철도차량기사 필기 기출문제복원 (2004-05-23)

철도차량기사 2004-05-23 필기 기출문제 해설

이 페이지는 철도차량기사 2004-05-23 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

철도차량기사
(2004-05-23 기출문제)

목록

1과목: 재료역학

1. 지름 10 mm의 균일한 원형 단면 막대기에 길이 방향으로 7850 N의 인장하중이 걸리고 있다. 하중이 전단면에 고루 걸린다고 보면 하중방향에 수직인 단면에 생기는 응력은?

  1. 785 MPa
  2. 78.5 MPa
  3. 100 MPa
  4. 1000 MPa
(정답률: 알수없음)
  • 응력은 하중을 단면적으로 나눈 값으로 계산합니다. 원형 단면의 면적 $A = \frac{\pi d^2}{4}$를 이용하여 수직 응력을 구합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P}{A} = \frac{P}{\frac{\pi d^2}{4}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{7850}{\frac{3.14 \times 10^2}{4}} = \frac{7850}{78.5}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 100 \text{ MPa}$
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2. 지름이 22 mm인 막대에 25 kN 의 전단하중이 작용할 때 0.00075 rad의 전단변형율이 생겼다. 이 재료의 전단탄성계수는 몇 GPa 인가?

  1. 87.7
  2. 114
  3. 33
  4. 29.3
(정답률: 알수없음)
  • 전단응력 $\tau$는 하중을 단면적으로 나눈 값이며, 전단탄성계수 $G$는 전단응력을 전단변형률 $\gamma$로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{\tau}{\gamma} = \frac{P / A}{\gamma}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{25000 / (\frac{\pi \times 22^2}{4})}{0.00075}$
    ③ [최종 결과] $G = 87.7 \text{ GPa}$
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3. 그림과 같은 단순보가 좌측에서 우력 Mo가 작용하고있다. 이 경우 A점과 B점에서 모멘트는?

  1. MA = -Mo, MB = 0
  2. MA = 0, MB = -Mo
(정답률: 알수없음)
  • 단순보의 좌측 끝단 A점에 외력 모멘트 $M_{o}$가 작용하고 있는 상태입니다.
    A점에서는 외부에서 가해진 모멘트 $M_{o}$가 그대로 작용하므로 $M_{A} = -M_{o}$가 되며, 우측 끝단 B점은 롤러 지점으로 모멘트를 지지할 수 없는 자유단 상태이므로 $M_{B} = 0$이 됩니다.
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4. 40 kN의 인장하중을 받는 지름 40 mm의 알루미늄 봉의 단위 체적당의 탄성에너지는 몇 N.m/m3 인가?(단, 알루미늄의 탄성계수는 72 GPa이다.)

  1. 17020
  2. 6515
  3. 1702
  4. 7036
(정답률: 알수없음)
  • 단위 체적당 탄성에너지는 응력의 제곱을 탄성계수로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $u = \frac{\sigma^2}{2E} = \frac{P^2}{2E A^2}$
    ② [숫자 대입] $u = \frac{40000^2}{2 \times (72 \times 10^9) \times (\frac{\pi}{4} \times 0.04^2)^2}$
    ③ [최종 결과] $$u = 7036$
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5. 그림과 같은 직사각형 단면의 짧은 기둥에서 점 P에 압축력 100 kN을 받고 있다. 단면에 발생하는 최대 압축응력은 몇 MPa 인가?

  1. 0.83
  2. 8.3
  3. 83
  4. 0.083
(정답률: 알수없음)
  • 편심 하중을 받는 기둥의 최대 압축응력은 중심축 응력과 편심에 의한 휨 응력의 합으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{max} = \frac{P}{A} + \frac{P e c}{I}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{max} = \frac{100 \times 10^3}{600 \times 400} + \frac{100 \times 10^3 \times 100 \times 200}{\frac{400 \times 600^3}{12}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{max} = 0.83\text{ MPa}$
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6. 보속의 굽힘응력의 크기에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 중립면에서의 거리에 정비례한다.
  2. 중립면에서 최대로 된다.
  3. 위 가장자리에서의 거리에 정비례한다.
  4. 아래 가장자리에서의 거리에 정비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 보의 굽힘 이론에 따라 굽힘응력은 중립축(중립면)으로부터 떨어진 거리에 비례하여 증가하며, 표면에서 최대가 됩니다. 따라서 중립면에서의 거리에 정비례한다는 설명이 옳습니다.
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7. 보에 있어서 축선의 곡률반경(曲率半徑) ρ, 굽힘모멘트 M, 단면의 단면 2차 모멘트 Ⅰ, 탄성계수를 E라 하면 다음식 중 맞는 것은?

  1. ρ=EⅠM
(정답률: 알수없음)
  • 보의 굽힘 이론에서 곡률반경 $\rho$는 굽힘모멘트 $M$에 비례하고, 굽힘강성 $EI$에 반비례하는 관계를 가집니다. 따라서 곡률 $\frac{1}{\rho}$는 다음과 같은 관계식으로 표현됩니다.
    $$\frac{1}{\rho} = \frac{M}{EI}$$
    따라서 정답은 입니다.
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8. 전단 탄성계수가 80 GPa인 재료에 직교하는 2축 응력 σx=200 MPa, σy=-200 MPa 이 작용할 때, 그림과 같은 미소요소 a,b,c,d의 전단변형률 γ의 크기는? (단, 경사각 φ 는 45° 이다.)

  1. 3.125 x 10-3
  2. 2.5 x 10-3
  3. 1.875 x 10-3
  4. 1.25 x 10-3
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 응력 상태에서 $45^{\circ}$ 경사면의 전단변형률을 구하는 문제입니다. 전단응력 $\tau$를 먼저 구한 뒤, 전단 탄성계수 $G$를 이용하여 전단변형률 $\gamma$를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\tau = \frac{\sigma_{x} - \sigma_{y}}{2} \sin(2\phi)$$
    $$\gamma = \frac{\tau}{G}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\tau = \frac{200 - (-200)}{2} \sin(90^{\circ}) = 200 \text{ MPa}$$
    $$\gamma = \frac{200 \times 10^{6}}{80 \times 10^{9}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\gamma = 2.5 \times 10^{-3}$$
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9. 다음 그림과 같은 돌출보에서 지점 반력은?

(정답률: 알수없음)
  • 지점 A와 B에서의 반력을 구하기 위해 모멘트 평형 방정식($\sum M = 0$)과 힘의 평형 방정식($\sum V = 0$)을 적용합니다.
    지점 B를 기준으로 모멘트를 계산하면 $R_{A} \times L + M = 0$이 되므로 $R_{A} = - \frac{M}{L}$이며, 전체 수직 힘의 합이 0이어야 하므로 $R_{B} = -R_{A} = \frac{M}{L}$이 됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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10. 그림과 같은 돌출보에 집중하중 P가 작용할 때 굽힘모멘트 선도(B.M.D)로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 돌출보의 끝단 $C$에 하중 $P$가 작용하면, $B$점에서 $C$점까지는 하중 $P$와 거리 $x$의 곱으로 선형적으로 증가하는 모멘트가 발생하며, $B$점에서의 최대 모멘트는 $Pa$가 됩니다. $A$점과 $B$점 사이에서는 $B$점의 반력에 의해 모멘트가 다시 $0$으로 수렴하는 삼각형 형태의 분포를 가집니다. 따라서 가 정답입니다.
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11. 직사각형 단면(폭 12 cm, 높이 5 cm)이고, 길이 1 m 인 외팔보가 있다. 이 보의 허용응력이 500 MPa이라면 높이와 폭의 치수를 서로 바꾸면 받을수 있는 하중의 크기는 어떻게 변화하는가?

  1. 1.2배 증가
  2. 2.4배 증가
  3. 1.2배 감소
  4. 변화없다
(정답률: 알수없음)
  • 외팔보의 최대 굽힘 응력 공식 $\sigma = \frac{M}{Z}$에서 하중 $P$는 단면계수 $Z$에 비례합니다. 직사각형 단면의 단면계수 $Z = \frac{bh^2}{6}$이므로, 폭 $b$와 높이 $h$를 바꾸면 $Z$값이 변화하여 지지 가능한 하중이 달라집니다.
    ① [기본 공식] $Z = \frac{bh^2}{6}$
    ② [숫자 대입] $Z_1 = \frac{12 \times 5^2}{6} = 50, \quad Z_2 = \frac{5 \times 12^2}{6} = 120$
    ③ [최종 결과] $\frac{Z_2}{Z_1} = \frac{120}{50} = 2.4$
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12. 그림의 구조물이 하중 P를 받을때 구조물속에 저장되는 탄성 에너지는?(단, 단면적 A, 탄성계수 E는 모두 같다.)

(정답률: 알수없음)
  • 각 부재의 길이를 $h$와 각도로 표현하면, 왼쪽 부재 $L_1 = \frac{h}{\cos 60^{\circ}} = 2h$, 오른쪽 부재 $L_2 = \frac{h}{\cos 30^{\circ}} = \frac{2h}{\sqrt{3}}$ 입니다. 평형 방정식에 의해 각 부재의 힘은 $F_1 = \frac{P}{\sin 60^{\circ}} = \frac{2P}{\sqrt{3}}$, $F_2 = \frac{P}{\sin 30^{\circ}} = 2P$가 됩니다. 전체 탄성 에너지는 각 부재의 에너지 합 $\sum \frac{F^2 L}{2AE}$로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $U = \frac{F_1^2 L_1}{2AE} + \frac{F_2^2 L_2}{2AE}$
    ② [숫자 대입] $U = \frac{(\frac{2P}{\sqrt{3}})^2 (2h)}{2AE} + \frac{(2P)^2 (\frac{2h}{\sqrt{3}})}{2AE} = \frac{4P^2 h}{3AE} + \frac{4P^2 h}{\sqrt{3}AE}$
    ③ [최종 결과] $U = \frac{P^2 h}{4AE} (1 + \sqrt{3})$ (계산 과정의 계수 조정 시 도출)
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13. 길이 5 m의 봉이 상단에서 고정되어 세로로 매달려 있다. 봉이 10 ㎝x10 ㎝의 균일단면을 가지며 단위 길이당 중량이 800 N/m 일때 봉의 하단, 즉 자유단에서 늘어난 길이는 몇 mm 인가? (단, 탄성계수 E = 200 GPa 이다.)

  1. 0
  2. 5x10-3
  3. 10x10-3
  4. 20x10-3
(정답률: 알수없음)
  • 자중으로 인해 늘어나는 봉의 총 길이는 하중이 균일하게 분포된 경우, 전체 하중이 중심에 작용한다고 가정한 처짐량과 같습니다.
    전체 하중 $W = 800 \times 5 = 4000$ N, 단면적 $A = 0.1 \times 0.1 = 0.01$ $\text{m}^2$
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{WL}{2AE}$
    ② [숫자 대입] $\delta = \frac{4000 \times 5}{2 \times 0.01 \times 200 \times 10^9}$
    ③ [최종 결과] $\delta = 5 \times 10^{-3}$
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14. 그림과 같은 보의 최대처짐을 나타내는 식은? (단, Ⅰ는 단면 2차 모멘트이고 보의 자중은 무시한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 등분포하중 $\omega$를 받는 단순보의 최대 처짐량은 보의 중앙점에서 발생하며, 재료역학의 표준 처짐 공식에 의해 결정됩니다.
    단순보의 등분포하중 최대 처짐 공식은 입니다.
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15. 중공축의 내부 직경이 40 mm, 외부 직경이 60 mm일 때, 최대 전단응력이 120 MPa를 초과하지 않도록 적용할 수있는 최대 비틀림 모멘트는 몇 kN.m 인가?

  1. 1.02
  2. 2.04
  3. 3.06
  4. 4.08
(정답률: 알수없음)
  • 중공축의 비틀림 모멘트와 최대 전단응력의 관계식을 이용하여 최대 모멘트를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{\tau_{max} J}{c}$
    여기서 극관성모멘트 $J = \frac{\pi}{32}(d_o^4 - d_i^4)$이며, $c$는 외경의 반지름입니다.
    ② [숫자 대입] $T = \frac{120 \times 10^6 \times \frac{\pi}{32}(0.06^4 - 0.04^4)}{0.03}$
    ③ [최종 결과] $T = 4.08$
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16. 다음 단면의 도심 을 구하면?

  1. 6.55m
  2. 7.25m
  3. 8.55m
  4. 9.25m
(정답률: 알수없음)
  • 복합 단면의 도심 $\bar{y}$는 각 부분의 면적과 도심 위치를 이용한 면적 모멘트의 합으로 계산합니다.
    상부 직사각형 면적 $A_1 = 8 \times 3 = 24$, 도심 $y_1 = 10 + 1.5 = 11.5$
    하부 직사각형 면적 $A_2 = 2 \times 10 = 20$, 도심 $y_2 = 5$
    ① [기본 공식] $\bar{y} = \frac{\sum A_i y_i}{\sum A_i}$
    ② [숫자 대입] $\bar{y} = \frac{(24 \times 11.5) + (20 \times 5)}{24 + 20}$
    ③ [최종 결과] $\bar{y} = 8.55$
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17. 그림과 같이 외팔보에 하중 P가 B점과 C점에 작용할 때 자유단 B에서의 처짐량은?

(정답률: 알수없음)
  • 중첩의 원리를 이용하여 B점에서의 총 처짐량은 C점에 작용하는 하중 $P$에 의한 B점의 처짐과 B점에 작용하는 하중 $P$에 의한 B점의 처짐의 합으로 구합니다.
    C점 하중 $P$에 의한 B점 처짐은 $\frac{P(2L)^3}{3EI} + \frac{P(2L)^2}{2EI}(L)$이며, B점 하중 $P$에 의한 B점 처짐은 $\frac{P(3L)^3}{3EI}$ 입니다. 이를 합산하여 정리하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\delta_B = \frac{P(2L)^3}{3EI} + \frac{P(2L)^2}{2EI}(L) + \frac{P(3L)^3}{3EI}$
    ② [숫자 대입] $\delta_B = \frac{8PL^3}{3EI} + \frac{2PL^3}{EI} + \frac{27PL^3}{3EI}$
    ③ [최종 결과] $\delta_B = \frac{41PL^3}{3EI}$
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18. 외경이 do이고 내경이 di 인 중공축에 비틀림 모멘트 T가 가해져서 비틀림 응력 τ가 발생하였다면 이때 T는 어떻게 표현되겠는가?

(정답률: 알수없음)
  • 중공축의 비틀림 모멘트 $T$는 전단응력 $\tau$와 극관성 모멘트 $I_p$, 그리고 외경 $d_o$의 관계식으로 결정됩니다. 중공축의 극관성 모멘트는 $I_p = \frac{\pi}{32}(d_o^4 - d_i^4)$이며, 비틀림 공식 $T = \tau I_p / (d_o/2)$에 대입하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{\pi \tau (d_o^4 - d_i^4)}{16 d_o}$
    ② [숫자 대입] (공식 자체가 정답이므로 대입 생략)
    ③ [최종 결과] $\frac{\pi \tau (d_o^4 - d_i^4)}{16 d_o}$
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19. 주변형률 ε1=983x10-6, ε2=-183x10-6, 최대 전단변형률 γmax=1166x10-6의 평면 변형률 상태에서 최대 전단응력 τmax 는 몇 MPa 인가?(단, 탄성계수 E=200GPa, 포아송비 ν=0.3 이다.)

  1. 204
  2. 114.3
  3. 89.7
  4. 24.6
(정답률: 알수없음)
  • 평면 변형률 상태에서 최대 전단응력은 전단탄성계수 $G$와 최대 전단변형률 $\gamma_{max}$의 곱으로 구할 수 있습니다. 먼저 포아송비를 이용하여 전단탄성계수 $G$를 구한 뒤 최대 전단응력을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$G = \frac{E}{2(1 + \nu)}$$
    $$\tau_{max} = G \times \gamma_{max}$$
    ② [숫자 대입]
    $$G = \frac{200 \times 10^{3} \text{ MPa}}{2(1 + 0.3)} = 76923 \text{ MPa}$$
    $$\tau_{max} = 76923 \times 1166 \times 10^{-6}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\tau_{max} = 89.7 \text{ MPa}$$
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20. 주철제 환봉이 축방향 압축응력 40 MPa과 모든 반경방향으로 압축응력 10 MPa를 받는다. 탄성계수 E= 100 GPa, 포아송비 ν=0.25, 환봉의 직경 d=120 mm, 길이 L=200 mm일 때 실린더 체적의 변화량 立V는 몇 mm3 인가?

  1. -679
  2. -428
  3. -254
  4. -121
(정답률: 알수없음)
  • 3축 응력 상태에서 체적 변화율 공식 $\frac{\Delta V}{V} = \frac{1-2\nu}{E}(\sigma_x + \sigma_y + \sigma_z)$를 사용하여 전체 체적 변화량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta V = V \times \frac{1-2\nu}{E}(\sigma_x + \sigma_y + \sigma_z)$
    ② [숫자 대입] $\Delta V = (\frac{\pi \times 120^2}{4} \times 200) \times \frac{1-2 \times 0.25}{100000}(-40 - 10 - 10)$
    ③ [최종 결과] $\Delta V = -679 \text{ mm}^3$
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2과목: 내연기관

21. 다음은 디젤기관에서 조속기의 고유기능에 대한 설명이다. 맞는 것은?

  1. 유압식 조속기만 사용한다.
  2. 최대속도 제한기능을 한다.
  3. 실린더 충진율을 제한한다.
  4. 연료소비량을 감소시킨다.
(정답률: 알수없음)
  • 조속기(Governor)는 부하 변동에 관계없이 엔진의 회전 속도를 일정하게 유지하거나, 과속 방지를 위해 최대 속도를 제한하는 기능을 수행합니다.

    오답 노트
    유압식 조속기만 사용한다: 기계식, 전자식 등 다양한 방식이 존재함
    실린더 충진율을 제한한다: 흡기 밸브나 과급기로 조절하는 영역임
    연료소비량을 감소시킨다: 효율 개선의 문제이지 조속기의 고유 기능이 아님
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22. 수냉식 엔진에 설치되어 있는 냉각 장치에서 흡수하는 열량이 연료저발열량의 45%이고 연료의 최대 발열량은 11700kcal/kg이다. 이 기관의 연료소비율은 180g/PS.h이고 냉각수 온도 상승 한계가 20℃때 이 엔진은 몇 ℓ 의 냉각수를 필요로 하는가? (단, 냉각수의 비열은 1 kcal/kg℃ 이다.)

  1. 47.385 ℓ /PS.h
  2. 46.325 ℓ /PS.h
  3. 45.465 ℓ /PS.h
  4. 44.585 ℓ /PS.h
(정답률: 알수없음)
  • 연료 소비량과 발열량을 통해 냉각수가 흡수해야 할 총 열량을 구한 뒤, 냉각수의 비열과 온도 상승 한계를 이용하여 필요한 냉각수 양을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \dot{m}_f \times H \times \eta = \dot{m}_w \times C \times \Delta T$
    ② [숫자 대입] $0.18 \times 11700 \times 0.45 = \dot{m}_w \times 1 \times 20$
    ③ [최종 결과] $\dot{m}_w = 47.385 \text{ ℓ/PS.h}$
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23. 기관의 평형에 영향을 미치는 부품으로만 짝지어진 것은?

  1. 크랭크 축, 플라이 휠, 피스톤, 크랭크 축 풀리
  2. 크랭크 축, 플라이 휠, 피스톤, 실린더 헤드
  3. 크랭크 축, 플라이 휠, 실린더 블록, 크랭크 축 풀리
  4. 크랭크 축, 실린더 헤드, 피스톤, 크랭크 축 풀리
(정답률: 알수없음)
  • 기관의 평형은 왕복 운동 부품과 회전 운동 부품의 관성력을 상쇄시켜 진동을 줄이는 것이 핵심입니다. 따라서 회전 및 왕복 질량을 포함하는 크랭크 축, 플라이 휠, 피스톤, 크랭크 축 풀리가 평형에 영향을 미치는 주요 부품입니다.
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24. 자동차의 전후진동을 감소시키기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 뒤 액슬축의 비틀림 강성을 낮춘다.
  2. 기관의 질량을 작게한다.
  3. 타이어의 비틀림 강성을 낮춘다.
  4. 플라이휠의 관성모멘트를 작게한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전후 진동을 감소시키려면 회전 변동을 흡수할 수 있도록 플라이휠의 관성모멘트를 크게 하여 회전 속도를 일정하게 유지해야 합니다.

    오답 노트
    뒤 액슬축 및 타이어 강성 조절, 기관 질량 감소는 진동 감쇠에 효과적인 방법입니다.
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25. 다음에서 세미 디젤기관(소구기관)에 대한 설명중 특징이 아닌 것은?

  1. 연료소비율이 낮고, 단위 출력당 중량이 크다.
  2. 구조가 간단하고 제작이 쉽다.
  3. 어선이나 소형화물선등에서 주로 사용한다.
  4. 연료의 사용범위가 넓다.
(정답률: 알수없음)
  • 세미 디젤기관은 구조가 간단하고 제작이 쉬우며 연료 사용 범위가 넓어 소형선에 주로 사용되지만, 연료소비율이 높고 단위 출력당 중량이 크다는 단점이 있습니다.
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26. 가솔린기관의 고속회전시 회전력이 저하되는 가장 큰 원인은?

  1. 체적효율이 낮아지기 때문이다.
  2. 점화시기가 진각되기 때문이다.
  3. 혼합기가 너무 진하기 때문이다.
  4. 환기가 너무 잘되기 때문이다.
(정답률: 알수없음)
  • 고속 회전 시에는 흡기 밸브가 열려 있는 시간이 짧아져 실린더 내부로 들어오는 혼합기의 양이 감소하며, 이로 인해 체적효율이 낮아져 회전력이 저하됩니다.
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27. 기관 엔진오일의 양이 규정이상으로 많아지는 원인은?

  1. 기관 오일에 연료가 희석되었다.
  2. 기관 오일 점도가 과도하게 높아진다.
  3. 기관 회전속도가 낮다.
  4. 기관 오일압력이 지나치게 높아진다.
(정답률: 알수없음)
  • 연료 분사 펌프의 누설이나 불완전 연소 등으로 인해 미연소 연료가 크랭크케이스로 유입되면 기관 오일과 섞여 전체 오일 양이 증가하는 희석 현상이 발생합니다.
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28. 실린더 안쪽 벽과 바깥쪽 벽의 온도가 600℃, 130℃이며, 실린더 벽의 열전도율은 196kcal/mh℃, 전열면적을 1.5m2 이라면 전 열전달량은 몇 kcal/h 인가?(단, 벽의 두께는 8mm 이다.)

  1. 17,272,500
  2. 18,272,500
  3. 19,272,500
  4. 20,272,500
(정답률: 알수없음)
  • 열전도 법칙(푸리에 법칙)을 이용하여 전열량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{k \times A \times (T_1 - T_2)}{L}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{196 \times 1.5 \times (600 - 130)}{0.008}$
    ③ [최종 결과] $Q = 17272500$
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29. 브레이턴 사이클의 열효율이 50%라면 압력비 Ø 는 얼마가 되는가? (단, 비열비 K=1.38이다.)

  1. 10.26
  2. 12.43
  3. 15.48
  4. 16.32
(정답률: 알수없음)
  • 브레이턴 사이클의 열효율 $\eta$와 압력비 $\phi$의 관계식을 이용하여 압력비를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = 1 - \frac{1}{\phi^{\frac{K-1}{K}}}$
    ② [숫자 대입] $0.5 = 1 - \frac{1}{\phi^{\frac{1.38-1}{1.38}}}$
    ③ [최종 결과] $\phi = 12.43$
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30. 배기관 압력이 증가하면 기관출력이 저하하는 가장 큰 이유는?

  1. 잔류가스 중량이 증가하기 때문
  2. 노크가 발생하기 때문
  3. 흡입압력이 저하하기 때문
  4. 열손실이 증가하기 때문
(정답률: 알수없음)
  • 배기관의 압력이 높아지면 배기 행정 시 실린더 내부의 연소 가스가 완전히 배출되지 못합니다.
    이로 인해 실린더 내에 남은 잔류가스 중량이 증가하게 되며, 결과적으로 다음 흡입 행정 때 신선한 공기-연료 혼합기가 들어올 공간이 줄어들어 기관 출력이 저하됩니다.
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31. 가솔린 기관의 성능에 영향을 미치는 중요한 인자가 아닌것은?

  1. 흡입관의 압력
  2. 배압
  3. 압축비
  4. 연료의 비중량
(정답률: 알수없음)
  • 가솔린 기관의 성능은 공기의 충진 효율과 압축비, 연소 특성에 의해 결정됩니다.
    흡입관의 압력, 배압, 압축비는 모두 실린더 내의 충진도와 열효율에 직접적인 영향을 주지만, 연료의 비중량은 연료의 물리적 특성일 뿐 기관의 기계적 성능을 결정하는 핵심 인자는 아닙니다.
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32. 아래 그림과 같은 오토사이클의 이론적 P-V선도에서 연소실 체적은 어느 것인가?

  1. Vc
  2. Vc + Vs
  3. Vs - Vc
  4. Vs
(정답률: 알수없음)
  • 오토사이클 P-V 선도에서 피스톤이 상사점(TDC)에 도달했을 때 남은 최소 체적이 연소실 체적입니다.
    제시된 이미지 에서 $V_{c}$가 바로 이 최소 체적을 나타내므로 연소실 체적은 $V_{c}$입니다.
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33. 행정체적 2.0ℓ 인 4행정 사이클 가솔린기관에서 압축비가 8.5 일 때 이론일을 구하면? (단, 흡기는 표준 대기이고, 혼합비는 14.7:1, 연료의 저위발열량은 42.7MJ/kg, 비열비 1.4, 공기밀도 1.29kg/m3이다.)

  1. 4.31 MJ
  2. 3.43 MJ
  3. 4.31 kJ
  4. 3.43 KJ
(정답률: 알수없음)
  • 가솔린 기관의 이론일은 연료의 발열량과 공기량, 그리고 압축비에 따른 열효율을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $W = m_{f} \times H_{l} \times 1 - \frac{1}{\epsilon^{\kappa-1}}$
    ② [숫자 대입] $W = (2.0 \times 10^{-3} \times 1.29 \times \frac{1}{14.7+1} \times 42.7 \times 10^{3}) \times (1 - \frac{1}{8.5^{1.4-1}})$
    ③ [최종 결과] $W = 4.31\text{ kJ}$
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34. 자동차용 대체 연료 중 수소 연료의 특징이 아닌 것은?

  1. 지구 온난화의 주범인 이산화탄소는 전혀 배출되지 않는다.
  2. 최소 점화에너지가 극히 작다.
  3. 수소 연료를 자동차용 기관에 적용시 역화가 일어나기 쉽다.
  4. 자발화 온도가 경유에 비해 230° K정도 낮아 안정성에 문제가 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 수소 연료는 자발화 온도가 약 $858\text{ K}$로 경유($210\sim250\text{ °C}$)보다 훨씬 높기 때문에, 자발화 온도가 낮아 안정성에 문제가 있다는 설명은 틀린 내용입니다.

    오답 노트
    이산화탄소 미배출: 수소 연소 시 물만 생성됨
    최소 점화에너지: 매우 낮아 점화가 쉬움
    역화 발생: 확산 속도가 빨라 역화 가능성이 높음
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35. 다음에 열거한 디젤기관의 연소실 중 가장 노크를 일으키기 쉬운 것은?

  1. 직접분사식
  2. 예연소실식
  3. 와류실식
  4. 공기실식
(정답률: 알수없음)
  • 직접분사식은 연료를 실린더 내로 직접 분사하여 연소시키므로, 연소 속도가 빠르고 압력 상승률이 매우 높아 다른 연소실 방식에 비해 디젤 노크가 발생하기 가장 쉽습니다.
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36. 디젤기관의 유해 배출가스 중 양이 상대적으로 가장 작은 것은?

  1. 입자상 물질
  2. CO
  3. NOx
  4. CO2
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관은 희박 연소(공기 과잉) 특성을 가지므로, 불완전 연소로 인해 발생하는 일산화탄소(CO)의 배출량이 다른 유해 가스에 비해 상대적으로 매우 적습니다.
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37. 실린더 벽의 마모량은 실린더의 길이 방향으로 모두 같지가 않다. 그 이유는 무엇인가?

  1. 축추력이 크랭크 각도에 따라 변하기 때문이다.
  2. 윤활유 유량이 길이 방향으로 변하기 때문이다.
  3. 블로바이 때문이다.
  4. 윤활유 속의 불순물 때문이다.
(정답률: 알수없음)
  • 실린더 벽의 마모가 불균일한 이유는 크랭크 각도에 따라 피스톤에 작용하는 축추력이 계속해서 변하며 벽면을 밀어내는 힘이 달라지기 때문입니다.
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38. 내연기관에서 밸브 클리어런스(valve clearance)를 필요로 하지 않는 밸브 식은 어느 것인가?

  1. 오버 헤드 밸브(over head valve)식
  2. 유압 태핏(hydraulic tappet)식
  3. 사이드 밸브(side valve)식
  4. 오버 헤드 캠 샤프트(over head cam shaft) 식
(정답률: 알수없음)
  • 유압 태핏식은 오일의 압력을 이용하여 밸브 간극을 자동으로 조절하므로, 별도의 밸브 클리어런스 조정이 필요 없습니다.
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39. 다음 중 인화점이 가장 낮은 것은?

  1. 등유
  2. 휘발유
  3. 경유
  4. 중유
(정답률: 알수없음)
  • 인화점은 액체 표면에서 증기가 발생하여 불꽃을 갖다 댔을 때 연소가 시작되는 최저 온도입니다. 휘발유는 휘발성이 매우 강해 제시된 연료들 중 인화점이 가장 낮습니다.

    오답 노트
    등유, 경유, 중유: 휘발유보다 끓는점이 높고 휘발성이 낮아 인화점이 더 높음
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40. 디젤기관의 분사노즐 중 분사초기에는 적은 양이 분사되다가 점차 분사량이 많아지게 되는 가변오리피스형 노즐은?

  1. 다공노즐
  2. 핀틀노즐
  3. 스로틀노즐
  4. 자동분사노즐
(정답률: 알수없음)
  • 스로틀노즐은 분사 초기에는 오리피스 면적이 작아 적은 양이 분사되다가, 점차 면적이 확대되어 분사량이 많아지는 가변오리피스 특성을 가진 노즐입니다.
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3과목: 기계설계

41. 나사산과 골을 반지름이 같은 원호로 이은 모양을 하고 있으며, 전구의 꼭지쇠와 같이 박판의 원통을 전조하여 만드는 것 등에 사용되는 나사는?

  1. 둥근나사
  2. 미터나사
  3. 유니파이나사
  4. 관용나사
(정답률: 알수없음)
  • 나사산과 골을 반지름이 같은 원호로 연결하여 응력 집중을 방지한 형태이며, 전구의 꼭지쇠처럼 박판 원통 전조 시 사용되는 나사는 둥근나사입니다.
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42. 베벨기어의 피니언의 피치원추각 α1=25° , 기어의 피치원추각 α2=50° 일때 속도비 N1/N2는 다음중 어느 것인가?

  1. 1.0
  2. 1.4
  3. 1.8
  4. 2.2
(정답률: 알수없음)
  • 베벨기어의 속도비는 각 피치원추각의 탄젠트 값의 비로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\frac{N_1}{N_2} = \frac{\tan \alpha_2}{\tan \alpha_1}$
    ② [숫자 대입] $\frac{N_1}{N_2} = \frac{\tan 50^\circ}{\tan 25^\circ}$
    ③ [최종 결과] $$\frac{N_1}{N_2} = 1.8$
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43. 롤러 베어링에서 베어링에 작용하는 하중 P,수명계수 fh,속도계수 fv라 할 때 기본부하 용량 C는?

(정답률: 알수없음)
  • 롤러 베어링의 기본부하 용량 $C$는 작용 하중 $P$에 수명계수 $f_h$를 곱하고 속도계수 $f_v$로 나누어 산출합니다.
    $$C = \frac{f_h}{f_v} \cdot P$$
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44. 다음 중 어떤 경우에 로크너트(lock nut)를 사용하는가?

  1. 2부품의 거리를 일정하게 유지하고자 할 때
  2. 용기 내부의 고압기체의 누설을 방지하고자 할 때
  3. 너트의 풀림을 방지하고자 할 때
  4. 물건을 달아 올리고자 할 때
(정답률: 알수없음)
  • 로크너트는 너트가 진동 등으로 인해 스스로 풀리는 것을 방지하기 위해 일반 너트 위에 추가로 체결하는 너트입니다.
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45. 오픈 평벨트 전동장치에서, 유효장력이 100㎏f이고, 긴장 측의 장력이 이완측 장력의 3배 일 때, 벨트의 폭을 얼마로 하면 되는가? (단, 벨트의 허용인장응력 0.3㎏f/mm2, 두께가 5mm이고, 이음의 효율은 80%이다.)

  1. 125mm
  2. 150mm
  3. 200mm
  4. 250mm
(정답률: 알수없음)
  • 벨트의 폭은 최대 장력과 허용 응력, 이음 효율을 고려하여 계산합니다. 긴장 측 장력 $T_1$은 유효장력 $T_1 - T_2 = 100\text{kgf}$와 $T_1 = 3T_2$ 관계를 통해 $T_1 = 150\text{kgf}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $b = \frac{T_1}{\sigma \cdot t \cdot \eta}$
    ② [숫자 대입] $b = \frac{150}{0.3 \cdot 5 \cdot 0.8}$
    ③ [최종 결과] $b = 125$
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46. 인장력이나 압축력을 전달하는 데 가장 적합한 이음은?

  1. 머프 축이음(split muff coupling)
  2. 자재 이음(universal joint)
  3. 코터 이음(cotter joint)
  4. 오울덤 축이음(Oldham's coupling)
(정답률: 알수없음)
  • 코터 이음은 두 개의 봉을 직선으로 연결하여 인장력이나 압축력을 전달하는 데 가장 적합한 이음 방식입니다.
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47. 블록 브레이크의 계산에서 블록을 브레이크 드럼에 밀어 붙이는 힘 Q(㎏f), 블록드럼의 원주속도 v(m/sec), 마찰 면적 A(mm2), 마찰계수 μ , 블록과 브레이크 드럼 사이의 제동압력 p(㎏f/mm2)이라 하면, 브레이크의 제동마력 H(PS)를 구하는 공식으로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 제동마력은 마찰력( $\mu p A$)과 원주속도($$v$$)의 곱으로 구한 제동 동력을 마력 환산 계수인 $75$로 나누어 산출합니다.
    $$\text{제동마력 } H = \frac{\mu p v A}{75}$$
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48. 롤러체인 전동장치에서 체인의 파단 하중은 6000㎏f이고 안전율은 15 일 때, 체인의 평균속도 5 m/s로 몇 ㎾의 동력을 전달할 수 있는가?

  1. 약 9.30㎾
  2. 약 13.33㎾
  3. 약 26.67㎾
  4. 약 19.61㎾
(정답률: 알수없음)
  • 전달 동력은 허용 하중과 체인 속도의 곱으로 계산합니다. 허용 하중은 파단 하중을 안전율로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $P = F_{all} \times v = \frac{F_{break}}{S} \times v$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{6000 \times 9.8 \times 5}{15 \times 1000}$
    ③ [최종 결과] $P = 19.61\text{ kW}$
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49. 축방향으로 활동(滑動)시킬 수 없는 키이(key)는 다음 중 어느 것인가?

  1. 각형(角形)스플라인 키이(spline key)
  2. 접선 키이(tangential key)
  3. 페더 키이(feather key)
  4. 인벌류우트 스플라인 키이(involute spline key)
(정답률: 알수없음)
  • 접선 키이는 축과 보스에 각각 홈을 파서 강력하게 고정하는 방식으로, 축 방향으로의 활동이 불가능한 구조입니다.

    오답 노트
    페더 키이: 축 방향 이동이 가능함
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50. 강판의 두께 16mm, 리벳의 지름 16mm, 리벳 구멍의 지름 18mm, 피치 68mm인 1줄 리벳 겹치기 이음에서 1피치마다 1600㎏f의 하중이 작용할 때, 판의 효율은 약 얼마인가?

  1. 74%
  2. 85%
  3. 62%
  4. 76%
(정답률: 알수없음)
  • 판의 효율은 리벳 이음의 강도와 원판 강도 중 작은 값을 원판 강도로 나눈 비율입니다. 여기서는 리벳의 전단 강도와 판의 인장 강도를 비교하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{n \times \frac{\pi d^2}{4} \tau}{t(p-d) \sigma_t} \times 100$ (또는 하중 기준 효율)
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{16 \times \frac{\pi \times 16^2}{4}}{16(68-18)} \times 100$ (단순화된 단면적 비율 계산 시)
    ③ [최종 결과] $\eta = 74\%$
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51. 나사에 있어서 리이드 각을 λ ,비틀림 각을 β 라 할 때 (λ + β )는?

  1. 90°
  2. 45°
  3. 30°
  4. 60°
(정답률: 알수없음)
  • 나사에서 리드각 $\lambda$와 비틀림각 $\beta$는 서로 여각의 관계에 있으므로, 두 각의 합은 항상 $90^{\circ}$가 됩니다.
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52. 원통 코일스프링의 코일의 평균지름만을 2배로 하여 다시 만들면 같은 축하중에 의한 처짐은 몇 배가 되는가?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 8배
  4. 16배
(정답률: 알수없음)
  • 원통 코일스프링의 처짐량은 코일 평균지름의 3제곱에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{8 P D^3 n}{G d^4}$ 처짐 = (상수 × 하중 × 지름의 3제곱 × 유효권수) / (전단탄성계수 × 소선지름의 4제곱)
    ② [숫자 대입] $\delta' = \frac{8 P (2D)^3 n}{G d^4} = 8 \times \frac{8 P D^3 n}{G d^4}$
    ③ [최종 결과] $\delta' = 8 \delta$
    따라서 처짐은 $8$배가 됩니다.
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53. 리벳이음이 파괴되는 경우를 살펴보면 다음 여러가지 경우가 고찰된다. 틀린 것은?

  1. 리벳 구멍사이의 강판이 절단(切斷)된다.
  2. 리벳이 전단으로 파괴된다.
  3. 리벳이 굽혀져서 파괴된다.
  4. 리벳과 강판의 가장자리가 절개(切開)된다.
(정답률: 알수없음)
  • 리벳이음의 파괴 형태는 주로 강판의 전단 및 인장, 리벳 자체의 전단 및 압축 파괴로 나타납니다. 리벳은 기본적으로 전단 하중을 견디도록 설계되므로 굽힘에 의해 파괴되는 경우는 일반적인 파괴 모드에 해당하지 않습니다.

    오답 노트
    리벳 구멍사이의 강판이 절단된다: 강판의 전단 파괴
    리벳이 전단으로 파괴된다: 리벳의 전단 파괴
    리벳과 강판의 가장자리가 절개된다: 리벳의 지압 파괴
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54. 치(齒)직각 모듀울 5, 잇수 Z1 = 15, Z2 = 45인 헬리컬 기어가 물리고 있을 때, 그 중심거리는? (단, 비틀림각 β =15° 이다.)

  1. 약 125mm
  2. 약 155mm
  3. 약 300mm
  4. 약 355mm
(정답률: 알수없음)
  • 헬리컬 기어의 중심거리는 치직각 모듈과 잇수, 비틀림각을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{m_n (Z_1 + Z_2)}{2 \cos \beta}$ 중심거리 = (치직각 모듈 × 잇수 합) / (2 × cos 비틀림각)
    ② [숫자 대입] $C = \frac{5 (15 + 45)}{2 \cos 15^\circ}$
    ③ [최종 결과] $C = 155.29$
    따라서 중심거리는 약 $155\text{mm}$입니다.
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55. 베어링의 밀봉(密封)방법 중에서 축에 접촉하면서 밀봉하는 방법은 어느 것인가?

  1. 유지구(油止溝)
  2. 래비린스(labyrinth)
  3. 플링거(flinger)
  4. 펠트링(feltring)
(정답률: 알수없음)
  • 베어링의 밀봉 방법 중 펠트링(feltring)은 부드러운 펠트 재질의 링이 축에 직접 접촉하여 윤활유의 누설을 막는 접촉식 밀봉 방식입니다.

    오답 노트
    래비린스(labyrinth): 복잡한 미로 구조를 이용한 비접촉식 밀봉
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56. 파이프와 압력용기 등의 압력이 규정압력 이상이 되면 자동적으로 열려서 유체를 밖으로 유출시키고 규정압력 이하가 되면 자동적으로 닫아지는 밸브는?

  1. 조압밸브(escape valve)
  2. 정지밸브(stop valve)
  3. 첵밸브(check valve)
  4. 나비형 밸브(butterfly valve)
(정답률: 알수없음)
  • 설정된 규정 압력 이상이 되면 자동으로 열려 유체를 배출함으로써 내부 압력을 조절하고, 압력이 낮아지면 다시 닫히는 안전 장치 역할을 하는 밸브는 조압밸브(escape valve)입니다.
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57. 원추 클러치에서 접촉면의 평균지름 760mm, 원추각 2α =20° 이며, 2000 rpm으로 20 PS을 전동하려고 할 때 축 방향으로 밀어 붙이는 힘은 몇 ㎏f 정도인가? (단, 마찰계수 = 0.2이다.)

  1. 30
  2. 35
  3. 25
  4. 40
(정답률: 알수없음)
  • 원추 클러치의 전동 토크와 축 방향 밀어붙이는 힘 사이의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{T}{\mu \times r_{avg} \times \sin \alpha}$ (축방향 힘 = 토크 / (마찰계수 × 평균반지름 × sin 원추반각))
    ② [숫자 대입] $F = \frac{20 \times 4500 \times 60 / (2 \pi \times 2000)}{0.2 \times 380 \times \sin 10^{\circ}}$
    ③ [최종 결과] $F = 35$ kgf
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58. 나란하지도 않고 만나지도 않는 두 축 사이에 동력을 전달 하는 데 사용할 수 없는 것은?

  1. 벨트
  2. 로우프
  3. 스크루기어
  4. 체인
(정답률: 알수없음)
  • 나란하지도 않고 만나지도 않는 두 축(엇갈린 축) 사이의 동력 전달에는 벨트, 로우프, 스크루기어가 사용될 수 있으나, 체인은 기본적으로 두 축이 평행할 때 사용합니다.
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59. 전동축을 가장 옳게 설명하는 것은?

  1. 주로 압축을 받는 축
  2. 주로 비틀림을 받으며 모양이나 치수가 정밀하고 작업을 하면서 동력을 전달하는 축
  3. 주로 비틀림과 굽힘 작용을 받으며 동력전달이 주목적인 축
  4. 축이 약간 휠수 있고 지장이 없이 회전할 수 있는 축
(정답률: 알수없음)
  • 전동축은 회전하면서 동력을 전달하는 기계 요소로, 회전 시 발생하는 비틀림 모멘트와 부품의 하중에 의한 굽힘 모멘트를 동시에 받는 것이 특징입니다.
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60. 10 PS를, 1000 rpm 으로 전달하는 40mm지름의 전동축에 5(b)× 4(h)× 22(ℓ)인 성크키이(Sunk key)를 사용할 때 키이에 발생하는 전단응력의 크기는?

  1. 약 1.63 Kgf/mm2
  2. 약 3.26 Kgf/mm2
  3. 약 6.07 Kgf/mm2
  4. 약 17.91 Kgf/mm2
(정답률: 알수없음)
  • 전동축의 전달 동력으로부터 토크를 구하고, 키의 전단 면적을 이용하여 전단응력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{T}{A \times r}$ (전단응력 = 토크 / (키 너비 × 길이 × 반지름))
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{10 \times 4500 \times 60}{2 \pi \times 1000 \times (5 \times 22) \times 20}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 3.26$ Kgf/mm²
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4과목: 철도차량공학

61. 연결완충기(드래프트 기어)의 요구 조건 중 하나는?

  1. 초압력이 커야 한다.
  2. 완충행정이 커야 한다.
  3. 소산성능(효율)이 낮아야 한다.
  4. 완충용량이 크고 흡수할 수 있는 에너지가 커야한다.
(정답률: 알수없음)
  • 연결완충기(드래프트 기어)가 차량의 충격을 효과적으로 흡수하기 위해 갖춰야 할 조건을 묻는 문제입니다. 충격 에너지를 충분히 흡수하여 차체와 승객을 보호해야 하므로 완충용량이 크고 흡수할 수 있는 에너지가 커야 합니다.
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62. 디젤전기 기관차의 주발전기 출력이 700 kw일 때 디젤기관의 견인마력은 몇 HP인가? (단, 주발전기효율은 93.8 % 이다.)

  1. 800
  2. 1000
  3. 1200
  4. 1400
(정답률: 알수없음)
  • 주발전기 출력과 효율을 이용하여 디젤기관의 견인마력을 구하는 문제입니다. 출력(kW)을 마력(HP)으로 환산하며, 효율을 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $HP = \frac{P}{0.746 \times \eta}$
    ② [숫자 대입] $HP = \frac{700}{0.746 \times 0.938}$
    ③ [최종 결과] $HP = 1000$
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63. 다음은 디젤기관에 대한 장단점이다. 올바른 것은?

  1. 비교적 인화성이 좋은 경유를 사용한다.
  2. 동일 출력의 가솔린 기관에 비해 형태가 작다.
  3. 압축비가 낮기 때문에 기동전동기가 작게 된다.
  4. 전기점화 장치가 필요하지 않다.
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관의 작동 원리와 특성을 묻는 문제입니다. 디젤기관은 압축 착화 방식이므로 가솔린 기관과 달리 전기점화 장치가 필요하지 않습니다.

    오답 노트
    경유: 인화성이 낮음
    형태: 가솔린 기관보다 큼
    압축비: 압축비가 높아 기동전동기가 커야 함
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64. 전.후동력 새마을 동차에 6개월 검수 사항은?

  1. 보조 발전기 커풀링 검수
  2. 보조기관 충전발전기 분해 검수
  3. 보조기관 시동전동기 분해 검수
  4. 정온기 분해 기능시험 및 교환
(정답률: 알수없음)
  • 전·후동력 새마을 동차의 주기적인 유지보수 항목을 묻는 문제입니다. 6개월 검수 주기에는 보조 발전기 커플링 검수가 수행되어야 합니다.
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65. 다음 중 기관의 형태가 645계가 아닌 디젤전기기관차는?

  1. 4100 호대
  2. 5000 호대
  3. 6000 호대
  4. 7000 호대
(정답률: 알수없음)
  • 디젤전기기관차의 호대별 기관 형태를 구분하는 문제입니다. 4100 호대는 645계 기관이 아닌 다른 형태의 기관을 탑재하고 있습니다.
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66. 8000 대 전기기관차의 축배치는?

  1. Co - Co
  2. Co - Co - Co
  3. Bo - Bo
  4. Bo - Bo - Bo
(정답률: 알수없음)
  • 8000대 전기기관차는 3개의 2축 보기(Bogie)가 배치된 구조를 가지고 있으며, 각 축이 독립적으로 구동되는 방식인 $\text{Bo-Bo-Bo}$ 축배치를 채택하고 있습니다.
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67. 내연기관의 사이클 중 최고온도와 최고압력이 일정할 때 열효율의 크기가 바르게 표기된 것은?

  1. 오토사이클＞디젤사이클＞사바데사이클
  2. 오토사이클＞사바데사이클＞디젤사이클
  3. 디젤사이클＞사바데사이클＞오토사이클
  4. 디젤사이클＞오토사이클＞사바데사이클
(정답률: 알수없음)
  • 최고온도와 최고압력이 동일한 조건일 때, 가열 방식에 따른 열효율은 정적 가열(오토) $\text{>} $ 정압 및 정적 가열(사바데) $\text{>} $ 정압 가열(디젤) 순으로 나타납니다.

    오답 노트
    디젤사이클: 정압 가열 방식으로 효율이 가장 낮음
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68. 다음은 피스톤 균열 원인이다. 맞지 않는 것은?

  1. 분사변에서 연료 유출 과다
  2. 피스톤 냉각유 공급 불량
  3. 냉각유관 구심 조정 불량
  4. 기관과열 상태 계속 운전
(정답률: 알수없음)
  • 피스톤 균열은 주로 열적 응력이나 냉각 불량으로 인해 발생합니다. 피스톤 냉각유 공급 불량, 냉각유관 구심 조정 불량, 기관과열 상태의 지속 운전은 모두 피스톤의 온도 상승을 유발하여 균열의 직접적인 원인이 되지만, 분사변에서 연료가 유출되는 것은 연소 불량이나 출력 저하의 원인이 될 뿐 피스톤 자체의 물리적 균열을 일으키는 직접적인 원인으로 보기는 어렵습니다.
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69. 견인전동기의 회전속도가 상승하면 어떤 현상이 발생하는 가?

  1. 발전기의 발생전압은 내려가고 전류는 증가된다.
  2. 후방전이가 일어난다.
  3. 주발전기와 견인전동기의 회로를 직렬에서 병렬연결로 자동적으로 바꿔진다.
  4. 주발전기의 출력이 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 견인전동기의 회전속도가 상승하면 역기전력이 증가하여 전류가 감소하게 됩니다. 이때 효율적인 속도 제어와 출력 유지를 위해 주발전기와 견인전동기의 회로 구성을 직렬에서 병렬연결로 자동 전환하여 전압을 높여주는 제어 방식이 적용됩니다.
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70. 전기동차의 기대 점착계수가 가장 큰 제어방식은?

  1. 저항 제어
  2. 전기자 초퍼제어
  3. 계자 초퍼 제어
  4. VVVF 인버터 제어
(정답률: 알수없음)
  • VVVF 인버터 제어 방식은 전압과 주파수를 동시에 정밀하게 제어할 수 있어, 모터의 토크를 최적으로 조절함으로써 바퀴가 헛도는 현상을 최소화하고 기대 점착계수를 극대화할 수 있는 가장 효율적인 제어 방식입니다.
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71. 새마을호 객차에 장착된 만형 대차의 특징이 아닌 것은?

  1. 볼스터가 없다.
  2. 차체는 4 개의 에어백에 의해 대차 위에 지지된다.
  3. 최대 주행속도는 150 km/h 이다.
  4. 센타 피봇트에도 일부 수직 하중이 작용된다.
(정답률: 알수없음)
  • 만형 대차는 볼스터가 없는 무볼스터 대차로, 차체가 4개의 에어백에 의해 지지되는 구조입니다. 이 구조에서는 수직 하중이 에어백에 의해 전적으로 지지되므로, 센타 피봇트에는 수직 하중이 작용하지 않고 회전 중심 역할만 수행합니다.
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72. 윤활유가 디젤기관 내부에서 행하는 기능에 관한 설명중 잘못 기술된 것은?

  1. 베어링면에서 유막을 형성하여 열을 흡수하고 마모를 감소 시킨다.
  2. 탄소 입자, 금속분말 등 불순한 미세입자를 포착하여 윤활유 여과기까지 운반 여과한다.
  3. 실린더 라이너 및 오일팬 등을 냉각시킨다.
  4. 피스톤과 실린더 벽면에서 피스톤링의 실링(Sealing)을 완전하도록 도와준다.
(정답률: 알수없음)
  • 윤활유는 마찰 감소, 불순물 제거, 기밀 유지(실링) 및 일부 냉각 작용을 수행합니다. 하지만 실린더 라이너와 오일팬의 주된 냉각은 윤활유가 아닌 냉각수(냉각 계통)가 담당하는 역할입니다.
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73. 다음은 동력식 제동방식이다. 옳지 않은 것은?

  1. 진공 브레이크
  2. 사이드 브레이크
  3. 공기 브레이크
  4. 전기 브레이크
(정답률: 알수없음)
  • 동력식 제동방식은 외부의 에너지원(공기압, 진공, 전기 등)을 이용하여 제동력을 증폭시키는 방식입니다. 진공 브레이크, 공기 브레이크, 전기 브레이크는 모두 동력을 이용하지만, 사이드 브레이크는 사람이 직접 손으로 조작하는 기계식 제동방식입니다.
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74. 차륜답면 찰상의 원인으로서 거리가 먼 것은?

  1. 제동력 과대로 활주
  2. 제동 완해불량
  3. 좌우 차륜직경 상이
  4. 주행속도의 과대
(정답률: 알수없음)
  • 차륜답면 찰상은 주로 제동 시 차륜과 레일 사이의 마찰 및 미끄럼(활주)으로 인해 발생합니다. 제동력 과대로 인한 활주, 제동 완해 불량, 좌우 차륜의 직경 차이로 인한 슬립 등이 주요 원인이 되지만, 단순히 주행속도가 빠른 것만으로는 찰상이 발생하지 않습니다.
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75. 디젤기관의 출력을 구하는 식으로 옳은 것은?(단, C는 4행정인 경우로 2, 2행정 기관인 경우 1, d=실린더내경 mm, S는 행정 mm, Z는 실린더 수, n는 회전수 rpm, Pm은 평균 유효압력 kg/cm2)

(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관의 출력은 실린더의 단면적, 행정, 회전수, 평균 유효압력 및 행정 사이클 수(C)를 고려하여 계산합니다.
    $$\frac{17.45 \times 10^{-10}}{C} \times Z \times d^{2} \times S \times n \times P_{m}$$
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76. 차축 베어링 중 고속용 객차에 알맞는 것은?

  1. 실린더리컬 베어링
  2. 스훼리컬 베어링
  3. 테이퍼 베어링
  4. 스러스트 베어링
(정답률: 알수없음)
  • 실린더리컬 베어링은 하중을 수직 방향으로 지지하며 마찰 저항이 적어, 고속 회전이 필요한 고속용 객차의 차축 베어링으로 가장 적합합니다.
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77. 철도차량용 냉매로 사용하고 있는 후레온-22의 증발열은? (단, kcal/kg)

  1. 40
  2. 80
  3. 328
  4. 539
(정답률: 알수없음)
  • 철도차량용 냉매로 사용되는 후레온-22의 특성상 증발열 값은 $40\text{ kcal/kg}$입니다.
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78. 디젤기관에서 연료분사 요건은?

  1. 온도
  2. 압력
  3. 분사밸브
  4. 무화(미립화)
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관은 압축 착화 방식이므로, 연료가 연소실 내에서 빠르게 연소되기 위해서는 연료가 아주 작은 입자로 쪼개져 공기와 잘 섞이는 무화(미립화) 과정이 필수적입니다.
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79. 냉동 사이클의 기본요소와 장치의 연결이 옳지 못한 것은 ?

  1. 열흡수장치 - 증발기(Evaporator)
  2. 압력증대장치 - 압축기(Compressor)
  3. 열제거장치 - 응축기(Condenser)
  4. 진공장치 - 팽창밸브, 모세관
(정답률: 알수없음)
  • 냉동 사이클의 팽창밸브와 모세관은 고압의 액체 냉매를 저압으로 낮추어 증발하기 쉽게 만드는 압력강하 장치입니다. 따라서 이를 진공장치라고 표현하는 것은 옳지 않습니다.
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80. DHC, PMC의 열차 냉방기에 대한 풍량이 옳지 않게 표현된 것은?

  1. condensing air : 84 CMM/set
  2. supply air : 42 CMM/set
  3. return air : 27 CMM/set
  4. fresh air : 15 CMM/set
(정답률: 알수없음)
  • DHC, PMC 열차 냉방기의 표준 풍량 규격에 따르면 condensing air의 풍량은 84 CMM/set가 아니므로 옳지 않은 표현입니다.
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5과목: 기계제작법

81. 수기 가공으로 수나사를 가공할 수 있는 공구는?

  1. 탭
  2. 다이스
  3. 바이스
  4. 바이트
(정답률: 알수없음)
  • 수기 가공 시 나사를 만드는 공구는 구분해서 암기하세요.

    오답 노트
    탭: 암나사 가공용
    바이스: 공작물 고정용
    바이트: 선반 가공용 절삭 공구
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82. 래핑의 특징에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 경면을 얻을 수 있다.
  2. 평면도, 진원도, 진직도 등 기하학적 정밀도가 높은 제품을 얻을 수 있다.
  3. 고도의 정밀가공은 숙련이 필요하다.
  4. 가공면에 랩제가 잔류하여 제품의 부식을 막아준다.
(정답률: 알수없음)
  • 래핑은 매우 고운 입자의 랩제를 사용하여 정밀한 표면을 얻는 가공법입니다. 가공 후 잔류하는 랩제는 오히려 제품의 부식을 유발하거나 오염원이 될 수 있으므로 반드시 깨끗이 제거해야 합니다.
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83. 이음매 없는 강관을 제조하는 방법으로 적합하지 않는 가공법은?

  1. 만네스만 압연(mannesmann rolling)
  2. 인발(drawing)
  3. 압출(extrusion)
  4. 맞대기 심 용접(seam welding)
(정답률: 알수없음)
  • 이음매 없는 강관(Seamless Pipe)은 용접 없이 제조하는 관을 말합니다. 맞대기 심 용접은 강판을 말아 접합 부위를 용접하는 방식이므로 이음매가 존재하는 용접 강관 제조법에 해당합니다.
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84. 그림과 같은 테이퍼 (Taper)를 가공할 때, 심압대의 편위량은 얼마인가?

  1. 1 mm
  2. 1.25 mm
  3. 1.5 mm
  4. 2.5 mm
(정답률: 알수없음)
  • 테이퍼 가공 시 심압대의 편위량은 가공 길이와 양 끝단 지름의 차이를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{편위량} = \frac{D - d}{2} \times \frac{L}{l}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{편위량} = \frac{10 - 8}{2} \times \frac{80}{100}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{편위량} = 0.8$$
    ※ 제시된 정답 1.25 mm는 일반적인 편위량 공식 결과와 상이하나, 공식 지정 정답을 따릅니다.
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85. 상품명에서 이름 지어진 링컨 용접법(Lincoln weld)은 어떤 용접을 말하는가?

  1. 탄산(CO2)가스 아크 용접
  2. 서브머지드 아크 용접
  3. 스터드 용접
  4. 일렉트로 슬랙 용접
(정답률: 알수없음)
  • 링컨 용접법(Lincoln weld)은 용접봉과 모재가 알갱이 형태의 플럭스 속에 잠겨서 진행되는 서브머지드 아크 용접의 상품명에서 유래한 명칭입니다.
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86. 큐폴러(Cupola)의 크기는 무엇으로 표시하는가?

  1. 1회에 용해하는데 사용된 코우크스의 양
  2. 1회에 용해할 수 있는 철의 양
  3. 1시간당 용해되는 철의 무게를 ton 으로 표시 한 것
  4. 시간당 송풍량
(정답률: 알수없음)
  • 큐폴러의 크기(용량)는 생산 능력을 기준으로 하며, 일반적으로 1시간당 용해할 수 있는 철의 무게를 ton 단위로 표시하여 나타냅니다.
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87. 단면감소율, 다이의 각도, 윤활법, 역장력 등을 그 인자(因子)로 하는 소성가공법은?

  1. 압축가공
  2. 스피닝
  3. 인발가공
  4. 압출가공
(정답률: 알수없음)
  • 인발가공은 재료를 다이(Die) 구멍으로 강제로 끌어당겨 단면을 줄이는 소성가공법으로, 단면감소율, 다이 각도, 윤활 상태, 역장력 등이 가공 품질에 영향을 주는 핵심 인자입니다.
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88. CNC선반의 절삭 이송시 G 기능 중 G01이 갖는 의미는?

  1. 위치결정
  2. 직선보간
  3. 원호보간
  4. 나사절삭
(정답률: 알수없음)
  • CNC 선반에서 G01 코드는 지정된 직선 경로를 따라 일정한 이송 속도로 이동하는 직선보간을 의미합니다.

    오답 노트
    위치결정: G00
    원호보간: G02, G03
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89. 방전가공시 전극(가공공구) 재질로 사용되지 않는 것은?

  1. 황동
  2. 텅스텐
  3. 구리
  4. 알루미늄
(정답률: 알수없음)
  • 방전가공 전극은 전기 전도성이 좋고 내마모성이 높은 재질을 사용해야 합니다. 황동, 텅스텐, 구리는 전극 재료로 널리 사용되지만, 알루미늄은 가공 정밀도와 내마모성 문제로 인해 일반적인 전극 재질로 사용되지 않습니다.
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90. 피복아크 용접봉 홀더에서 KS규격의 종류가 아닌 것은?

  1. 125호
  2. 160호
  3. 180호
  4. 200호
(정답률: 알수없음)
  • KS 규격의 피복아크 용접봉 홀더 종류에는 125호, 160호, 200호 등이 정의되어 있으며, 180호는 규격에 포함되지 않습니다.
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91. 연삭비(grinding ratio)를 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 연삭비(Grinding Ratio)는 입자 하나가 마모되어 없어지기 전까지 깎아낸 칩의 체적과 숯돌의 마모된 체적의 비율을 의미합니다.
    따라서 정답은 입니다.
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92. 두께 5mm의 연강판에 직경 10mm의 펀칭 작업을 하는 데 크랭크 프레스 램의 속도가 10m/min 이라면 이 때 프레스에 공급되어야 할 동력은 약 몇 PS 인가?(단, 연강판의 전단강도는 30kgf/mm2 이고 프레스의 기계적 효율은 80%이다.)

  1. 13.1
  2. 9.7
  3. 15.5
  4. 11.3
(정답률: 알수없음)
  • 펀칭 작업에 필요한 전단 하중을 구한 뒤, 램의 속도와 기계적 효율을 고려하여 필요한 동력을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = \frac{F \times v}{60 \times 75 \times \eta}$$
    (단, $F = \pi \times d \times t \times \tau$)
    ② [숫자 대입]
    $$F = 3.14 \times 10 \times 5 \times 30 = 4710 \text{ kgf}$$
    $$P = \frac{4710 \times 10}{60 \times 75 \times 0.8}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 13.1 \text{ PS}$$
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93. 기계재료의 가공성들에 대한 용어 중에서 적당치 않은 것은?

  1. 탄성
  2. 단조
  3. 절삭성
  4. 접합성
(정답률: 알수없음)
  • 가공성은 재료를 원하는 모양으로 만들기 쉬운 정도를 나타내는 성질(단조성, 절삭성, 접합성 등)을 말합니다. 반면 탄성은 외력을 제거했을 때 원래 상태로 돌아가려는 재료 고유의 기계적 성질이므로 가공성에 해당하지 않습니다.
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94. 다음 각각의 측정기에 대한 설명이 옳은 것은?

  1. 옵티컬 플랫은 표면 거칠기를 측정하는 것이다.
  2. 옵티컬 플랫으로 측정검사할 때 평행하게 나타나는 간섭무늬가 적을수록 평면도가 좋다.
  3. 수준기는 물을 봉입한 유리관 안에 작은 기포를 남겨둔 것으로 수평도을 알아보는 측정기이다.
  4. 사인바로 각도를 금긋기 할때 블록게이지의 높이 이다. L은 사인바의 길이 이다.
(정답률: 알수없음)
  • 옵티컬 플랫을 이용한 평면도 측정 시, 간섭무늬의 개수가 적을수록 측정면과 기준면의 오차가 작다는 것을 의미하므로 평면도가 더 좋다고 판단합니다.

    오답 노트
    옵티컬 플랫: 표면 거칠기가 아닌 평면도를 측정하는 도구입니다.
    수준기: 물이 아닌 알코올이나 에테르 등을 봉입하여 사용합니다.
    사인바: 높이 공식은 $H = L \sin \theta$ 입니다.
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95. TTT선도에서 Mf점과 Ms점 사이 100~200℃ 정도에서 담금질을 하여 항온변태를 행하는 방법은?

  1. 오스템퍼(austemper)
  2. 마르템퍼(martemper)
  3. 마르퀀칭(marquenching)
  4. 계단 담금질(interrupted quenching)
(정답률: 알수없음)
  • 마르템퍼는 $M_s$점과 $M_f$점 사이의 온도 영역에서 항온 유지하여 마르텐사이트 변태 시 발생하는 내부 응력과 변형을 최소화하는 열처리 방법입니다.

    오답 노트
    오스템퍼: 베이나이트 조직을 얻기 위해 $M_s$점보다 높은 온도에서 항온 변태시키는 방법
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96. 버니어 캘리퍼스는 일반적으로 부척의 한 눈금이 본척의 n-1개의 눈금을 n등분한 것이다. 본척의 한 눈금이 A라고하면 읽을 수 있는 최소 치수는?

  1. nA
(정답률: 알수없음)
  • 버니어 캘리퍼스의 최소 읽기 치수는 본척의 한 눈금과 부척의 한 눈금의 차이로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{최소 치수} = A - \frac{(n-1)A}{n}$
    ② [숫자 대입] $\text{최소 치수} = \frac{nA - (n-1)A}{n}$
    ③ [최종 결과] $\text{최소 치수} = \frac{A}{n}$
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97. 스플라인 구멍(보스)의 홈을 가공하거나 복잡한 형상의 구멍을 정확하게 가공할 수 있고, 다량 생산을 위하여 사용되는 공작기계는?

  1. 보링머신
  2. 슬러팅 머신
  3. 브로칭 머신
  4. 펠로즈 기어 셰이퍼
(정답률: 알수없음)
  • 브로칭 머신은 브로치라는 다날 공구를 사용하여 스플라인 구멍이나 복잡한 형상의 내면을 한 번의 행정으로 정밀하게 가공할 수 있어 다량 생산에 매우 효율적인 공작기계입니다.
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98. 소성변형이 비교적 잘되는 금속재료를 상온 또는 고온에서 회전하는 롤 사이로 통과시켜 여러 가지의 판재, 형재, 관재 등의 소재를 만드는 가공법은?

  1. 압출
  2. 압인
  3. 압연
  4. 단조
(정답률: 알수없음)
  • 압연은 금속 재료를 회전하는 두 개의 롤 사이로 통과시켜 압축함으로써 두께를 줄이거나 형상을 만드는 가공법입니다. 이를 통해 판재, 형재, 관재 등을 생산합니다.

    오답 노트
    압출: 밀어내어 단면 형상을 만듦
    압인: 금형 사이로 밀어 넣어 가늘게 만듦
    단조: 두드려서 모양을 만듦
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99. 강철주물용 주물사의 주성분은?

  1. Aℓ203
  2. SiO2
  3. Mg0
  4. Fe03
(정답률: 알수없음)
  • 강철주물용 주물사는 내화도가 높고 융점이 높은 재료가 필요하며, 일반적으로 규사(Silica)가 주성분으로 사용됩니다. 따라서 주성분은 $SiO_{2}$입니다.
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100. 담금질한 강철을 적당한 온도로 A1 변태점 이하에서 인성을 증가시키는 조작은?

  1. 뜨임
  2. 풀림
  3. 불림
  4. 항온열처리
(정답률: 알수없음)
  • 뜨임은 담금질한 강철을 $A_1$ 변태점 이하의 온도로 재가열하여 템퍼링함으로써, 담금질로 인해 생긴 과도한 경도와 취성을 줄이고 인성을 부여하는 열처리 공정입니다.

    오답 노트
    풀림: 결정립 미세화 및 내부 응력 제거
    불림: 조직의 균질화 및 기계 가공성 개선
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