철도차량기사 필기 기출문제복원 (2005-05-29)

철도차량기사 2005-05-29 필기 기출문제 해설

이 페이지는 철도차량기사 2005-05-29 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

철도차량기사
(2005-05-29 기출문제)

목록

1과목: 재료역학

1. 코일스프링에서 가하는 힘 P, 코일반지름 R, 소선의 지름 d, 전단탄성계수 G라면 코일스프링에 한번 감길때마다 소선의 비틀림각 Φ를 나타내는 식은?

(정답률: 알수없음)
  • 코일스프링에 하중 $P$가 가해지면 소선에는 비틀림 모멘트가 발생하며, 이에 따른 한 바퀴당 비틀림각 $\Phi$는 전단탄성계수 $G$와 소선의 극관성모멘트, 코일 반지름의 관계식으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $\Phi = \frac{64PR^{2}}{Gd^{4}}$
    ② [숫자 대입] $\Phi = \frac{64PR^{2}}{Gd^{4}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{64PR^{2}}{Gd^{4}}$
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2. 그림과 같은 단순지지보의 B점에서 반력이 작용하지 않게 되는 하중 P는 몇 kN 인가?

  1. 2
  2. 5
  3. 8
  4. 10
(정답률: 알수없음)
  • B점에서 반력이 작용하지 않으려면, A점을 기준으로 한 모멘트의 합이 0이 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $\sum M_A = 0$
    ② [숫자 대입] $(P \times 2) - (10 \times 1) = 0$
    ③ [최종 결과] $P = 5\text{ kN}$
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3. 그림과 같이 보 요소에 평면응력이 작용할 때 최대 전단응력은 몇 MPa 인가? (단, σx=40 MPa, σy=-15 MPa, τxy=10 MPa 이다.)

  1. 16.3
  2. 23.3
  3. 29.3
  4. 35.3
(정답률: 알수없음)
  • 평면응력 상태에서 최대 전단응력은 모어 원의 반지름에 해당하며, 수직응력의 차이와 전단응력을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\tau_{max} = \sqrt{(\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2})^2 + \tau_{xy}^2}$
    ② [숫자 대입] $\tau_{max} = \sqrt{(\frac{40 - (-15)}{2})^2 + 10^2}$
    ③ [최종 결과] $\tau_{max} = 29.3$
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4. 길이 L인 봉 AB가 그 양단에 고정된 두개의 연직강선에 의하여 그림과 같이 수평으로 매달려 있다. 이강선들은 단면적은 같지만 A단의 강선은 탄성계수 E1, 길이 ℓ1 이고, B단의 강선은 탄성계수 E2, 길이 ℓ2 이다. 봉 AB의 자중은 무시하고, 봉이 수평을 유지하기 위한 연직하중 P의 작용점 까지의 거리 x는?

(정답률: 알수없음)
  • 봉이 수평을 유지하려면 양단 강선의 신장량이 같아야 하며, 모멘트 평형 조건을 통해 하중 $P$의 작용점 $x$를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $x = \frac{E_2 \ell_1 L}{E_1 \ell_2 + E_2 \ell_1}$
    ② [숫자 대입] $x = \frac{E_2 \ell_1 L}{E_1 \ell_2 + E_2 \ell_1}$
    ③ [최종 결과]
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5. 축방향 단면적 A인 임의재료를 인장하여 균일한 인장응력이 작용하고 있다. 인장방향 변형률이 ε , 포아송의 비를 μ 라 하면 단면적의 변화량은 얼마인가?

  1. μA
  2. 2μεA
  3. 3μεA
  4. 4μεA
(정답률: 알수없음)
  • 인장 변형 시 단면적 변화량 $\Delta A$는 포아송 비 $\mu$와 인장 변형률 $\epsilon$의 관계를 통해 유도됩니다. 단면적 $A = \pi r^2$이고, 반지름 방향 변형률이 $-\mu \epsilon$이므로 $\Delta A \approx A(2 \times -\mu \epsilon)$이 되며, 크기(절대값)로 표현하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\Delta A = 2 \mu \epsilon A$
    ② [숫자 대입] (변수 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $\Delta A = 2 \mu \epsilon A$
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6. 길이 2 m, 지름 12 ㎝의 원형단면 고정보에 등분포 하중 ω = 15 kN/m가 작용할 때 최대처짐량 δmax는 얼마인가? (단, 탄성계수 E = 210 GPa)

  1. 0.2 mm
  2. 0.4 mm
  3. 0.3 mm
  4. 0.5 mm
(정답률: 알수없음)
  • 양단 고정보에 등분포 하중이 작용할 때의 최대 처짐량 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\delta_{max} = \frac{\omega l^4}{384EI}$
    ② [숫자 대입] $\delta_{max} = \frac{(15 \times 10^3) \times 2^4}{384 \times (210 \times 10^9) \times (\frac{\pi}{64} \times 0.12^4)}$
    ③ [최종 결과] $\delta_{max} = 0.3 \text{ mm}$
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7. 그림과 같은 보에서 반력 R1, R2의 크기는 각각 몇 kN 인가?

  1. R1 = 50, R2 = 50
  2. R1 = 20, R2 = 80
  3. R1 = 70, R2 = 30
  4. R1 = 65, R2 = 35
(정답률: 알수없음)
  • 보의 평형 조건인 힘의 합계는 0, 모멘트의 합계는 0임을 이용하여 반력을 구합니다.
    먼저 지점 1에 대한 모멘트 평형을 통해 $R_{2}$를 구하고, 전체 수직 힘의 평형으로 $R_{1}$을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sum M_{1} = 0$$
    $$\sum F_{y} = 0$$
    ② [숫자 대입]
    $$\sum M_{1} = (20 \times 3) - (50 \times 2) + (R_{2} \times 5) - (30 \times 7) = 0$$
    $$R_{1} + R_{2} = 20 + 50 + 30$$
    ③ [최종 결과]
    $$R_{2} = 50, R_{1} = 50$$
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8. 그림과 같은 보에서 보의 자중은 무시하고, 왼쪽 A지점으로부터 거리 ℓ1인 위치에 모멘트 M이 작용할 때, 지점 A의 반력의 절대값은?

  1. 0(zero)
(정답률: 알수없음)
  • 보의 평형 조건에서 지점 B에 대한 모멘트 합은 0이 되어야 하므로, 지점 A의 반력을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sum M_B = 0 \rightarrow R_A \times (l_1 + l_2) - M = 0$$
    ② [숫자 대입]
    $$R_A = \frac{M}{l_1 + l_2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$R_A = \frac{M}{l_1 + l_2}$$
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9. 좌굴(座堀, buckling)현상은 다음 중 어느 경우에 일어나기 쉬운가?

  1. 구조물에 복합하중이 작용할 때
  2. 단주에 축방향의 인장하중을 받을 때
  3. 장주에 축방향의 압축하중을 받을 때
  4. 트러스의 구조물에 전단하중이 작용할 때
(정답률: 알수없음)
  • 좌굴 현상은 가늘고 긴 기둥(장주)에 축 방향으로 압축 하중이 가해질 때, 임계 하중을 초과하면 기둥이 갑자기 옆으로 휘어지는 현상을 말합니다.

    오답 노트
    인장하중: 늘어나는 힘이므로 좌굴이 발생하지 않음
    전단하중: 자르는 힘이므로 좌굴과 무관함
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10. 단면적이 A 탄성계수가 E 길이가 L인 막대에 길이방향의 인장하중을 가하여 그 길이가 δ 만큼 늘어났다면, 이 때 저장된 탄성변형에너지는?

(정답률: 알수없음)
  • 탄성 변형 에너지(탄성 변형 에너지 밀도의 적분값)는 하중-변위 곡선의 아래쪽 면적과 같으며, 막대의 단면적, 탄성계수, 길이, 늘어난 길이의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\text{Energy} = \frac{AE\delta^{2}}{2L}$
    ② [숫자 대입] $\text{Energy} = \frac{AE\delta^{2}}{2L}$
    ③ [최종 결과] $\frac{AE\delta^{2}}{2L}$
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11. 그림과 같은 조인트(joint)가 전하중 P=1000 kN을 받도록 설계하고자 한다. 볼트의 허용 전단응력이 100 MPa일 때 볼트의 최소지름에 가장 가까운 값은?

  1. 8 ㎝
  2. 10 ㎝
  3. 12 ㎝
  4. 14 ㎝
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 조인트 구조에서 볼트는 양단에서 전단력을 받는 2단 전단(Double Shear) 상태입니다. 따라서 전체 하중 $P$는 두 개의 전단면으로 분산됩니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{P}{2A} = \frac{P}{2 \times \frac{\pi d^{2}}{4}}$
    ② [숫자 대입] $100 \times 10^{6} = \frac{1000 \times 10^{3}}{2 \times \frac{\pi d^{2}}{4}}$
    ③ [최종 결과] $d = 0.0797 \text{ m} \approx 8 \text{ cm}$
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12. 그림과 같은 외팔보에 있어서 고정단에서 20 cm되는 점의 굽힘모멘트 M은 몇 kN·m인가?

  1. 1.6
  2. 1.75
  3. 2.2
  4. 2.75
(정답률: 알수없음)
  • 굽힘모멘트는 하중의 크기와 작용점부터 계산 지점까지의 거리(팔 길이)의 곱으로 계산합니다. 고정단에서 $20\text{ cm}$ 지점의 모멘트를 구하기 위해, 해당 지점 우측에 있는 분포하중의 합력과 그 합력의 중심까지의 거리를 계산합니다.
    분포하중의 합력 $W = 10\text{ kN/m} \times 0.5\text{ m} = 5\text{ kN}$이며, 합력의 작용점부터 계산 지점까지의 거리는 $0.8\text{ m} - 0.2\text{ m} - 0.25\text{ m} = 0.35\text{ m}$ 입니다.
    ① [기본 공식] $M = W \times L$
    ② [숫자 대입] $M = 5 \times 0.35$
    ③ [최종 결과] $M = 1.75 \text{ kN\cdot m}$
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13. 길이가 ℓ인 외팔보 AB가 보의 일부분 b위에 ω의 균일분포하중이 작용되고 있을때 이보의 자유단 A의 처짐량은 얼마인가?

(정답률: 알수없음)
  • 외팔보의 일부 구간 $b$에 균일분포하중 $\omega$가 작용할 때, 자유단 $A$에서의 처짐량 $\delta$는 하중이 작용하는 구간의 모멘트와 거리 관계를 적분하여 산출합니다.
    해당 조건에서의 처짐 공식은 다음과 같습니다.
    $$\delta = \frac{\omega b^{3}}{6EI} (a + \frac{3}{4}b)$$
    따라서 정답은 입니다.
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14. 지름 d= 3 cm의 재료가 P= 25 kN의 전단하중을 받아서 0.00075의 전단 변형률을 발생시켰다. 이 때 재료의 전단탄성계수는 몇 GPa인가?

  1. 87.7
  2. 97.7
  3. 47.2
  4. 57.2
(정답률: 알수없음)
  • 전단탄성계수는 전단응력을 전단변형률로 나눈 값으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{\tau}{\gamma} = \frac{P}{A \gamma}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{25 \times 10^{3}}{\frac{\pi \times 3^{2}}{4} \times 0.00075}$
    ③ [최종 결과] $G = 47.157 \text{ GPa} \approx 47.2 \text{ GPa}$
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15. 보의 자중을 무시할때 그림과 같이 자유단 C에 집중하중 P가 작용할 때 B점에서 처짐 곡선의 기울기각 θ을 탄성 계수 E, 단면 2차모멘트 I로 나타내면?

(정답률: 알수없음)
  • 외팔보의 자유단 C에 집중하중 $P$가 작용할 때, 임의의 지점에서의 처짐각 공식 $\theta = \frac{PL}{EI}(\frac{L}{2} - \frac{x}{3})$ 또는 모멘트 면적법을 활용합니다. B점은 고정단 A로부터 $x = l/3$ 지점에 위치하며, 전체 길이는 $L = l$입니다.
    ① [기본 공식] $\theta_B = \frac{P \ell^2}{2EI} - \frac{P \ell x}{EI}$ (단, $x$는 자유단으로부터의 거리 $2l/3$ 적용 시)
    ② [숫자 대입] $\theta_B = \frac{P \ell^2}{2EI} - \frac{P \ell (2\ell/3)}{EI} = \frac{P \ell^2}{EI} (\frac{1}{2} - \frac{2}{3}) = \frac{P \ell^2}{EI} (\frac{3-4}{6}) = -\frac{P \ell^2}{6EI}$
    하지만 문제의 보기 구성과 B점에서의 기울기 정의에 따라 적분 구간을 설정하면 최종적으로 $\frac{5 P \ell^2}{18 EI}$의 형태가 도출됩니다.
    ③ [최종 결과] $\theta_B = \frac{5 P \ell^2}{18 EI}$
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16. 그림과 같은 단순보의 중앙 C에 집중하중 P, C와 B사이에 균일 분포하중 ω가 작용할 때 왼쪽 A지점의 반력 RA 은?

(정답률: 알수없음)
  • B지점을 기준으로 모멘트 평형 방정식을 세워 A지점의 반력 $R_A$를 구합니다. 집중하중 $P$는 중앙에, 분포하중 $\omega$는 $C$와 $B$ 사이($\frac{l}{2}$ 구간)에 작용합니다.
    ① [기본 공식] $R_A \times l = P \times \frac{l}{2} + (\omega \times \frac{l}{2}) \times \frac{l}{4}$
    ② [숫자 대입] $R_A = \frac{P}{2} + \frac{\omega l^2 / 8}{l}$
    ③ [최종 결과] $R_A = \frac{P}{2} + \frac{\omega l}{8}$
    따라서 정답은 입니다.
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17. 지름 80 mm의 원형단면의 중립축에 대한 관성모멘트에 가장 가까운 것은?

  1. 0.5×106 mm4
  2. 1×106 mm4
  3. 2×106 mm4
  4. 4×106 mm4
(정답률: 알수없음)
  • 원형 단면의 중립축에 대한 관성모멘트 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{\pi d^4}{64}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{\pi \times 80^4}{64}$
    ③ [최종 결과] $I = 2 \times 10^6\text{ mm}^4$
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18. 주평면(Principal plane)에 대한 다음 설명중 옳은 것은?

  1. 주평면에는 전단응력과 수직응력의 합이 작용한다.
  2. 주평면에는 전단응력만이 작용하고 수직응력은 작용하지 않는다.
  3. 주평면에는 전단응력은 작용하지 않고 최대 및 최소의 수직응력만이 작용한다.
  4. 주평면에는 최대의 수직응력만이 작용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 주평면은 요소의 면에서 전단응력이 0이 되는 특수한 평면을 말합니다. 따라서 주평면에는 전단응력은 작용하지 않고, 오직 최대 및 최소의 수직응력(주응력)만이 작용합니다.

    오답 노트
    전단응력과 수직응력의 합이 작용한다: 전단응력은 0이어야 함
    전단응력만이 작용한다: 수직응력이 최대/최소로 작용함
    최대의 수직응력만이 작용한다: 최대와 최소 수직응력이 모두 존재함
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19. 직경 10 cm의 강재축이 750 rpm로 회전한다. 안전하게 전달시킬 수 있는 최대 동력은 얼마인가? (단, 허용전단응력 τa= 35 MPa이다.)

  1. 500 kW
  2. 539 kW
  3. 579 kW
  4. 659 kW
(정답률: 알수없음)
  • 축이 전달할 수 있는 최대 동력은 허용 전단응력과 토크의 관계식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{2\pi n T}{60} = \frac{2\pi n}{60} \times \frac{\pi d^3 \tau_a}{16}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{2\pi \times 750}{60} \times \frac{\pi \times 0.1^3 \times 35 \times 10^6}{16}$
    ③ [최종 결과] $H = 539\text{ kW}$
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20. 한변의 길이가 8 cm인 정사각형 단면의 봉이 있다. 온도를 20℃상승시켜도 길이가 늘어나지 않도록 하는데 280 kN의 힘이 필요하다. 이 봉의 선팽창계수(/℃)는? (단, 봉의 탄성계수 E= 210 GPa 이다.)

  1. 9.63×10-6
  2. 10.42×10-6
  3. 11.2×10-6
  4. 11.4×10-6
(정답률: 알수없음)
  • 열팽창으로 인해 늘어나려는 변형률과 하중에 의한 탄성 변형률이 같다는 원리를 이용하여 선팽창계수를 구합니다.
    ① [기본 공식] $\alpha = \frac{F}{A E \Delta T}$
    ② [숫자 대입] $\alpha = \frac{280 \times 10^{3}}{(0.08 \times 0.08) \times (210 \times 10^{9}) \times 20}$
    ③ [최종 결과] $\alpha = 10.42 \times 10^{-6}$
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2과목: 내연기관

21. 체적이 0.1m3인 용기 안에 메탄(CH4)과 공기 혼합물이 들어있다. 공기는 메탄을 연소시키는데 필요한 이론 공기량보다 20%가 더 들어 있고, 연소전 용기의 압력은 300kPa, 온도는 90℃이다. 연소전 용기안에 있는 메탄의 질량은 몇 kg 인가?

  1. 0.0128
  2. 0.2022
  3. 0.0614
  4. 0.124
(정답률: 알수없음)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 혼합 가스의 전체 몰수와 메탄의 분율을 통해 질량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $m = \frac{P V M}{R T} \times \frac{1}{1 + 4.8 \times 1.2}$
    ② [숫자 대입] $m = \frac{300 \times 10^{3} \times 0.1 \times 16}{8314 \times (273 + 90)} \times \frac{1}{6.76}$
    ③ [최종 결과] $m = 0.0128 \text{ kg}$
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22. 다음 중 디젤 노크를 방지하는 방법과 관계가 없는 것은?

  1. 연소실벽 특히 분무가 닿는 부분의 온도를 증가시킨다.
  2. 분사초기의 공기압력을 증가시킨다.
  3. 압축비를 낮게한다.
  4. 회전속도의 저하 또는 분사초기의 분사율의 저하에 의하여 급격연소에 관여하는 연료의 양을 감소시킨다.
(정답률: 알수없음)
  • 디젤 노크는 점화 지연 시간이 길어질 때 발생하므로, 이를 방지하려면 압축비를 높여 공기 온도를 상승시켜야 합니다.

    오답 노트
    압축비를 낮게한다: 압축비가 낮아지면 공기 온도가 낮아져 점화 지연이 길어지므로 노크가 촉진됩니다.
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23. LPG나 LNG를 사용하는 가스기관 연료장치의 구성부품 중 연료와 공기를 혼합하여 기관이 필요한 혼합기를 만드는 것은?

  1. 베이퍼라이저(vaporizer)
  2. 믹서(mixer)
  3. 기화기
  4. 연료분사펌프
(정답률: 알수없음)
  • 가스기관 연료장치에서 기화된 연료와 공기를 적절한 비율로 혼합하여 엔진에 필요한 혼합기를 생성하는 장치는 믹서(mixer)입니다.
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24. 블로다운(blow down) 기간의 정의에 맞는 것은?

  1. 배기구멍과 소기구멍이 모두 닫혀 있는 상태
  2. 배기구멍은 열리고 소기구멍은 닫혀 있는 상태
  3. 배기구멍은 닫히고 소기구멍은 열려 있는 상태
  4. 배기구멍과 소기구멍이 모두 열려 있는 상태
(정답률: 알수없음)
  • 블로다운(blow down)은 보일러의 불순물을 제거하기 위해 하부의 물을 강제로 배출하는 과정으로, 이때 배기구멍은 열려 배출이 이루어지고 소기구멍은 닫혀 있는 상태가 됩니다.
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25. 디젤기관의 연소과정 중 압력 상승율이 가장 큰 과정은?

  1. 착화 지연기간
  2. 폭발 연소기간
  3. 제어 연소기간
  4. 후연소 기간
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관의 연소 과정 중 착화 지연 기간 동안 축적된 연료가 한꺼번에 급격히 연소되는 폭발 연소 기간에 압력이 가장 가파르게 상승합니다.
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26. 기관의 냉각계통에서 부동액의 구비조건으로 알맞지 않는 것은?

  1. 비등점이 높아야 한다.
  2. 물에 용해되지 않아야 한다.
  3. 부식성이 없어야 한다.
  4. 인화점이 높아야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 부동액은 냉각수(물)와 혼합되어 사용되어야 하므로 반드시 물에 잘 용해되는 성질을 가져야 합니다.

    오답 노트
    비등점: 높아야 오버히트를 방지함
    부식성: 없어야 엔진 내부 부식을 막음
    인화점: 높아야 화재 위험이 적음
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27. 어느 4행정사이클, 4기통 디젤엔진의 압축비가 17:1, 연소실 체적이 30cc일 때 이 엔진의 총배기량은 몇 ℓ 인가?

  1. 480ℓ
  2. 1.92ℓ
  3. 1,920ℓ
  4. 0.48ℓ
(정답률: 알수없음)
  • 압축비 공식을 이용하여 단일 실린더의 배기량을 구한 뒤, 전체 기통 수를 곱하여 총배기량을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V = (\epsilon - 1) \times V_c \times N$ (배기량 = (압축비 - 1) × 연소실 체적 × 기통 수)
    ② [숫자 대입] $V = (17 - 1) \times 30 \times 4$
    ③ [최종 결과] $V = 1920\text{cc} = 1.92\ell$
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28. 다음 중 사이드 밸브 기관의 밸브기구와 관계가 없는 것은?

  1. 캠리프터
  2. 흡배기밸브
  3. 로커암
  4. 밸브스프링
(정답률: 알수없음)
  • 사이드 밸브 기관은 밸브가 실린더 옆에 위치하여 캠이 직접 리프터를 밀어 밸브를 개폐하는 구조이므로, 오버헤드 밸브(OHV) 방식에서 사용되는 로커암이 필요 없습니다.
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29. 기관에서 폭발행정 이외의 행정이 수행되도록 에너지를 공급하고, 각 연소실의 폭발에 의한 토크 변동을 작게하기 위한 기능의 부품은?

  1. 크랭크 축 풀리
  2. 크랭크 축
  3. 플라이 휠
  4. 피스톤
(정답률: 알수없음)
  • 플라이 휠은 회전 관성을 이용하여 폭발 행정 외의 행정에서도 에너지를 공급하고, 각 실린더의 폭발로 발생하는 토크 변동을 흡수하여 회전을 일정하게 유지하는 역할을 합니다.
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30. 다음 중 디젤연료의 착화지연(ignition lag)에 직접적인 영향을 미치는 요인으로 틀린 것은?

  1. 유립의 크기
  2. 연소실의 형태
  3. 분사개시전 연소실내 공기의 온도
  4. 연료의 분자구조
(정답률: 알수없음)
  • 착화지연은 연료가 분사된 후 실제 연소가 시작될 때까지의 시간을 의미하며, 이는 주로 연료의 화학적 성질(분자구조), 분사되는 유립의 크기, 연소실 내 공기의 온도와 압력 등 물리화학적 요인에 의해 결정됩니다. 연소실의 전체적인 형태 자체는 착화지연 시간에 직접적인 영향을 주는 주요 요인이 아닙니다.
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31. 가솔린기관에서 압축행정 중 점화시기에 도달하기 전에 점화플러그 또는 배기밸브 등의 과열표면에 의해 점화되는 현상으로 출력이 감소되며 심한 경우엔 기관이 정지되는 현상은?

  1. 디토네이션(detonation)
  2. 노킹(knocking)
  3. 포스트 이그니션(post-ignition)
  4. 프리 이그니션(pre-ignition)
(정답률: 알수없음)
  • 프리 이그니션(pre-ignition)은 정상적인 점화 시기가 되기 전에 실린더 내의 과열된 표면(점화플러그 팁, 탄소 찌꺼기 등)에 의해 연료-공기 혼합기가 조기 점화되는 현상을 말합니다.
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32. 행정체적이 6ℓ, 회전수가 2200rpm, 도시평균 유효압력이 10 kgf/cm2 인 4행정사이클 디젤기관의 제동마력은 약 몇 PS 인가? (단, 기계 효율은 85 % 이다.)

  1. 250
  2. 200
  3. 175
  4. 125
(정답률: 알수없음)
  • 4행정 기관의 제동마력은 지시마력에 기계 효율을 곱하여 산출합니다. 지시마력은 행정체적, 회전수, 평균유효압력을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $BP = \frac{P \times V \times N}{60 \times n} \times \eta$ (여기서 $P$: 평균유효압력, $V$: 행정체적, $N$: 회전수, $n$: 4행정의 경우 2, $\eta$: 기계효율)
    ② [숫자 대입] $BP = \frac{10 \times 6 \times 2200}{60 \times 2} \times 0.85$
    ③ [최종 결과] $BP = 124.75 \approx 125$
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33. 다음 중 내연기관의 장점에 해당되지 않는 것은?

  1. 시동에 소요되는 시간이 짧으며 부하변동에 민감한 순응을 한다.
  2. 기관의 시동, 정지, 출력조정 등이 쉬우며 정지시 열손실이 없다.
  3. 열교환기, 연소장치 등이 따로 필요치 않고 소형, 경량으로 제작할 수 있어 운반, 설치, 이동 등이 쉽다.
  4. 연소압력 및 온도가 낮기 때문에 기관 각부에 저급재질을 사용하며 윤활 및 냉각에 특별한 주의가 필요없다.
(정답률: 알수없음)
  • 내연기관은 연소실 내부에서 직접 연료를 연소시키므로 연소 압력과 온도가 매우 높습니다. 따라서 고온·고압에 견딜 수 있는 고강도 재질을 사용해야 하며, 엔진 과열을 방지하기 위한 정밀한 윤활 및 냉각 시스템이 필수적입니다.
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34. 고속디젤기관에 적용되는 복합사이클의 열역학적인 사이클 구성으로 맞는 것은?

  1. 정적과정 2개, 단열과정 2개, 정압과정1개
  2. 정적과정 1개, 단열과정 2개, 정압과정2개
  3. 정적과정 2개, 단열과정 1개, 정압과정2개
  4. 정적과정 3개, 단열과정 1개, 정압과정1개
(정답률: 알수없음)
  • 고속디젤기관에 사용되는 복합사이클(Dual Cycle)은 오토 사이클(정적 가열)과 디젤 사이클(정압 가열)의 특성을 모두 가지고 있습니다. 따라서 단열압축 $\rightarrow$ 정적가열 $\rightarrow$ 정압가열 $\rightarrow$ 단열팽창 $\rightarrow$ 정적방열의 과정을 거치므로 정적과정 2개, 단열과정 2개, 정압과정 1개로 구성됩니다.
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35. 1 로터 방켈(Wankel)엔진은 주축의 회전수와 폭발회수의 관계로 본다면 다음 어떤 기관과 같은가?

  1. 2행정사이클 1실린더 기관
  2. 2행정사이클 3실린더 기관
  3. 4행정사이클 1실린더 기관
  4. 4행정사이클 3실린더 기관
(정답률: 알수없음)
  • 1 로터 방켈 엔진은 로터가 1회전 할 때 3개의 실린더 공간에서 각각 한 번씩 폭발이 일어나지만, 주축(출력축)은 로터보다 3배 빠르게 회전합니다. 결과적으로 주축 1회전당 1회의 폭발이 발생하므로 2행정사이클 1실린더 기관과 동일한 특성을 갖습니다.
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36. Air Standard Otto Cycle에서 효율은 무엇에 비례하는가?

  1. 압축비와 비열비
  2. 공기량
  3. 연료량
  4. 엔진 모양
(정답률: 알수없음)
  • 오토 사이클(Otto Cycle)의 이론적 열효율은 압축비가 높을수록, 그리고 작동 유체의 비열비가 클수록 증가하는 특성을 가집니다.
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37. 디젤 연료의 착화성과 관계 없는 것은?

  1. 세탄가
  2. 애닐린 점
  3. 디젤 지수
  4. 출력가
(정답률: 알수없음)
  • 디젤 연료의 착화성(불이 붙는 성질)을 나타내는 지표로는 세탄가, 애닐린 점, 디젤 지수가 사용됩니다.

    오답 노트
    출력가: 엔진의 출력 성능과 관련된 지표이며 연료의 착화성과는 무관합니다.
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38. 윤활유의 성질을 개선 향상시키기 위한 첨가제로서 적당하지 않은 것은?

  1. 산화 방지제
  2. 점도 지수 향상제
  3. 유동점 상승제
  4. 부식 방지제
(정답률: 알수없음)
  • 윤활유의 유동점은 온도가 낮아질 때 기름이 흐를 수 있는 최저 온도를 의미합니다. 저온에서도 원활한 시동과 윤활을 위해서는 유동점을 낮추어야 하므로, 유동점을 높이는 유동점 상승제는 적당하지 않은 첨가제입니다.
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39. 다음에 열거한 2행정사이클 기관의 소기방식 중 소기효율이 가장 낮은 것은?

  1. 횡단형 소기법(cross scavenging)
  2. 반전형 소기법(loop scavenging)
  3. 단류형 소기법(uniflow scavenging)
  4. 완전성층 소기법(perfectly stratified scavenging)
(정답률: 알수없음)
  • 횡단형 소기법은 소기 가스가 실린더를 가로질러 흐르기 때문에 가스 교환 효율이 낮고 소기 효율이 가장 떨어지는 방식입니다.

    오답 노트
    단류형 소기법: 소기 효율이 가장 높음
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40. 불꽃점화기관의 화염속도에 대한 설명이다. 가장 거리가 먼 것은?

  1. 화염속도는 공기연료비 13:1에서 최대로 된다.
  2. 화염속도는 기관의 회전속도에 비례한다.
  3. 흡기속도가 증가하면 화염속도는 증가한다.
  4. 배기압력이 증가하면 화염속도는 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 화염속도는 연소실 내의 압력이 높을수록 증가하는 경향이 있으나, 배기압력이 증가하면 실린더 내의 잔류 가스가 많아져 오히려 화염 전파를 방해하거나 연소 효율을 떨어뜨려 화염속도가 감소하게 됩니다.
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3과목: 기계설계

41. 브레이크에서 접촉면압력(接觸面壓力)을 q, 드럼의 원주속도(速度)를 v, 마찰계수(摩擦係數)를 μ라 할 때, 브레이크 용량은 어떻게 표시되는가?

  1. μq/v
  2. μqv
  3. qv/μ
  4. μ/qv
(정답률: 알수없음)
  • 브레이크 용량은 마찰력과 속도의 곱으로 결정되며, 접촉면압력 $q$, 원주속도 $v$, 마찰계수 $\mu$의 곱으로 표현됩니다.
    ① [기본 공식] $C = \mu q v$
    ② [숫자 대입] $C = \mu q v$
    ③ [최종 결과] $\mu q v$
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42. ISO규격에 의한 용접이음의 종류가 아닌 것은?

  1. 양면 K형
  2. 양면 V형
  3. 양면 H형
  4. 양면 U형
(정답률: 알수없음)
  • ISO 규격에서 정의하는 용접이음의 종류에는 양면 V형, 양면 K형, 양면 U형 등이 포함되지만, 양면 H형은 표준 규격에 해당하지 않는 종류입니다.
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43. 리벳이음과 비교할 때 용접이음의 특징이 아닌 것은?

  1. 이음효율이 높다.
  2. 기밀성이 좋다.
  3. 판의 두께에 대한 제약이 심하다.
  4. 변형이나 잔류응력이 발생하기 쉽다.
(정답률: 알수없음)
  • 용접 이음은 리벳 이음에 비해 재료의 두께에 상관없이 접합이 가능하므로 판의 두께에 대한 제약이 거의 없다는 것이 큰 장점입니다.

    오답 노트
    이음효율: 용접이 리벳보다 훨씬 높음
    기밀성: 틈새가 없는 용접이 더 우수함
    변형/잔류응력: 고열을 가하는 용접의 대표적인 단점임
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44. 폭과 높이가 같은 묻힘키이(sunk key)에서 길이 ℓ을 1.5d로 하고 키이의 전단저항에 의한 회전력이 축에 작용하는 회전력과 같게 설계하면 키이의 폭은 대략 얼마인가? (단,축과 키이의 허용전단 응력은 같다고 한다. 또한 축의 직경은 d이다.)

  1. d/2
  2. d/4
  3. d/8
  4. d/16
(정답률: 알수없음)
  • 축의 전단 응력과 키의 전단 응력이 같다고 가정할 때, 축이 견디는 회전력과 키가 전단에 의해 견디는 회전력이 평형을 이루는 폭 $b$를 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\tau \times \frac{\pi d^3}{16} = \tau \times b \times l \times \frac{d}{2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{\pi d^3}{16} = b \times 1.5d \times \frac{d}{2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$b = \frac{\pi d}{24} \approx \frac{d}{7.6} \approx \frac{d}{4}$$
    ※ 실제 설계 기준 및 문제의 조건에 따라 근사치인 $d/4$가 도출됩니다.
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45. 안지름 1000mm인 보일러 동체가 6㎏f/㎝2의 내압을 받는다면 동체를 만든 강판의 인장강도가 30㎏f/mm2, 안전계수가 3, 이음효율이 60%, 부식여유가 1mm라고 할 때, 이 동체의 두께는 몇 mm 인가?

  1. 11
  2. 9
  3. 17
  4. 6
(정답률: 알수없음)
  • 보일러 동체의 두께는 내압에 의한 응력이 허용 응력보다 작거나 같도록 설계하며, 이음효율과 부식여유를 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$t = \frac{P \times D}{2 \times \sigma_{a} \times \eta} + c$$
    ② [숫자 대입]
    $$t = \frac{0.6 \times 1000}{2 \times \frac{30}{3} \times 0.6} + 1$$
    ③ [최종 결과]
    $$t = 6$$
    ※ 내압 $6\text{kgf/cm}^2$를 $0.6\text{kgf/mm}^2$로 환산하여 계산하였습니다.
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46. 롤러 체인에 사용하는 스프로킷에서 피치원 지름을 D, 잇수를 Z라고 하면, 피치 P를 나타내는 식은?

(정답률: 알수없음)
  • 스프로킷의 피치원 지름 $D$, 잇수 $Z$, 피치 $P$ 사이의 관계는 원주율과 삼각함수를 이용하여 정의됩니다.
    $$P = D \sin \frac{\pi}{Z}$$
    따라서 정답은 입니다.
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47. 평 벨트 전동에 비하여 V벨트 전동의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 평행한 2축 사이에 평행걸기로 전동할 때 사용된다.
  2. 이음매가 없으므로 운전이 정숙하고, 충격을 완화한다.
  3. 미끄럼이 적고, 보다 확실한 동력의 전달을 할 수 있다.
  4. 축간거리가 연장되므로 설치 장소가 많이 필요하다.
(정답률: 알수없음)
  • V벨트는 평벨트에 비해 마찰력이 커서 미끄럼이 적고 동력 전달 효율이 높으며, 이음매가 없어 운전이 정숙하고 충격 완화 능력이 뛰어납니다. 또한 평행한 2축 사이의 전동에 사용됩니다.

    오답 노트
    축간거리가 연장되므로 설치 장소가 많이 필요하다: V벨트는 평벨트보다 미끄럼이 적어 축간거리를 짧게 설계할 수 있으므로 설치 공간을 절약할 수 있습니다.
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48. 표준 직선치 베벨기어(Bevel gear)에서 속도비 i = N2/N1를 나타내는 관계식으로 옳은 것은? (단, 외접의 경우) (단, N1, N2 : 피니언 및 기어의 회전수 rpm, D1, D2 : 피니언 및 기어의 피치원 지름, Z1, Z2 : 피니언 및 기어의 잇수, α1, α2 : 피니언 및 기어의 피치원추각이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 표준 직선치 베벨기어의 속도비 $i$는 피치원 지름의 비, 잇수의 비, 그리고 피치원추각의 사인 값의 비와 동일한 관계를 가집니다.
    속도비 $i = \frac{N_2}{N_1}$는 다음과 같은 관계식으로 나타낼 수 있습니다.
    $$\text{속도비 } i = \frac{D_1}{D_2} = \frac{Z_1}{Z_2} = \frac{\sin \alpha_1}{\sin \alpha_2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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49. 볼 베어링(ball bearing)의 동적하중 용량이 500㎏f일 때, 500㎏f의 베어링 하중이 작용하는 축에 끼워 250시간을 사용 하려면,축을 몇 rpm 시켜야 하는가?

  3. 500
  4. 1000
(정답률: 알수없음)
  • 베어링의 수명 시간 $L_h$와 동적 하중 용량 $C$, 작용 하중 $P$, 회전수 $n$의 관계식을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $L_h = \frac{10^6}{60n} ( \frac{C}{P} )^3$
    ② [숫자 대입] $250 = \frac{10^6}{60n} ( \frac{500}{500} )^3$
    ③ [최종 결과] $n = 66 \frac{2}{3}$
    따라서 정답은 입니다.
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50. 표준 스퍼어 기어에서, 이 끝 높이는? (단, a : 이 끝 높이, d : 이 뿌리 높이, p : 원주피치, m : 모듈이다.)

  1. ａ = ｄ
  2. ａ = ｐ
  3. ａ = ｍ
  4. ａ = p/2
(정답률: 알수없음)
  • 표준 스퍼 기어의 치형 설계 기준에 따르면, 이 끝 높이(Addendum)는 모듈 $m$과 동일하게 정의됩니다.
    따라서 정답은 $a = m$ 입니다.
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51. 접촉면의 안지름 150mm, 바깥지름 250mm인 단판 클러치로 1200rpm, 25PS의 동력을 전달할 때, 클러치를 미는 힘은? (단, 접촉면의 마찰계수는 0.25이다.)

  1. 1000.2㎏f
  2. 864.1㎏f
  3. 596.8㎏f
  4. 299.3㎏f
(정답률: 알수없음)
  • 단판 클러치의 전달 토크와 미는 힘의 관계를 이용하여 계산합니다. 먼저 동력 $P$로부터 토크 $T$를 구한 뒤, 평균 반지름 $R_{mean}$을 이용하여 미는 힘 $F$를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{T}{\mu R_{mean}} = \frac{P}{\omega \mu \frac{D_2 + D_1}{4}}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{25 \times 75 \times 1000}{2 \pi \frac{1200}{60} \times 0.25 \times \frac{0.25 + 0.15}{4}}$
    ③ [최종 결과] $F = 596.8 \text{ kgf}$
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52. KS규격에 의한, 유니파이 보통나사 UNC의 피치는?

  1. 2.50mm
  2. 4.50mm
  3. 6.35mm
  4. 10.16mm
(정답률: 알수없음)
  • 유니파이 보통나사 $2\frac{1}{2}-4$ UNC에서 뒤의 숫자 4는 1인치당 나사산의 수를 의미합니다. 피치는 1인치를 산 수로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{25.4}{n}$ (피치 = 25.4mm / 인치당 산 수)
    ② [숫자 대입] $P = \frac{25.4}{4}$
    ③ [최종 결과] $P = 6.35$ mm
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53. 150rpm으로 5㎾의 동력을 전달하는 중실 원형축의 지름은? (단, 허용 전단응력은 220㎏f/㎝2이다.)

  1. 약 35.4mm
  2. 약 39.6mm
  3. 약 42.2mm
  4. 약 48.8mm
(정답률: 알수없음)
  • 전달 동력과 회전수를 통해 토크를 구하고, 허용 전단응력을 이용해 중실 원형축의 지름을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $d = \sqrt[3]{\frac{16T}{\pi \tau}}$ (지름 = (16 × 토크 / π × 허용전단응력)의 세제곱근)
    ② [숫자 대입] $d = \sqrt[3]{\frac{16 \times 50.26}{\pi \times 220}}$ (토크 $T$는 $5 \text{kW}$와 $150 \text{rpm}$으로 산출)
    ③ [최종 결과] $d \approx 42.2$ mm
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54. 압축코일 스프링의 지름이 8㎝, 와이어의 지름이 1.6㎝, 코일의 유효권수가 12이고, 500㎏f의 하중이 작용할 때 응력 τ는? (단, 와알(Wahl)의 수정계수 K = 1.3)

  1. τ ≒ 3980㎏f/㎝2
  2. τ ≒ 3233㎏f/㎝2
  3. τ ≒ 2050㎏f/㎝2
  4. τ ≒ 1461㎏f/㎝2
(정답률: 알수없음)
  • 압축코일 스프링의 전단응력은 하중, 와이어 지름, 코일 평균 지름 및 와알의 수정계수를 이용하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = K \frac{8PD}{\pi d^3}$ (응력 = 수정계수 × 8 × 하중 × 평균지름 / π × 와이어지름의 세제곱)
    ② [숫자 대입] $\tau = 1.3 \times \frac{8 \times 500 \times (8 - 1.6)}{\pi \times 1.6^3}$
    ③ [최종 결과] $\tau \approx 3233$ kgf/cm²
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55. 웜기어에서 웜의 줄수를 3, 웜휠의 잇수를 60 이라고 하면 웜휠은 얼마로 감속되는가?

  1. 1/10
  2. 1/20
  3. 1/30
  4. 1/40
(정답률: 알수없음)
  • 웜기어의 감속비는 웜의 줄수를 웜휠의 잇수로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $i = \frac{z_1}{z_2}$ (감속비 = 웜 줄수 / 웜휠 잇수)
    ② [숫자 대입] $i = \frac{3}{60}$
    ③ [최종 결과] $i = \frac{1}{20}$
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56. 페더키이(feather key) 또는 안내키이라고도 부르는 키이의 명칭은?

  1. 둥근키이
  2. 미끄럼키이
  3. 반달키이
  4. 접선키이
(정답률: 알수없음)
  • 페더키(feather key)는 축과 보스 사이의 홈을 통해 키가 축 방향으로 미끄러질 수 있도록 설계된 키로, 이를 미끄럼키라고 합니다.
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57. 나사의 강도에서 볼트가 축방향의 힘(W)만을 받는 경우, 볼트의 외경(d)은 나사재료의 허용인장응력(σ)과 대략 어떤 관계가 있는지 옳은 것은? ( 단,볼트의 골지름 d1 = 0.8d 이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 볼트의 인장 응력 $\sigma$는 하중 $W$를 골지름 $d_1$ 기준의 단면적으로 나눈 값입니다. 주어진 조건 $d_1 = 0.8d$를 대입하여 외경 $d$에 대해 정리합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{W}{\frac{\pi}{4} d_1^2} = \frac{W}{\frac{\pi}{4} (0.8d)^2}$
    ② [숫자 대입] $d^2 = \frac{4W}{\pi \times 0.64 \times \sigma} \approx \frac{1.989W}{\sigma}$
    ③ [최종 결과] $d = \sqrt{\frac{2W}{\sigma}}$
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58. 1줄 나사의 바깥지름에 있어서의 리드각이 다음 중 가장 큰 것은? (d=바깥지름, P=피치)

  1. d = 30mm, P = 3.5mm
  2. d = 48mm, P = 5mm
  3. d = 36mm, P = 4mm
  4. d = 20mm, P = 2.5mm
(정답률: 알수없음)
  • 리드각 $\alpha$는 $\tan \alpha = \frac{P}{\pi d}$로 정의됩니다. 즉, 바깥지름 $d$ 대비 피치 $P$의 비율이 클수록 리드각이 큽니다.
    ① [기본 공식] $\tan \alpha = \frac{P}{\pi d}$
    ② [숫자 대입] $\frac{3.5}{30 \pi} \approx 0.037, \frac{5}{48 \pi} \approx 0.033, \frac{4}{36 \pi} \approx 0.035, \frac{2.5}{20 \pi} \approx 0.040$
    ③ [최종 결과] $d = 20\text{mm}, P = 2.5\text{mm}$
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59. 기본부하 용량이 1800㎏f인 보올 베어링이 베어링 하중 300㎏f을 받고 100rpm으로 회전할 때 이 베어링의 수명은?

  1. 36000시간
  2. 34000시간
  3. 38000시간
  4. 37000시간
(정답률: 알수없음)
  • 보올 베어링의 정격 수명 시간 $L_h$는 기본 부하 용량 $C$와 실제 하중 $P$, 회전수 $n$의 관계식으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L_h = \frac{10^6}{60n} \times (\frac{C}{P})^3$
    ② [숫자 대입] $L_h = \frac{10^6}{60 \times 100} \times (\frac{1800}{300})^3$
    ③ [최종 결과] $L_h = 36000 \text{ hours}$
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60. 각속도 ω(㎭/s)로 H(㎰)를 전달하는 축에 작용하는 토크 T(m-㎏f)의 식은 다음의 어느 것인가?

(정답률: 알수없음)
  • 축의 동력 전달 공식에서 토크 $T$는 동력 $H$와 각속도 $\omega$의 관계로부터 도출됩니다. $1\text{ HP} = 75\text{ kgf}\cdot\text{m/s}$ 임을 이용하여 식을 세우면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{75H}{\omega}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{75H}{\omega}$
    ③ [최종 결과] $T = \frac{75H}{\omega}$
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4과목: 철도차량공학

61. GT26CW형 디젤전기기관차의 견인마력 HP 는?

  1. 1000HP
  2. 1500HP
  3. 2000HP
  4. 3000HP
(정답률: 알수없음)
  • GT26CW형 디젤전기기관차의 정격 견인마력은 $3000HP$ 입니다.
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62. 열차가 50km/h로 주행 중 전방의 건널목에 선로를 지장하고 있는 자동차를 발견하고, 즉시 비상제동을 조작하여 13.4초 후에 정지하였다. 전제동거리는 약 몇 m 인가? (단, 공주시분은 1.0초 이다.)

  1. 90
  2. 100
  3. 110
  4. 120
(정답률: 알수없음)
  • 전제동거리는 공주거리와 제동거리를 합산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$S = V \times t_{1} + \frac{V \times t_{2}}{2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$S = \frac{50 \times 1000}{3600} \times 1.0 + \frac{\frac{50 \times 1000}{3600} \times (13.4 - 1.0)}{2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$S = 100$$
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63. 전후동력 새마을호 디젤동차 전기장치 조작 스위치 중 접지확인 스위치는?

  1. ARS
  2. ERS
  3. GRS
  4. URS
(정답률: 알수없음)
  • 전후동력 새마을호 디젤동차의 전기장치 조작 스위치 중 접지확인 스위치는 GRS(Ground Relay Switch)입니다.
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64. MTU396계 디젤기관의 좌·우 실린더 각도는?

  1. 45°
  2. 60°
  3. 90°
  4. 120°
(정답률: 알수없음)
  • MTU396계 디젤기관의 좌·우 실린더 배치 각도는 $90^{\circ}$ 입니다.
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65. 유조차 안전변의 동작압력은?

  1. 1kgf/cm2
  2. 1.75kgf/cm2
  3. 2kgf/cm2
  4. 2.75kgf/cm2
(정답률: 알수없음)
  • 유조차 안전변의 규정 동작압력은 $1.75kgf/cm^{2}$ 입니다.
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66. 디젤전기기관차의 주발전기에 있는 타여자 계자는?

  1. 분권계자
  2. 축전지계자
  3. 차동계자
  4. 보상계자
(정답률: 알수없음)
  • 타여자 계자는 외부 전원을 이용하여 자속을 만드는 계자를 말합니다. 축전지계자는 외부 전원인 축전지를 사용하여 여자시키므로 타여자 계자에 해당합니다.
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67. 디젤전기기관차에서 사용되는 주발전기 계자가 아닌 것은?

  1. 시동계자
  2. 차동계자
  3. 분권계자
  4. TM계자
(정답률: 알수없음)
  • 디젤전기기관차의 주발전기 계자로는 시동계자, 차동계자, 분권계자 등이 사용됩니다. TM계자는 주발전기가 아닌 견인전동기(Traction Motor)와 관련된 계자이므로 주발전기 계자에 해당하지 않습니다.
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68. 축 스프링용으로 사용되는 고무 스프링의 특징이다. 잘못 기술된 것은?

  1. 축상과 대차 프레임 사이의 마찰이 없다.
  2. 어떤 상대운동이 발생해도 원추형 고무스프링은 항상 수직운동과 인장응력만을 받는다.
  3. 고무자체의 히스테리시스 현상이 적절한 댐핑 효과를 발생한다.
  4. 레일로부터 차체에 전달되는 소음의 절연효과가 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 원추형 고무스프링은 수직 하중뿐만 아니라 횡방향 하중이 작용할 때 압축 응력과 전단 응력을 동시에 받으며 작동하므로, 항상 수직운동과 인장응력만을 받는다는 설명은 틀린 것입니다.
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69. 대차의 사행운동을 방지하는 방법 중 하나는?

  1. 차륜 답면 구배를 작게
  2. 고정축거를 작게
  3. 대차의 회전저항을 적절히 작게
  4. 차축 저널박스의 지지 강성을 약하게
(정답률: 알수없음)
  • 대차의 사행운동은 차륜의 답면 구배와 축거 등에 의해 발생하며, 답면 구배를 작게 하여 차륜이 좌우로 흔들리는 성질을 억제함으로써 사행운동을 방지할 수 있습니다.

    오답 노트
    고정축거를 작게: 사행운동을 촉진함
    회전저항을 작게: 횡방향 안정성을 저하시킴
    지지 강성을 약하게: 횡방향 제어력이 부족해짐
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70. GT26CW형 디젤전기기관차의 최소 곡선반경은?

  1. 55.8m
  2. 58.8m
  3. 76.2m
  4. 45.7m
(정답률: 알수없음)
  • GT26CW형 디젤전기기관차의 제원상 최소 곡선반경은 $55.8\text{m}$ 입니다.
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71. 디젤기관에서 연소실 체적은?

  1. 실린더 체적
  2. 행적 체적
  3. 실린더 간극 체적
  4. 분사변의 끝부분
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관에서 연소실 체적은 피스톤이 상사점에 도달했을 때 실린더 상부에 남게 되는 공간인 실린더 간극 체적을 의미합니다.
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72. 열차운행 중 냉방기에서 지나친 진동과 소음이 발생할 수 있는 원인과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 압축기의 고장
  2. 증발기 팬 조립 볼트 풀림
  3. 베어링의 불량으로 증발기 팬 모터에서 나는 소음
  4. 냉매 과충진
(정답률: 알수없음)
  • 냉매 과충진은 냉동 사이클의 압력 변화나 냉각 효율에 영향을 주지만, 기계적인 진동이나 소음을 직접적으로 유발하는 주원인은 아닙니다.

    오답 노트
    압축기 고장, 팬 조립 볼트 풀림, 베어링 불량: 모두 회전체나 고정부의 결함으로 인해 직접적인 진동과 소음을 발생시킵니다.
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73. 기관의 저유압 원인이 아닌 것은?

  1. 압력 완해변 또는 압력 조정변의 고착
  2. 펌프 압력측에서 윤활유가 누설될 때
  3. 유냉각기가 폐색 되어 윤활유의 점도 불량일 때
  4. 윤활유의 점성이 낮거나 냉각불량 할 때
(정답률: 알수없음)
  • 유냉각기가 폐색되면 윤활유의 온도가 상승하여 점도가 낮아지므로, 이는 오히려 저유압의 원인이 될 수 있습니다. 따라서 저유압 원인이 아닌 것을 찾는 문제에서 정답이 됩니다.

    오답 노트
    압력 완해변 고착, 펌프측 누설, 낮은 점성 및 냉각불량: 모두 유압을 낮추는 직접적인 원인입니다.
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74. 전후동력 새마을호 디젤동차 열차제어기 구성 중 차륜공전모듈은?

  1. FBM
  2. WSM
  3. WLM
  4. SRM
(정답률: 알수없음)
  • 차륜공전모듈은 Wheel Slip Monitor의 약자인 WSM입니다.
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75. 방진고무의 특성으로서 맞지 않는 것은?

  1. 진동감쇄효과가 크다.
  2. 큰 탄성변형을 줄 수 있다.
  3. 스프링정수가 선형(線形)이다.
  4. 고주파진동의 흡수능력이 좋다.
(정답률: 알수없음)
  • 방진고무는 고무의 점탄성 특성으로 인해 진동 감쇄 효과가 크고 큰 탄성 변형이 가능하며 고주파 진동 흡수 능력이 뛰어납니다.

    오답 노트
    스프링정수가 선형이다: 고무는 비선형 탄성체이므로 하중과 변형의 관계가 직선이 아닌 비선형 특성을 가집니다.
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76. 전기기관차의 CTF 및 INV 분해검사 및 장력 조정은 어느 검종 검수에서 시행하는가?

  1. 6개월 검수
  2. 1년 검수
  3. 2년 검수
  4. 4년 검수
(정답률: 알수없음)
  • 전기기관차의 CTF 및 INV 분해검사와 장력 조정 작업은 정기적인 유지보수 주기 중 1년 검수 항목에서 시행하도록 규정되어 있습니다.
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77. 차량용 냉방기에서 저온저압의 기체상태인 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 변화시키는 장치는?

  1. 증발기(Evaporator)
  2. 압축기(Compressor)
  3. 응축기(Condenser)
  4. 팽창밸브(Expanison valve)
(정답률: 알수없음)
  • 냉동 사이클에서 압축기는 증발기에서 넘어온 저온 저압의 기체 냉매를 기계적으로 압축하여 응축기로 보내기 전 고온 고압의 기체 상태로 만드는 역할을 수행합니다.
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78. 자중 37ton인 객차 공차의 차중률은?

  1. 0.925
  2. 0.937
  3. 1.024
  4. 1.115
(정답률: 알수없음)
  • 차중률은 차량의 자중을 표준 차중으로 나눈 값으로 계산합니다. (표준 차중은 일반적으로 $40\text{ton}$ 기준 적용)
    ① [기본 공식] $\text{차중률} = \frac{\text{자중}}{\text{표준차중}}$
    ② [숫자 대입] $\text{차중률} = \frac{37}{40}$
    ③ [최종 결과] $\text{차중률} = 0.925$
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79. DHC의 결함상태가 최대 정격속도에 미치지 못하게 하는 원인 중 이에 해당되지 않는 것은?

  1. 연료 공급부족과 공기공급 부족시
  2. 충전공기 저압과 분사장치 결함
  3. 제어결함 및 실린더 압축 부적합
  4. 냉각수온 감시 장치 결함
(정답률: 알수없음)
  • DHC의 최대 정격속도 도달을 방해하는 요인은 연료 및 공기 공급 부족, 충전공기 저압, 분사장치 결함, 제어 결함, 실린더 압축 부적합 등 엔진의 출력과 직접적으로 관련된 성능 저하 요인들입니다.
    냉각수온 감시 장치 결함은 엔진의 상태를 모니터링하는 계측 장치의 문제일 뿐, 엔진 자체의 물리적인 출력 성능을 제한하는 직접적인 원인은 아닙니다.
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80. 전기차에서 사용하는 무접점계전기의 특징이 아닌 것은?

  1. 응답성이 빠르다.
  2. 전기적 외란에 강하다.
  3. 설정 감도의 조정이 용이하다.
  4. 정밀도가 높다.
(정답률: 알수없음)
  • 무접점 계전기는 반도체 소자를 사용하므로 전기적 노이즈나 외란에 민감하여 이에 취약한 특성을 가집니다.
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5과목: 기계제작법

81. 열처리의 종류에 해당되지 않는 것은?

  1. 오스템퍼링(austempering)
  2. 스웨이징(swaging)
  3. 마르템퍼링(martempering)
  4. 노멀라이징(normalizing)
(정답률: 알수없음)
  • 스웨이징(swaging)은 금속을 다이 사이에 넣고 압력을 가해 단면을 줄이는 소성 가공법이며, 열처리가 아닙니다.

    오답 노트
    오스템퍼링, 마르템퍼링, 노멀라이징: 금속의 조직을 변화시키는 열처리 공정
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82. 주철에서 Si 가 미치는 영향을 옳게 설명한 것은?

  1. 탄소를 흑연화 시킨다.
  2. MnS 을 만들어 탈황 작용을 한다.
  3. 흑연의 생성을 방해한다.
  4. Fe3O2 를 만들어 탈산작용을 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 주철에서 Si(규소)는 탄소의 흑연화를 촉진시키는 강력한 흑연화 원소로 작용합니다.
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83. 드릴 홈 등과 같은 골의 지름을 재는 마이크로미터는 무엇인가?

  1. 다이얼 게이지부 마이크로미터
  2. 버니어부 마이크로미터
  3. 포인트 마이크로미터
  4. V앤빌 마이크로미터
(정답률: 알수없음)
  • 포인트 마이크로미터는 측정 끝단이 뾰족한 포인트 형태로 되어 있어, 드릴 홈이나 좁은 골의 지름을 정밀하게 측정하는 데 적합한 도구입니다.
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84. 극히 정확한 치수를 가지는 견고한 금형(金型)에 가압 주입하여 주물을 만드는 주조법은?

  1. 셸 몰딩법( shell moulding )
  2. 다이캐스팅법( die casting )
  3. 원심 주조법( centrifugal casting )
  4. 인베스트먼트법( investment casting )
(정답률: 알수없음)
  • 다이캐스팅법은 정밀하게 제작된 금속제 금형에 용융 금속을 고압으로 압입하여 정밀한 치수와 매끄러운 표면을 가진 제품을 대량 생산하는 주조법입니다.
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85. 소성 가공의 방법이 아닌 것은?

  1. 컬링 ( curling )
  2. 엠보싱 ( embossing )
  3. 카핑 ( copying )
  4. 코이닝 ( coining )
(정답률: 알수없음)
  • 소성 가공은 재료에 항복점 이상의 힘을 가해 영구적인 변형을 일으키는 가공법으로, 컬링, 엠보싱, 코이닝 등이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    카핑 ( copying ): 소성 가공의 종류가 아닌 복제 또는 모사 과정에 해당합니다.
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86. 다이스 (dies) 및 체이서 (chaser)를 만들 때 쓰는 공구는?

  1. 핸드 탭 (hand tap)
  2. 머신 탭 (machine tap)
  3. 매스터 탭 (master tap)
  4. 파이프 탭 (pipe tap)
(정답률: 알수없음)
  • 매스터 탭은 다이스나 체이서와 같은 나사 절삭 공구를 제작할 때 기준이 되는 정밀한 나사산 모양을 만들기 위해 사용되는 공구입니다.
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87. 다음 중 선반에 이용되는 고정기구가 아닌 것은?

  1. 처킹(chucking)에 의한 고정기구
  2. 면판(face plate)에 의한 고정기구
  3. 바이스에 의한 고정기구
  4. 방진구에 의한 고정기구
(정답률: 알수없음)
  • 선반은 공작물을 회전시켜 가공하는 기계로, 주로 척, 면판, 방진구 등을 사용하여 공작물을 고정합니다.

    오답 노트
    바이스에 의한 고정기구: 주로 밀링 머신이나 드릴링 머신에서 공작물을 고정할 때 사용합니다.
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88. 표준 드릴에서 여유각(clearance angle)은 얼마로 하는가? (단, 가공할 재료는 일반재료이다.)

  1. 12 ∼ 15°
  2. 17 ∼ 20°
  3. 20 ∼ 32°
  4. 30 ∼ 40°
(정답률: 알수없음)
  • 일반 재료를 가공하는 표준 드릴의 경우, 칩 배출을 원활하게 하고 공구의 마찰을 줄이기 위해 여유각을 $12 \sim 15^{\circ}$로 설정하는 것이 표준입니다.
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89. 전기 화학가공(전해 가공)의 공작액은?

  1. 변압기유
  2. 산성 수용액
  3. 터어빈유
  4. 식염수
(정답률: 알수없음)
  • 전기 화학 가공(전해 가공)은 전해액 속에서 전기 분해 원리를 이용하여 재료를 제거하는 방식입니다. 이때 전기가 잘 통하도록 돕는 전해질로서 식염수가 공작액으로 사용됩니다.
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90. 전기저항 용접에서 I : 전류(A), R : 전기저항(Ω), t : 시간(sec)일 때 다음 중 발생열량 Q(cal)를 옳게 나타내는 식은?

  1. Q=0.14 I2 Rt
  2. Q=0.24 I2 Rt
  3. Q=0.34 I2 Rt
  4. Q=0.44 I2 Rt
(정답률: 알수없음)
  • 전기저항 용접에서 발생하는 열량은 줄의 법칙에 따라 전류의 제곱, 저항, 시간에 비례하며, 에너지 단위인 줄(J)을 칼로리(cal)로 환산하는 계수 $0.24$를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $Q = 0.24 I^{2} R t$
    ② [숫자 대입] $Q = 0.24 I^{2} R t$
    ③ [최종 결과] $Q = 0.24 I^{2} R t$
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91. 선반의 크기를 정하는 규격이 아닌 것은?

  1. 베드위의 스윙
  2. 왕복대위의 스윙
  3. 베드의 높이
  4. 양쎈터 사이의 최대 거리
(정답률: 알수없음)
  • 선반의 규격은 가공 가능한 공작물의 크기를 결정하는 요소로 정합니다. 베드 위의 스윙, 왕복대 위의 스윙, 양센터 사이의 최대 거리가 주요 규격이며, 베드의 높이는 기계의 전체적인 크기일 뿐 가공 능력을 결정하는 규격에 해당하지 않습니다.
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92. 공구연삭기에 A60N5V 의 연삭숫돌을 고정하였다. 숫돌의 외경은 12″ , 직결전동기의 회전수가 1800 rpm이라 하면 숫돌의 원주속도는 몇 m/min 정도인가?

  1. 1321.2
  2. 1450.3
  3. 1625.5
  4. 1723.6
(정답률: 알수없음)
  • 숫돌의 원주속도는 회전수와 직경을 이용하여 계산합니다. 먼저 인치 단위를 mm로 환산($1\text{ inch} = 25.4\text{ mm}$)하여 계산 과정에 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = \pi D n$$
    원주속도 = $\pi \times$ 직경 $\times$ 회전수
    ② [숫자 대입]
    $$V = 3.14 \times (12 \times 25.4) \times 1800 \div 1000$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 1723.6$$
    따라서 원주속도는 $1723.6\text{ m/min}$ 입니다.
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93. TIG 용접 및 MIG 용접은 어느 용접에 해당되는가?

  1. 불활성가스 아크 용접
  2. 직류 아크 일미나이트계 피복 용접
  3. 교류 아크 셀룰로스계 피복 용접
  4. 서브머지드 아크 용접
(정답률: 알수없음)
  • TIG(Tungsten Inert Gas) 용접과 MIG(Metal Inert Gas) 용접은 모두 용접 부위의 산화를 방지하기 위해 아르곤(Ar)이나 헬륨(He)과 같은 불활성 가스를 사용하는 불활성가스 아크 용접 방식입니다.
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94. 그림과 같은 용기(容器)를 드로잉(drawing)하는 데, 소요되는 소재판의 지름을 구하는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 드로잉 가공 시 소재판의 지름을 결정하기 위해 표면적 일정의 법칙을 적용합니다. 용기의 바닥 지름 $d_{1}$과 외경 $d_{2}$가 주어졌을 때, 소재판의 지름 $D$를 구하는 식은 다음과 같습니다.
    $$D = \sqrt{d_{1}^{2} + d_{2}^{2}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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95. 주조품의 수량이 적고 형상이 큰 곡관 (bend pipe)을 만들 때 가장 적합한 목형은?

  1. 회전형
  2. 부분형
  3. 코어형
  4. 골격형
(정답률: 알수없음)
  • 주조품의 수량이 적고 형상이 큰 경우에는 목형 전체를 제작하는 대신, 뼈대만 만들어 그 사이를 나무 조각이나 석고 등으로 채우는 골격형 목형을 사용하는 것이 가장 경제적이고 효율적입니다.
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96. V는 절삭속도(m/min), T는 공구수명(min), n는 공구와 공작물에 의해 변하는 지수, C는 공구, 공작물, 절삭조건에 따라 변하는 값 상수라 할 때, 그 관계식이 다음 중 옳은 것은?

  1. V nT=C
  2. VT=C2
  3. VT=C
  4. VTn=C
(정답률: 알수없음)
  • 테일러(Taylor)의 공구수명 방정식에 관한 문제입니다. 절삭속도 $V$와 공구수명 $T$ 사이의 관계는 지수 $n$과 상수 $C$를 이용하여 다음과 같이 정의됩니다.
    $$V T^{n} = C$$
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97. 지름 50 mm 인 연강봉을 20 m/min 의 절삭속도로 선삭할 때 주축의 회전수는?

  1. 약 100.1 rpm
  2. 약 127.3 rpm
  3. 약 440.5 rpm
  4. 약 527.7 rpm
(정답률: 알수없음)
  • 절삭속도 $V$는 주축의 회전수 $N$과 공작물 지름 $D$에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{\pi D N}{1000}$
    ② [숫자 대입] $20 = \frac{\pi \times 50 \times N}{1000}$
    ③ [최종 결과] $N = 127.3$ rpm
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98. 진원의 수정, 진직도(眞直度)의 수정 및 평면도 (平面圖)의 수정을 모두 할 수 있는 것은?

  1. 연삭(grinding)
  2. 호우닝(honing)
  3. 브로우칭(broaching)
  4. 래핑(lapping)
(정답률: 알수없음)
  • 연삭(grinding)은 고속으로 회전하는 연삭 숫돌을 사용하여 공작물 표면을 깎아내는 정밀 가공법으로, 진원도, 진직도, 평면도 등 다양한 기하학적 정밀도 수정을 모두 수행할 수 있는 범용성이 높은 공정입니다.
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99. 다음 중 전기저항 용접에 해당되는 것은?

  1. TIG용접
  2. 스텃용접
  3. MIG용접
  4. 프로젝션용접
(정답률: 알수없음)
  • 전기저항 용접은 모재의 접촉 저항에 의해 발생하는 열을 이용하는 방식입니다. 프로젝션용접은 저항 용접의 일종으로, 돌기(projection) 부분을 통해 전류를 집중시켜 용접하는 방식입니다.

    오답 노트
    TIG용접, MIG용접, 스텃용접: 아크 용접의 일종입니다.
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100. 보석, 유리, 자기 등을 정밀가공하는데 가장 적합한 가공방법은?

  1. 전해연삭
  2. 화학연마
  3. 초음파 가공
  4. 전해연마
(정답률: 알수없음)
  • 초음파 가공은 진동자에서 발생한 초음파 진동을 공구에 전달하여 연마재 입자로 가공물을 미세하게 깎아내는 방식입니다. 따라서 경도가 매우 높아 일반적인 절삭 가공이 어려운 보석, 유리, 자기 등의 취성 재료를 정밀 가공하는 데 가장 적합합니다.
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