10500 kcal, 견인마력 P가 1 HP일 때의 기관의 열효율 η는? (단, 1 HPh는 623 Kcal임)

  1. 29 %
  2. 31 %
  3. 33 %
  4. 35 %
(정답률: 알수없음)
  • 기관의 열효율은 공급된 연료의 총 열량 대비 실제 출력으로 변환된 에너지의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{P \times 623}{f \times H_L / 1000} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{1 \times 623}{182 \times 10500 / 1000} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta = 33.7$
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5과목: 기계제작법

81. 지름 50 mm 인 연강봉을 20 m/min 의 절삭속도로 선삭할 때 주축의 회전수는?

  1. 약 100 rpm
  2. 약 127 rpm
  3. 약 440 rpm
  4. 약 500 rpm
(정답률: 알수없음)
  • 절삭속도 공식을 이용하여 주축의 회전수를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = \frac{\pi D N}{1000}$$
    ② [숫자 대입]
    $$20 = \frac{3.14 \times 50 \times N}{1000}$$
    ③ [최종 결과]
    $$N = 127.3$$
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82. 측정대상과 독립적으로 크기를 조정할 수 있는 표준량을 표준기로 사용하여, 표준량을 미지의 측정량에 합치시키므로서, 그 표준량의 크기로 측정치를 구하는 방법은?

  1. 편위법
  2. 영위법
  3. 보상법
  4. 치환법
(정답률: 알수없음)
  • 표준량을 미지의 측정량에 일치시켜 지시계의 눈금을 0으로 맞춤으로써 측정치를 구하는 방법을 영위법이라고 합니다.
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83. 디프 드로잉(deep drawing) 율의 식은?

  4. 드로잉율 = 소재직경 - 제품평균직경
(정답률: 알수없음)
  • 디프 드로잉 율은 소재의 직경에 대해 제품의 평균 직경이 차지하는 비율로 정의합니다.
    $$\text{드로잉율} = \frac{\text{제품평균직경}}{\text{소재직경}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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84. 강선을 같은 곳에서 되풀이 하여 굽히면 그곳이 부러지는 것은 잘 알고 있는 사실이다. 이때 점차 굽히기 어려워지는 것을 느낀다. 그 이유는 무엇 때문인가?

  1. 소성변형
  2. 조직의 변화
  3. 열간가공
  4. 가공경화
(정답률: 알수없음)
  • 금속 재료를 상온에서 소성 변형시킬 때, 전위의 밀도가 증가하여 재료가 점점 단단해지고 강도가 높아지는 현상을 가공경화라고 합니다.
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85. 방전가공에서 가장 기본적인 회로는?

  1. RC 회로
  2. 임펄즈발전기 회로
  3. 트랜지스터 회로
  4. 고전압법 회로
(정답률: 알수없음)
  • 방전가공은 전극과 공작물 사이에 펄스 전압을 인가하여 스파크를 발생시키는 원리로, 이를 위해 커패시터(C)와 저항(R)을 이용한 RC 회로가 가장 기본적인 회로로 사용됩니다.
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86. 공구수명을 판정하는 것 중 틀리는 것은?

  1. 가공면에 광택이 있는 무늬 또는 점들이 생길 때
  2. 절삭저항의 주분력에는 변화가 없어도 배분력이나 이송방향 분력이 급격히 증가 하였을 때
  3. 완성치수의 변화가 일정량에 미달할 때
  4. 날의 마멸이 일정량에 달할 때
(정답률: 알수없음)
  • 공구 수명은 날의 마멸이 심해지거나 절삭 저항이 증가하여 가공 정밀도가 떨어질 때 판정합니다. 따라서 완성치수의 변화가 일정량에 미달하는 것은 공구 교체 시점이 아니므로 틀린 설명입니다.

    오답 노트
    가공면 무늬 발생: 마멸로 인한 표면 조도 저하
    분력 급격 증가: 공구 마멸로 인한 절삭 효율 저하
    날의 마멸 일정량 도달: 전형적인 공구 수명 판정 기준
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87. 목형에 구배를 만드는 이유는 다음 중 어느 것인가?

  1. 쇳물의 주입이 잘 되게 하기 위하여
  2. 주형에서 목형을 쉽게 뽑기 위하여
  3. 목형을 튼튼히 하기 위하여
  4. 목형을 지지하기 위하여
(정답률: 알수없음)
  • 목형에 구배(경사)를 주는 이유는 주형(모래)에서 목형을 뽑아낼 때 마찰을 줄여 주형의 파손 없이 쉽게 뽑기 위함입니다.
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88. 선반 베드 표면을 경화시키기 위한 가장 적당한 방법은?

  1. 플레임 하드닝(flame hardening)
  2. 솔트 배스(salt bath)를 사용한 열처리
  3. 질화 열처리(nitriding)
  4. 전기로에 의한 열처리
(정답률: 알수없음)
  • 선반 베드와 같이 크기가 크고 국부적인 표면 경화가 필요한 부품에는 가스 토치 등으로 가열 후 급냉시키는 플레임 하드닝(flame hardening)이 가장 적당합니다.
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89. 이미 가공되어 있는 구멍에 다소 큰 볼을 구멍에 압입하여 구멍 표면에 소성변형을 일으키게 하여 정밀도가 높은 면을 얻는 가공법은?

  1. 버니싱(burnishing)
  2. 숏 피닝(shot peening)
  3. 배럴 다듬질(barrel finishing)
  4. 버핑(buffing)
(정답률: 알수없음)
  • 가공된 구멍에 큰 볼을 압입하여 표면에 소성변형을 일으킴으로써 표면 거칠기를 개선하고 정밀도를 높이는 가공법은 버니싱(burnishing)입니다.
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90. 플레인 밀링머신중, 컬럼에서 수평으로 뻗어나온 부분이며 컬럼면을 따라 상하로 이동시키는 것은?

  1. 니이(knee)
  2. 테이블(table)
  3. 새들(saddle)
  4. 스핀들(spindle)
(정답률: 알수없음)
  • 니이(knee)는 컬럼에서 수평으로 뻗어 나와 있으며, 컬럼면을 따라 상하로 이동하여 테이블의 높이를 조절하는 지지 부분입니다.
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91. 공기 마이크로미터의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 배율이 높다.
  2. 정도(精度)가 좋다.
  3. 압축 공기원(콤프레셔 등)은 필요 없다.
  4. 1개의 피측정물의 여러 곳을 1번에 측정한다.
(정답률: 알수없음)
  • 공기 마이크로미터는 압축 공기의 흐름이나 압력 변화를 이용하여 치수를 측정하는 장치이므로, 반드시 콤프레셔와 같은 압축 공기원이 필요합니다.
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92. 두께 2mm , C = 0.2%의 경질 탄소강판(硬質 炭素鋼板)에 지름 25mm 의 구멍을 펀치로 뚫을 때, 전단하중 P = 3140 kgf라면 이때 전단응력은 얼마인가?

  1. 약 20 kgf/mm2
  2. 약 25 kgf/mm2
  3. 약 30 kgf/mm2
  4. 약 40 kgf/mm2
(정답률: 알수없음)
  • 전단응력은 전단하중을 펀칭 시 발생하는 전단면적(원주 길이 $\times$ 두께)으로 나누어 구합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{P}{\pi \times d \times t}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{3140}{3.14 \times 25 \times 2}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 20$
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93. 주축의 웜기어와 웜축의 웜의 비가 20 : 1인 분할대가 있다. 이 분할대에서 33구멍 분할판을 3구멍씩 분할한다면 이 때 분할되는 수는 얼마가 되겠는가?

  1. 440
  2. 220
  3. 11
  4. 33
(정답률: 알수없음)
  • 분할대에서 분할되는 수는 웜기어비에 분할판의 구멍 수와 분할 구멍 수의 비율을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{40}{n} \times Z$ (여기서 $40$은 웜비, $n$은 분할 구멍 수, $Z$는 분할판 구멍 수)
    ② [숫자 대입] $N = \frac{20}{3} \times 33$
    ③ [최종 결과] $N = 220$
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94. 용접 부위의 검사방법으로 파괴검사는 어느 것인가?

  1. 방사선 투과검사
  2. 자기분말검사
  3. 초음파 검사
  4. 금속조직검사
(정답률: 알수없음)
  • 금속조직검사는 시편을 절단하고 연마하여 조직을 관찰하는 방법으로, 재료를 파괴해야만 검사가 가능하므로 파괴검사에 해당합니다.

    오답 노트
    방사선 투과검사, 자기분말검사, 초음파 검사: 재료를 파괴하지 않고 내부나 표면 결함을 찾는 비파괴검사입니다.
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95. 연삭숫돌의 결합제 중 절단용 숫돌로 적당한 것은?

  1. V
  2. S
  3. R
  4. U
(정답률: 알수없음)
  • 연삭숫돌의 결합제 중 R(고무 결합제)은 탄성이 있어 절삭력이 좋고 정밀한 가공이 가능하므로, 얇은 소재를 자르는 절단용 숫돌에 가장 적합합니다.
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96. 불활성가스 아크용접 (arc-welding)에서 사용되는 불활성 가스는?

  1. 수소, 네온
  2. 크세논, 아세틸렌
  3. 크립톤, 산소
  4. 헬륨, 아르곤
(정답률: 알수없음)
  • 불활성가스 아크용접(TIG, MIG)에서는 용접부의 산화를 방지하기 위해 화학적으로 반응성이 매우 낮은 비활성 기체인 헬륨(He)과 아르곤(Ar)을 보호 가스로 사용합니다.
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97. 그림과 같이 삼침을 이용하여 미터나사의 유효지름(d2)를 구하고자 한다. 올바른 식은? (단, P : 나사의 피치, d : 삼침의 지름, M : 삼침을 넣고 마이크로미터로 측정한 치수)

  1. d2=M+d+0.86603P
  2. d2=M-d+0.86603P
  3. d2=M-2d+0.86603P
  4. d2=M-3d+0.86603P
(정답률: 알수없음)
  • 삼침법을 이용한 미터나사의 유효지름 측정 원리를 적용합니다. 측정치 $M$에서 삼침 3개의 지름 합 $3d$를 빼고, 나사산의 기하학적 형상에 따른 보정값 $0.86603P$를 더해 유효지름을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $d_{2} = M - 3d + 0.86603P$
    ② [숫자 대입] $d_{2} = M - 3d + 0.86603P$
    ③ [최종 결과] $d_{2} = M - 3d + 0.86603P$
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98. 드로잉(drawing)시에 역장력을 가함으로서 얻어지는 효과에 대한 다음 사항 중 틀린 것은?

  1. 드로잉 저항이 감소된다.
  2. 다이면에 발생되는 압력이 감소된다.
  3. 다이 수명이 길어진다.
  4. 가공된 재질이 좋아진다.
(정답률: 알수없음)
  • 드로잉 시 역장력을 가하면 다이와 소재 사이의 마찰 및 드로잉 저항이 감소하고, 다이면의 압력이 낮아져 다이 수명이 연장되는 효과가 있습니다. 하지만 이는 가공 공정의 효율과 수명을 높이는 것이지, 재질 자체의 성질을 개선하여 가공된 재질이 좋아지게 만드는 것은 아닙니다.
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99. 주철에 Mg를 첨가하고, Fe-Si로 접종한 주철은?

  1. 미하나이트 주철
  2. 구상흑연 주철
  3. 가단 주철
  4. 펄라이트 주철
(정답률: 알수없음)
  • 주철에 Mg(마그네슘)나 Ce(세륨) 같은 구상화제를 첨가하고 Fe-Si로 접종하면, 흑연이 편상(조각 모양)이 아닌 구형으로 석출되어 강도와 연성이 크게 향상된 구상흑연 주철이 됩니다.
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100. 케이스 하드닝(case hardening)을 올바르게 설명한 것은?

  1. 고체 침탄법을 말한다.
  2. 가스 침탄법을 말한다.
  3. 액체 침탄법을 말한다.
  4. 침탄후 담금질 열처리를 말한다.
(정답률: 알수없음)
  • 케이스 하드닝(표면 경화)은 금속 재료의 표면만 단단하게 만들고 내부는 인성을 유지하게 하는 열처리 공정입니다. 이를 위해 표면에 탄소를 침투시키는 침탄 공정을 거친 후, 급랭시키는 담금질(Quenching) 처리를 통해 표면 조직을 마르텐사이트로 변화시켜 경도를 높이는 전체 과정을 의미합니다.

    오답 노트
    고체, 가스, 액체 침탄법: 케이스 하드닝을 구현하기 위한 세부적인 침탄 방법들일 뿐, 케이스 하드닝 전체 공정을 정의하는 설명은 아닙니다.
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