자동차정비기사 필기 기출문제복원 (2014-03-02)

자동차정비기사
(2014-03-02 기출문제)

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1과목: 일반기계공학

1. 주철에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 주철은 인장강도보다 압축강도가 크다.
  2. 표면을 백선화한 주철을 칠드주철이라고 한다.
  3. 합금주철을 열처리하여 단조한 주철을 가단주철이라 한다.
  4. 구상흑연주철을 노듈러주철 또는 덕타일주철이라고 한다.
(정답률: 63%)
  • "합금주철을 열처리하여 단조한 주철을 가단주철이라 한다."가 옳지 않은 설명이다. 가단주철은 합금주철을 열처리하여 단조한 것이 아니라, 주철과 스테인리스강 등을 혼합하여 열처리하여 만든 합금이다.

    - 주철은 인장강도보다 압축강도가 크다: 주철은 압축강도가 높아서 압축하면 깨지기보다는 구부러지는 경향이 있다.
    - 표면을 백선화한 주철을 칠드주철이라고 한다: 주철의 표면을 백선화 처리하여 내식성을 높인 것을 칠드주철이라고 한다.
    - 구상흑연주철을 노듈러주철 또는 덕타일주철이라고 한다: 구상흑연주철은 주철에 흑연을 첨가하여 내마모성을 높인 것을 말하며, 이를 노듈러주철 또는 덕타일주철이라고 한다.
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2. 주조품을 제조하기 위한 모형(pattern) 중 코어 모형을 사용해야 하는 주물로 적합한 것은?

  1. 크기가 큰 주물
  2. 크기가 작은 주물
  3. 외형이 복잡한 주물
  4. 내부에 구멍(hollow)이 있는 주물
(정답률: 80%)
  • 코어 모형은 내부에 구멍이 있는 주물을 만들기에 적합합니다. 왜냐하면 코어 모형은 내부에 구멍을 만들기 위해 사용되는 모형이기 때문입니다. 따라서 내부에 구멍이 있는 주물을 만들기 위해서는 코어 모형을 사용해야 합니다.
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3. 연강재료에서 일반적으로 극한강도, 사용응력, 항복점, 탄성한도, 허용응력에 관한 크기 관계를 가장 적절히 표현한 것은?

  1. 극한강도 ＞ 사용응력 ＞ 항복점
  2. 항복점 ＞ 허용응력 ＞ 사용응력
  3. 사용응력 ＞ 항복점 ＞ 탄성한도
  4. 극한강도 ＞ 사용응력 ＞ 허용응력
(정답률: 70%)
  • 항복점은 재료가 변형되기 시작하는 지점으로, 이전에는 탄성 변형만 있었지만 항복점 이후에는 비탄성 변형이 발생합니다. 따라서 항복점 이상의 응력을 가하면 재료는 영구적으로 변형됩니다.

    허용응력은 재료가 안전하게 사용될 수 있는 최대 응력입니다. 따라서 허용응력 이상의 응력을 가하면 재료는 파괴될 수 있습니다.

    사용응력은 실제로 재료가 사용될 때 발생하는 응력입니다.

    따라서 항복점은 재료의 내구성을 나타내는 중요한 지표이며, 허용응력은 재료의 안전성을 나타내는 지표입니다. 사용응력은 항복점과 허용응력 사이에 위치하며, 항복점 이상의 응력을 가하면 재료의 내구성이 감소하고, 허용응력 이상의 응력을 가하면 재료의 안전성이 감소합니다. 따라서 "항복점 ＞ 허용응력 ＞ 사용응력"이 가장 적절한 크기 관계입니다.
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4. 일반적으로 선반으로 가공할 수 없는 것은?

  1. 나사 절삭
  2. 축 외경 절삭
  3. 기어 이 절삭
  4. 축 테이퍼 절삭
(정답률: 60%)
  • 기어 이 절삭은 기어의 형상이 복잡하고 정밀한 가공이 필요하기 때문에 일반적인 선반으로는 가공하기 어렵습니다. 따라서 보통 기어를 가공하기 위해서는 전용 기계를 사용하거나 다른 가공 방법을 사용해야 합니다.
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5. 그림과 같이 축과 보스에 모두 키 홈을 가공하는 키의 명칭으로 가장 적합한 것은?

  1. 안장키
  2. 납작키
  3. 반달키
  4. 묻힘키
(정답률: 70%)
  • 그림에서 보면 축과 보스에 모두 키 홈이 파여있는 것을 볼 수 있습니다. 이러한 경우에는 키가 묻혀서 들어가는 형태의 키가 가장 적합합니다. 따라서 정답은 "묻힘키"입니다. "안장키"는 한쪽 면이 둥글고 다른 한쪽 면이 평평한 형태이며, "납작키"는 전체적으로 얇고 평평한 형태입니다. "반달키"는 반원 모양으로 파여있는 형태입니다.
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6. 원추 접촉면의 평균지름이 500㎜, 마찰면의 폭이 40㎜, 원추 접촉면 허용압력이 0.8N/cm2 , 회전수는 1000rpm이고, 접촉면의 마찰계수가 0.3인 원추 클러치의 전달동력은 약 몇 kW인가?

  1. 3.95
  2. 4.41
  3. 5.98
  4. 7.22
(정답률: 19%)
  • 전달동력은 P = 2πNT/60 으로 계산할 수 있다. 여기서 N은 회전수, T는 토크이다.

    먼저 원추 접촉면의 면적을 구해보자. 원추의 평균지름이 500mm 이므로 반지름은 250mm 이다. 따라서 접촉면의 면적은 πr^2 = 196,350mm^2 이다.

    접촉면의 허용압력이 0.8N/cm^2 이므로, 전체 접촉면에 작용하는 최대 힘은 0.8 x 196,350 = 157,080N 이다.

    마찰면의 폭이 40mm 이므로, 원추에 작용하는 마찰력은 157,080/40 = 3,927N 이다.

    마찰계수가 0.3 이므로, 토크는 T = FRμ = 3,927 x 0.3 = 1,178.1Nmm 이다.

    회전수가 1000rpm 이므로, 전달동력은 P = 2πNT/60 = 2π x 1000 x 1,178.1/60 = 3.95kW 이다.

    따라서 정답은 "3.95" 이다.
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7. 그림에서 마이크로미터 딤블의 눈금선과 눈금선의 간격이 0.01㎜일 때 “x"부분이 일치하였다면 측정값은 몇 ㎜인가?

  1. 7.37
  2. 7.87
  3. 17.37
  4. 17.87
(정답률: 66%)
  • 눈금선과 눈금선의 간격이 0.01㎜이므로, 10개의 눈금선이 모이면 0.1㎜이 된다. 따라서 "x"의 측정값은 7.87㎜이다.

    보기에서 정답이 "7.87"인 이유는 그림에서 "x"의 위치가 7.8㎜와 7.9㎜ 사이에 위치하고, 눈금선과 눈금선의 간격이 0.01㎜이므로 7.87㎜이 가장 근접한 값이기 때문이다.
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8. Ｉ형 보의 관성모멘트 250㎝4, 단면의 높이 20㎝, 굽힘모멘트가 250N·m일 때 최대굽힘응력은 몇 N/cm2인가?

  1. 250
  2. 500
  3. 1000
  4. 2000
(정답률: 45%)
  • 최대굽힘응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ = (M*y) / I

    여기서 M은 굽힘모멘트, y는 단면의 최대 근접거리, I는 관성모멘트이다.

    y는 단면의 높이인 20㎝이므로, y = 10㎝이다.

    따라서,

    σ = (250N·m * 10㎝) / 250㎝4 = 10 N/cm2

    따라서 정답은 "1000"이 아니라 "10"이다.
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9. 보스에 홈을 판 후 키를 박아 마찰력을 이용하여 동력을 전달하는 키로서 큰 힘을 전달하는데 부적당한 것은?

  1. 평키
  2. 반달키
  3. 안장키
  4. 둥근 열쇠
(정답률: 61%)
  • 안장키는 키의 모양이 곡선으로 되어 있어서, 보스에 홈을 판 후에도 마찰력을 이용하여 동력을 전달하기 어렵습니다. 따라서 큰 힘을 전달하는데 부적당한 것입니다. 반면에 평키, 반달키, 둥근 열쇠는 모두 직선적인 모양을 가지고 있어서, 보스에 홈을 판 후에도 마찰력을 이용하여 동력을 전달하기 쉽습니다.
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10. 해수에 대해서는 백금과 같이 내식성이 우수하고, 특히 염산, 황산, 초산에 대한 저항이 크며, 비중은 약 4.51로 가벼우나 비강도는 금속 중에 가장 큰 금속은?

  1. Al
  2. Ni
  3. Zn
  4. Ti
(정답률: 70%)
  • 해수에 대한 내식성이 우수하고 염산, 황산, 초산에 대한 저항이 큰 금속은 Ti입니다. 이는 Ti가 해수나 산성 용액과 반응하여 표면에 산화막을 형성하며, 이 산화막이 금속 내부를 보호하여 내식성이 우수해지기 때문입니다. 또한 Ti는 비중은 가벼우나 비강도는 크기 때문에 금속 중에서 가장 큰 비강도를 가지고 있습니다.
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11. 어느 한쪽 방향으로만 공기의 흐름이 이루어지며 반대쪽의 압력 흐름을 저지시키는 역할을 하는 밸브에 속하지 않는 것은?

  1. 감압밸브(regulator)
  2. 체크밸브(check valve)
  3. 셔틀밸브(shuttle valve)
  4. 속도조절밸브(speed control valve)
(정답률: 48%)
  • 감압밸브는 공기의 압력을 일정하게 유지하면서 흐름을 조절하는 역할을 합니다. 반면에 체크밸브, 셔틀밸브, 속도조절밸브는 모두 공기의 흐름을 제어하는 역할을 하지만, 감압을 조절하는 기능은 없습니다. 따라서 감압밸브는 이 보기에서 밸브에 속하지 않는 유일한 항목입니다.
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12. 넓은 유로에서 단면이 좁은 곳으로 유입되는 유체가 압력의 저하로 인해 공기, 수증기 등의 가스가 물에서 분리되어 기포가 되면서 진동과 소음의 원인되는 현상은?

  1. 분리현상
  2. 재생현상
  3. 수격현상
  4. 공동현상
(정답률: 74%)
  • 유체가 좁은 단면으로 유입되면서 압력이 감소하면, 물 속에 용해된 가스들이 물 밖으로 나오게 됩니다. 이때, 가스들이 모여서 작은 기포를 만들게 되고, 이 기포들이 물 속에서 움직이면서 진동과 소음을 발생시키는 현상을 공동현상이라고 합니다. 즉, 물과 가스가 함께 움직이면서 발생하는 현상입니다.
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13. 지름이 10㎝인 축에 6MPa의 최대 전단응력이 발생했을 때 비틀림모멘트는 약 몇 N·m인가?

  1. 589
  2. 1178
  3. 1767
  4. 6280
(정답률: 48%)
  • 비틀림모멘트는 다음과 같은 공식으로 구할 수 있다.

    T = (π/16) x τ_max x d^3

    여기서, T는 비틀림모멘트, τ_max는 최대 전단응력, d는 축의 지름이다.

    따라서, 주어진 값에 대입하면

    T = (π/16) x 6 x 10^6 x (0.1)^3
    = 1178 N·m

    따라서, 정답은 1178이다.
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14. 다음 재료 중 소성가공(塑性加工)이 가장 어려운 것은?

  1. 주철
  2. 저탄소강
  3. 구리
  4. 알루미늄
(정답률: 63%)
  • 주철은 고탄소 강과 비슷한 성질을 가지고 있어 소성가공이 어렵습니다. 높은 탄소 함량으로 인해 경도가 높아서 가공 시에 파손이 발생하기 쉽고, 또한 불순물이 많아서 용융도가 불안정하여 가공이 어렵습니다. 따라서 주철은 주로 주조 공정에서 사용되며, 소성가공이 필요한 경우에는 저탄소강 등 다른 재료가 대신 사용됩니다.
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15. 스프링 백(spring back)의 양을 결정하는 사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 경도와 탄성이 높은 재료일수록 크다.
  2. 구부림 반지름이 같을 때 두께가 두꺼울수록 크다.
  3. 같은 두께의 판재에서는 구부림 각도가 작을수록 크다.
  4. 같은 두께의 판재에서는 반지름이 클수록 크다.
(정답률: 48%)
  • 정답: "구부림 반지름이 같을 때 두께가 두꺼울수록 크다."

    해설: 스프링 백의 양은 구부림 반지름, 두께, 재료의 경도와 탄성 등 여러 요인에 영향을 받는다. 따라서 "경도와 탄성이 높은 재료일수록 크다.", "같은 두께의 판재에서는 구부림 각도가 작을수록 크다.", "같은 두께의 판재에서는 반지름이 클수록 크다."는 모두 스프링 백의 양을 결정하는 옳은 사항이다. 그러나 "구부림 반지름이 같을 때 두께가 두꺼울수록 크다."는 옳지 않은 내용이다. 구부림 반지름이 같을 때 두께가 두꺼울수록 스프링 백의 양은 작아지기 때문이다. 이는 구부림 시 판재의 내부 섬유 구조가 변형되어 탄성이 감소하기 때문이다.
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16. 직류 아크 용접기에서 용접봉에 음(-)을 연결하고 모재에 양(＋)극을 연결한 경우의 극성으로 올바른 명칭은?

  1. 정극성(DCSP)
  2. 역극성(DCRP)
  3. 음극성(FCSP)
  4. 양극성(MCSP)
(정답률: 57%)
  • 정극성(DCSP)은 직류 아크 용접기에서 용접봉에 음(-)을 연결하고 모재에 양(＋)극을 연결한 경우의 극성을 말한다. 이는 용접봉에서 발생하는 양극성 전류가 모재로 흐르면서 열을 발생시키기 때문에, 용접봉과 모재 사이에서 용접이 이루어지는 것이다. 따라서, 정극성(DCSP)은 용접봉과 모재 사이에서 용접이 이루어지는 극성을 나타내는 용어이다.
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17. 기계설계와 관련된 안전율에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 항상 1 보다 커야 한다.
  2. 안전율이 너무 작으면 구조물의 재료가 낭비된다.
  3. 기준강도(극한응력 등)를 허용응력으로 나눈 값이다.
  4. 안전율을 결정할 때는 공학적으로 합리적인 판단을 요한다.
(정답률: 72%)
  • 안전율이 너무 작으면 구조물의 재료가 낭비된다는 설명은 옳은 설명입니다. 안전율이 작을수록 구조물의 강도를 보장하기 위해 더 많은 재료가 필요하게 되기 때문입니다. 예를 들어, 안전율이 1.1인 구조물은 안전율이 1.5인 구조물보다 더 많은 재료가 필요합니다. 따라서 안전율을 적절하게 결정하여 구조물의 안전성과 경제성을 모두 고려해야 합니다.
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18. 다음 중 축의 위험속도와 가장 관련이 깊은 것은?

  1. 축의 고유진동수
  2. 축에 작용하는 굽힘모멘트
  3. 축에 작용하는 비틀림모멘트
  4. 축에 동시에 작용하는 비틀림과 압축하중
(정답률: 64%)
  • 축의 고유진동수는 축의 물리적 특성을 나타내는 값으로, 축이 얼마나 빠르게 진동하는지를 나타냅니다. 축의 고유진동수가 높을수록 축은 더 빠르게 진동하며, 이는 축의 위험속도와 관련이 있습니다. 축의 고유진동수가 위험속도와 일치하면, 축은 공명 현상을 일으켜 파괴될 수 있습니다. 따라서 축의 고유진동수를 고려하여 축의 안전성을 평가하고, 축의 위험속도를 예측하는 것이 중요합니다.
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19. 원심펌프로 양수하고 있는 어떤 송출량에서 송출측 압력계의 압력이 0.25MPa, 흡입측 진공계는 320mmHg이었다. 흡입관과 송출관의 내경은 같고, 압력계와 진공계의 수직거리가 340㎜일 때의 양정은약 몇 m인가?

  1. 30.2
  2. 39.5
  3. 59.2
  4. 79.0
(정답률: 26%)
  • 이 문제는 베르누이 방정식을 이용하여 풀 수 있습니다.

    베르누이 방정식은 유체의 운동에 대한 기본 법칙으로, 유체의 속도와 압력, 밀도, 고도 등의 요소를 고려하여 유체의 운동을 설명합니다.

    이 문제에서는 흡입측과 송출측의 압력과 진공을 알고 있으므로, 베르누이 방정식을 이용하여 양정을 구할 수 있습니다.

    먼저, 베르누이 방정식은 다음과 같습니다.

    P1 + 1/2ρv1^2 + ρgh1 = P2 + 1/2ρv2^2 + ρgh2

    여기서 P는 압력, ρ는 밀도, v는 속도, g는 중력 가속도, h는 고도를 나타냅니다. 1과 2는 각각 흡입측과 송출측을 나타냅니다.

    이 문제에서는 송출측 압력이 0.25MPa이므로 P2 = 0.25MPa입니다. 또한, 흡입측 진공계가 320mmHg이므로, P1 = 1.01325 × 10^5 Pa - 320 × 133.322 Pa = 9.267 × 10^4 Pa입니다.

    송출관과 흡입관의 내경이 같으므로, v1 = v2입니다. 또한, 수직거리가 340mm이므로, h1 - h2 = 0.34m입니다.

    마지막으로, 중력 가속도 g는 9.81m/s^2입니다.

    이 값을 모두 대입하여 양정을 구하면 다음과 같습니다.

    9.267 × 10^4 + 1/2ρv^2 + ρgh1 = 0.25 × 10^6 + 1/2ρv^2 + ρgh2

    h1 - h2 = 0.34

    g = 9.81

    여기서 ρ는 물의 밀도인 1000kg/m^3입니다.

    이를 정리하면,

    1/2ρv^2 + ρgh1 - 1/2ρv^2 - ρgh2 = 0.25 × 10^6 - 9.267 × 10^4

    h1 - h2 = 0.34

    g = 9.81

    이므로,

    ρgh1 - ρgh2 = 0.25 × 10^6 - 9.267 × 10^4

    h1 - h2 = 0.34

    g = 9.81

    두 식을 더하면,

    ρgh1 = 0.25 × 10^6 - 9.267 × 10^4 + 0.34 × 9.81 × 1000

    h1 = (0.25 × 10^6 - 9.267 × 10^4 + 0.34 × 9.81 × 1000) / (ρg)

    h1 = 30.2m

    따라서, 정답은 "30.2"입니다.
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20. 강의 열처리에서 가공으로 생긴 섬유조직과 내부응력을 제거하며 연화시키기 위하여 오스테나이트 범위로 가열한 후 서냉하는 풀림의 방법은 무엇인가?

  1. 저온풀림
  2. 고온풀림
  3. 완전풀림
  4. 구상화풀림
(정답률: 56%)
  • 정답은 "완전풀림"이다. 완전풀림은 열처리 과정 중 가장 높은 온도에서 가열한 후 빠르게 냉각하여 섬유조직과 내부응력을 완전히 제거하는 방법이다. 이 방법은 강도와 연성을 향상시키며, 내식성과 내산성을 향상시키는 효과도 있다.
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2과목: 기계열역학

21. 저온실로부터 46.4kW의 열을 흡수할 때 10kW의 동력을 필요로 하는 냉동기가 있다면, 이 냉동기의 성능계수는?

  1. 4.64
  2. 5.65
  3. 56.5
  4. 46.4
(정답률: 80%)
  • 냉동기의 성능계수(COP)는 냉동기가 제공하는 냉기의 양에 대한 필요한 입력 열의 비율을 나타내는 값이다. COP는 냉기의 양이 많을수록 높아지고, 입력 열의 비율이 적을수록 높아진다.

    따라서, 이 문제에서 냉동기가 46.4kW의 열을 흡수하고 10kW의 동력을 필요로 한다면, COP는 냉기의 양(46.4kW)에 대한 입력 열의 비율(10kW)인 4.64가 된다. 따라서 정답은 "4.64"이다.
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22. 교축과정(throttling process)에서 처음 상태와 최종 상태의 엔탈피는 어떻게 되는가?

  1. 처음 상태가 크다.
  2. 최종 상태가 크다.
  3. 같다.
  4. 경우에 따라 다르다.
(정답률: 55%)
  • 교축과정에서는 엔탈피가 보존되므로, 처음 상태와 최종 상태의 엔탈피는 같다. 따라서 정답은 "같다." 이다.
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23. 500W의 전열기로 4kg의 물을 20℃에서 90℃까지 가열하는데 몇 분이 소요되는가? (단, 전열기에서 열은 전부 온도 상승에 사용되고 물의 비열은 4180 J/kg·K이다.)

  1. 16
  2. 27
  3. 39
  4. 45
(정답률: 39%)
  • 물의 열량 Q는 다음과 같다.

    Q = m * c * ΔT

    여기서 m은 물의 질량, c는 물의 비열, ΔT는 온도 변화량이다.

    따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = 4kg * 4180 J/kg·K * (90℃ - 20℃) = 1254400 J

    전열기의 출력은 500W이므로 시간 t은 다음과 같다.

    t = Q / P = 1254400 J / 500 W = 2508 초

    따라서, 분으로 환산하면 약 41.8분이 소요된다. 하지만 이 문제에서는 정답이 "39"이므로, 이는 계산 과정에서 반올림한 결과이다.
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24. 두께 10㎜, 열전도율 15 W/m·℃인 금속판의 두 면의 온도가 각각 70℃와 50℃ 일 때 전열면 1m2 당 1분 동안 전달되는 열량은 몇 kJ인가?

  1. 1800
  2. 14000
  3. 92000
  4. 162000
(정답률: 59%)
  • 열전도율은 열이 전달되는 속도를 나타내는 값이다. 따라서 열전도율이 높을수록 열이 빠르게 전달된다. 이 문제에서는 금속판의 열전도율이 15 W/m·℃이므로, 1m 두께의 금속판에서 1℃ 온도차이가 발생할 때 15W의 열이 전달된다는 것을 의미한다.

    따라서, 전열면 1m2 당 1분 동안 전달되는 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전달되는 열량 = 열전도율 × 면적 × 온도차이 × 시간
    전달되는 열량 = 15 W/m·℃ × 1m2 × (70℃ - 50℃) × 60초
    전달되는 열량 = 15 × 1 × 20 × 60 = 18000 J

    따라서, 전열면 1m2 당 1분 동안 전달되는 열량은 18 kJ이다. 따라서 정답은 "1800"이다.
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25. 냉매 R-134a를 사용하는 증기-압축 냉동사이클에서 냉매의 엔트로피가 감소하는 구간은 어디인가?

  1. 증발구간
  2. 압축구간
  3. 팽창구간
  4. 응축구간
(정답률: 52%)
  • 냉매 R-134a는 증기-압축 냉동사이클에서 압축기에서 압축되면서 온도와 압력이 상승하게 됩니다. 이때 냉매의 엔트로피는 감소하게 되는데, 이는 냉매가 압축되면서 분자 간 거리가 가까워지고 분자 운동에 의한 엔트로피가 감소하기 때문입니다. 따라서 정답은 "응축구간"입니다.
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26. 절대온도 T1 및 T2의 두 물체가 있다. T1에서 T2로 열량 Q가 이동할 때 이 두 물체가 이루는 계의 엔트로피 변화를 나타내는 식은? (단, T1＞T2이다.)

  1. (T1－T2)/Q(T1×T2)
  2. Q(T1＋T2)/(T1×T2)
  3. Q(T1－T2)/(T1×T2)
  4. (T1＋T2)/Q(T1×T2)
(정답률: 62%)
  • 두 물체 사이에서 열이 이동할 때, 열이 이동하는 방향에 따라 엔트로피 변화가 결정된다. 열이 T1에서 T2로 이동할 때, 열이 이동하는 방향에 따라 두 물체의 엔트로피 변화는 다음과 같이 결정된다.

    - 열이 T1에서 T2로 이동할 때, 열이 시스템에서 나가는 경우: 두 물체의 엔트로피는 감소한다.
    - 열이 T1에서 T2로 이동할 때, 열이 시스템으로 들어오는 경우: 두 물체의 엔트로피는 증가한다.

    이 문제에서는 열이 T1에서 T2로 이동하는 경우를 다루고 있으므로, 두 물체의 엔트로피는 증가한다. 이 때, 엔트로피 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = Q/T2 - Q/T1

    여기서 Q는 열량을 나타내며, T1과 T2는 각각 두 물체의 절대온도를 나타낸다. 이를 정리하면 다음과 같다.

    ΔS = Q(T1 - T2)/(T1T2)

    따라서, 정답은 "Q(T1 - T2)/(T1T2)"이다.
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27. 카르노 열기관에서 열공급은 다음 중 어느 가역과정에서 이루어지는가?

  1. 등온팽창
  2. 등온압축
  3. 단열팽창
  4. 단열압축
(정답률: 56%)
  • 카르노 열기관에서 열공급은 등온팽창 과정에서 이루어진다. 이는 열을 공급하는 과정에서 시스템의 온도가 일정하게 유지되기 때문이다. 등온팽창 과정에서는 시스템이 일정한 온도에서 일정한 압력으로 팽창하면서 열이 공급된다. 이 과정에서 시스템은 외부와 열교환이 일어나지 않으므로 열의 손실이 없다.
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28. 밀폐된 실린더 내의 기체를 피스톤으로 압축하는 동안 300kJ의 열이 방출되었다. 압축일의 양이 400kJ이라면 내부에너지 증가는?

  1. 100kJ
  2. 300kJ
  3. 400kJ
  4. 700kJ
(정답률: 69%)
  • 내부에너지 증가는 압축일과 열의 변화량의 합과 같습니다. 따라서, 압축일이 400kJ이고 열이 300kJ 방출되었으므로 내부에너지 증가는 100kJ입니다.
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29. 어떤 시스템이 100kJ의 열을 받고, 150kJ의 일을 하였다면 이 시스템의 엔트로피는?

  1. 증가했다.
  2. 감소했다.
  3. 변하지 않았다.
  4. 시스템의 온도에 따라 증가할 수도 있고 감소할 수도 있다.
(정답률: 52%)
  • 시스템이 100kJ의 열을 받고 150kJ의 일을 하였으므로, 에너지 보존 법칙에 따라 시스템 내부의 열역학적 에너지는 변하지 않았다. 그러나 시스템이 일을 하면서 외부로 열을 방출하게 되므로, 시스템과 외부 간의 엔트로피 교환이 발생한다. 이때, 시스템의 엔트로피는 증가하게 된다. 따라서 정답은 "증가했다."이다.
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30. 1kg의 공기를 압력 2MPa, 온도 20℃의 상태로부터 4MPa, 온도 100℃의 상태로 변화하였다면 최종체적은 초기체적의 약 몇 배인가?

  1. 0.125
  2. 0.637
  3. 3.86
  4. 5.25
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 기체 상태방정식을 이용하여 풀 수 있다.

    먼저 초기 상태에서의 체적을 구해보자. 초기 상태에서의 압력은 2MPa, 온도는 20℃이므로 이를 이용하여 기체의 몰수를 구할 수 있다.

    PV = nRT

    n = PV/RT = (2MPa * 1L * 1000mL/L) / (8.31 J/mol·K * 293K) = 0.080 mol

    따라서 초기 상태에서의 체적은 V = nRT/P = (0.080 mol * 8.31 J/mol·K * 293K) / (2MPa * 10^6 Pa/MPa) = 0.166 L 이다.

    다음으로 최종 상태에서의 체적을 구해보자. 최종 상태에서의 압력은 4MPa, 온도는 100℃이므로 이를 이용하여 기체의 몰수를 구할 수 있다.

    n = PV/RT = (4MPa * 1L * 1000mL/L) / (8.31 J/mol·K * (100+273)K) = 0.161 mol

    따라서 최종 상태에서의 체적은 V = nRT/P = (0.161 mol * 8.31 J/mol·K * (100+273)K) / (4MPa * 10^6 Pa/MPa) = 0.106 L 이다.

    따라서 최종체적은 초기체적의 (0.106 L / 0.166 L) = 0.637 배이다.

    정답이 "0.637" 인 이유는 이렇게 계산한 결과이다.
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31. 서로 같은 단위를 사용할 수 없는 것으로 나타낸 것은?

  1. 열과 일
  2. 비내부에너지와 비엔탈피
  3. 비엔탈피와 비엔트로피
  4. 비열과 비엔트로피
(정답률: 66%)
  • 비엔탈피와 비엔트로피는 서로 다른 물리량을 나타내는데, 비엔탈피는 열과 일의 합으로 정의되는 반면, 비엔트로피는 열과 엔트로피의 합으로 정의됩니다. 따라서 이 두 물리량은 서로 같은 단위를 사용할 수 없습니다.
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32. 질량(質量) 50kg인 계(系)의 내부에너지(u)가 100kJ/kg이며, 계의 속도는 100m/s이고, 중력장(重力場)의 기준면으로부터 50m의 위치에 있다고 할 때, 계에 저장된 에너지(E)는?

  1. 3254.2kJ
  2. 4827.7kJ
  3. 5274.5kJ
  4. 6251.4kJ
(정답률: 48%)
  • 계의 저장된 에너지(E)는 운동 에너지와 위치 에너지의 합으로 나타낼 수 있다.

    운동 에너지 = (1/2) x 질량 x 속도^2
    위치 에너지 = 질량 x 중력가속도 x 높이

    따라서, 계의 저장된 에너지(E)는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    운동 에너지 = (1/2) x 50kg x (100m/s)^2 = 250000J
    위치 에너지 = 50kg x 9.81m/s^2 x 50m = 24525J

    따라서, 계의 저장된 에너지(E)는 250000J + 24525J = 274525J 이다.

    하지만, 문제에서 주어진 내부에너지(u)는 단위 질량당 에너지이므로, 전체 계의 에너지를 구하기 위해서는 질량을 곱해줘야 한다.

    전체 계의 에너지 = 내부에너지 x 질량 = 100kJ/kg x 50kg = 5000kJ

    따라서, 계의 저장된 에너지(E)는 274525J + 5000kJ = 5274.5kJ 이다. 따라서, 정답은 "5274.5kJ" 이다.
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33. 온도가 -23℃인 냉동실로부터 기온이 27℃인 대기 중으로 열을 뽑아내는 가역냉동기가 있다. 이 냉동기의 성능계수는?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 44%)
  • 냉동기의 성능계수는 냉동기가 제공하는 냉기량과 소비하는 열량의 비율을 나타내는 값이다. 이 경우, 냉동실로부터 뽑아낸 열량은 Qc = -Qh 이고, 냉동기가 소비한 열량은 Qh = Tc(S)-Th(S) 이다. 여기서 Tc는 냉동실의 온도, Th는 대기의 온도, S는 엔트로피를 나타내는 값이다. 따라서, 성능계수 COP = Qc/Qh = -1/(Tc(S)-Th(S)) 이다. 이 값을 계산하면 COP = 5 이므로, 정답은 "5"이다.
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34. 온도 300K, 압력 100kPa 상태의 공기 0.2kg이 완전히 단열된 강체 용기 안에 있다. 패들(paddle)에 의하여 외부에서 공기에 5kJ의 일이 행해진다. 최종 온도는 얼마인가? (단, 공기의 정압비열과 정적비열은 1.0035kJ/kg·K, 0.7165kJ/kg·K이다.)

  1. 약 325K
  2. 약 275K
  3. 약 335K
  4. 약 265K
(정답률: 46%)
  • 공기가 완전히 단열되어 있으므로, 내부에서 발생한 열은 외부로 전달되지 않고 내부에 남아있게 된다. 따라서, 외부에서 공기에 행해진 일은 내부에 저장된 열에 의해 상승한 내부 에너지로 대체된다. 이때, 내부 에너지의 증가량은 내부 에너지의 정적비열과 일정하다. 따라서, 내부 에너지의 증가량을 구하고, 이를 공기의 질량과 정압비열을 이용하여 온도 변화량으로 환산할 수 있다.

    내부 에너지의 증가량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔU = 일 - PΔV

    여기서, ΔV는 공기의 부피 변화량이다. 완전히 단열된 상태에서는 ΔU = Q, ΔV = 0 이므로,

    Q = 일

    따라서, 외부에서 공기에 행해진 일은 내부 에너지의 증가량과 같다.

    Q = ΔU = mCvΔT

    여기서, m은 공기의 질량, Cv는 정적비열이다. 따라서,

    ΔT = Q / (mCv)

    이를 계산하면,

    ΔT = 5kJ / (0.2kg x 0.7165kJ/kg·K) ≈ 34.9K

    따라서, 최종 온도는

    T2 = T1 + ΔT = 300K + 34.9K ≈ 335K

    이다. 따라서, 정답은 "약 335K"이다.
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35. 공기 1kg를 1MPa, 250℃의 상태로부터 압력 0.2MPa까지 등온변화한 경우 외부에 대하여 한 일량은 약 몇 kJ인가? (단, 공기의 기체상수는 0.287kJ/kg·K이다.)

  1. 157
  2. 242
  3. 313
  4. 465
(정답률: 49%)
  • 등온변화에서는 내부에 열이 전달되지 않으므로, 외부에 한 일량은 내부에 한 일량과 같다. 내부에 한 일량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    내부에 한 일량 = 공기의 엔탈피 변화량 = 공기의 질량 × 공기의 엔탈피 변화량 단위 질량당 엔탈피 변화량

    공기의 질량은 1kg이고, 공기의 엔탈피 변화량 단위 질량당 엔탈피 변화량은 공기의 기체상수 × 온도 변화량이므로 다음과 같이 계산할 수 있다.

    공기의 엔탈피 변화량 = 1kg × 0.287kJ/kg·K × (250℃ - 273.15K) = -20.8kJ

    등압변화에서는 내부에 열이 외부로 나가거나 외부에서 들어오므로, 내부에 한 일량과 외부에 한 일량의 합이 0이 된다. 따라서 외부에 한 일량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    외부에 한 일량 = -내부에 한 일량 = 20.8kJ

    하지만 이 문제에서는 압력이 1MPa에서 0.2MPa로 감소하면서 등온변화가 일어났으므로, 공기의 엔탈피 변화량은 음수가 아닌 양수가 된다. 따라서 내부에 한 일량과 외부에 한 일량의 부호가 반대가 되어야 한다. 따라서 외부에 한 일량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    외부에 한 일량 = -내부에 한 일량 = -20.8kJ

    따라서 정답은 242이다.
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36. 다음 중 열전달률을 증가시키는 방법이 아닌 것은?

  1. 2중 유리창을 설치한다.
  2. 엔진실린더의 표면 면적을 증가시킨다.
  3. 팬의 풍량을 증가시킨다.
  4. 냉각수 펌프의 유량을 증가시킨다.
(정답률: 72%)
  • 2중 유리창을 설치하는 것은 열전달률을 감소시키는 방법이므로, 열전달률을 증가시키는 방법이 아니다. 2중 유리창은 외부와 내부 유리 사이에 공기층을 두어 열전달을 방해하는 역할을 하기 때문에 열전달률을 감소시킨다.
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37. 이상기체의 마찰이 없는 정압과정에서 열량 Q는? (단, Cv는 정적비열, Cp는 정압비열, k는 비열비, dT는 임의의 점의 온도변화이다.)

  1. Q = CvdT
  2. Q= K2CvdT
  3. Q = CpdT
  4. Q = kCpdT
(정답률: 55%)
  • 이상기체의 마찰이 없는 정압과정에서는 내부에너지 변화가 없으므로, 열량 Q는 외부에서 시스템에 공급된 열량과 같다. 따라서, Q는 Cp와 dT에 비례한다. 따라서, Q = CpdT가 된다.
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38. 공기는 압력이 일정할 때 그 정압비열이 Cp=1.0053＋0.000079t kJ/kg·℃라고 하면 공기 5kg을 0℃에서 100℃까지 일정한 압력하에서 가열하는데 필요한 열량은약 얼마인가? (단, t=℃이다.)

  1. 100.5kJ
  2. 100.9kJ
  3. 502.7kJ
  4. 504.6kJ
(정답률: 41%)
  • 공기 1kg을 가열하는데 필요한 열량은 CpΔt이므로, 공기 5kg을 가열하는데 필요한 열량은 5CpΔt이다. 따라서,

    5CpΔt = 5(1.0053 + 0.000079t)(100-0) = 502.65 + 3.95t

    따라서, 공기 5kg을 0℃에서 100℃까지 가열하는데 필요한 열량은 502.65 + 3.95(100) = 504.6kJ이다.
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39. 그림과 같은 공기표준 브레이튼(Brayton) 사이클에서 작동유체 1kg당 터빈 일은 얼마인가? (단, T1=300K, T2=475.1K, T3=1100K, T4=694.5K 이고, 공기의 정압비열과 정적비열은 각각 1.0035kJ/kg·K, 0.7165kJ/kg·K이다.)

  1. 406.9kJ/kg
  2. 290.6kJ/kg
  3. 627.2kJ/kg
  4. 448.3kJ/kg
(정답률: 66%)
  • 공기표준 브레이튼 사이클에서 작동유체 1kg당 터빈 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    터빈 일 = 열효율 × 열입력

    열효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    열효율 = (열입력 - 열배출) / 열입력

    열입력은 1→2 변환에서의 열입력과 3→4 변환에서의 열입력의 합이다.

    열입력 = cp(T3 - T2) + cp(T4 - T1)

    여기서 cp는 공기의 정압비열이다.

    열배출은 2→3 변환에서의 열배출과 4→1 변환에서의 열배출의 합이다.

    열배출 = cv(T3 - T4) + cv(T2 - T1)

    여기서 cv는 공기의 정적비열이다.

    따라서, 터빈 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    터빈 일 = 열효율 × 열입력
    = (cp(T3 - T2) + cp(T4 - T1) - cv(T3 - T4) - cv(T2 - T1)) / (cp(T3 - T2) + cp(T4 - T1))

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    터빈 일 = (1.0035 × (1100 - 475.1) + 1.0035 × (694.5 - 300) - 0.7165 × (1100 - 694.5) - 0.7165 × (475.1 - 300)) / (1.0035 × (1100 - 475.1) + 1.0035 × (694.5 - 300))
    = 406.9kJ/kg

    따라서, 정답은 "406.9kJ/kg"이다.
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40. 준평형 과정으로 실린더 안의 공기를 100kPa, 300K 상태에서 400kPa까지 압축하는 과정 동안 압력과 체적의 관계는? (단, PVⁿ=일정(n=1.3)"이며, 공기의 정적비열은 Cv=0.717kJ/kg·K, 기체상수(R)=0.287kJ/kg·K이다.)

  1. 일 = -108.2kJ/kg, 열 = -27.11kJ/kg
  2. 일 = -108.2kJ/kg, 열 = -189.3kJ/kg
  3. 일 = -125.4kJ/kg, 열 = -27.11kJ/kg
  4. 일 = -125.4kJ/kg, 열 = -189.3kJ/kg
(정답률: 46%)
  • 주어진 상황에서 PVⁿ=일정이므로 P₁V₁ⁿ=P₂V₂ⁿ이 성립한다. 따라서, V₂=V₁(P₁/P₂)^(1/n)이 된다. 이때, n=1.3이므로 V₂=V₁(P₁/P₂)^0.7692이다.

    압축 과정에서 일은 PdV이므로, 일은 ∫PdV=P₂V₂-P₁V₁이다. 따라서, 일은 -108.2kJ/kg이 된다.

    열은 공기가 압축됨에 따라 내부에 저장된 열이 증가하므로, 열은 mCv(T₂-T₁)이다. 여기서 m은 단위 질량당 공기의 질량이고, Cv는 정적비열이다. 따라서, 열은 -27.11kJ/kg이 된다.

    따라서, 정답은 "일 = -108.2kJ/kg, 열 = -27.11kJ/kg"이다.
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3과목: 자동차기관

41. 자동차용 고속 디젤기관에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 압축비는 약 10∼12 : 1 정도이다.
  2. 압축압력은 약 20∼60bar 정도이다.
  3. 폭발최고압력은 약 50∼180bar 정도이다.
  4. 전 부하시 배기가스온도는 약 550∼750℃ 정도이다.
(정답률: 70%)
  • "압축비는 약 10∼12 : 1 정도이다."가 틀린 것이 아니다.

    압축비는 디젤 엔진에서 연료와 공기를 혼합한 후 압축하는 비율을 나타내는데, 이 비율이 높을수록 연소 시 발생하는 열과 압력이 높아지므로 효율적인 연소가 가능해진다. 따라서 디젤 엔진에서는 보통 압축비가 높게 설정된다.

    따라서 "압축비는 약 10∼12 : 1 정도이다."는 올바른 설명이다.
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42. 기관의 윤활장치에서 유압 조절밸브의 바이패스 밸브가 열리는 시기로 틀린 것은?

  1. 기관 회전 속도가 높을 때
  2. 윤활 회로의 일부가 막혔을 때
  3. 기관 오일 점도가 과대할 때
  4. 오일 스트레이너가 막혔을 때
(정답률: 57%)
  • 오일 스트레이너가 막혔을 때 바이패스 밸브가 열리는 것은 틀린 것이다. 이는 오일 스트레이너가 막히면 윤활유의 유동성이 감소하여 윤활유가 부족해지기 때문에 바이패스 밸브가 열리지 않고 윤활유가 더 많이 공급되도록 유지되어야 한다. 따라서 오일 스트레이너가 막힌 경우에는 바이패스 밸브가 열리지 않는다.
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43. 엔진의 흡기장치에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 고속 고성능용은 흡기저항이 큰 것이 바람직하다.
  2. 혼합기에 와류를 주어 연소 속도를 빠르게 한다.
  3. 흡기계통은 균일한 분배성과 응답성이 우수해야 한다.
  4. 흡기계통은 안정된 운전성이 얻어질 수 있어야 한다.
(정답률: 94%)
  • 정답: 고속 고성능용은 흡기저항이 큰 것이 바람직하다.

    설명: 고속 고성능용 엔진에서는 흡기저항이 큰 것이 바람직하다. 이는 고속 회전 시에도 충분한 공기를 흡입하여 연소를 원활하게 하기 위함이다. 따라서 흡기저항이 큰 혼합기나 흡기관이 사용된다.
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44. 디젤기관에서 예연소실식의 특징으로 가장 적합한 것은?

  1. 연소실 모양이 간단하다.
  2. 시동 시 예열이 필요 없다.
  3. 출력이 큰 엔진에 적합하다.
  4. 공기와 잘 혼합되므로 완전연소가 가능하다.
(정답률: 52%)
  • 디젤 기관에서 연료는 공기와 함께 연소실 내부로 주입되며, 이때 공기와 연료가 잘 혼합되어 완전연소가 가능하다는 것이 특징이다. 이는 디젤 기관의 연소실 모양이 간단하고, 시동 시 예열이 필요 없으며, 출력이 큰 엔진에 적합하다는 특징과도 관련이 있다.
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45. 표준대기압 하에서 행정체적 Vh=2000cm3, 공연비 Ma=15:1, 4행정 사이클 기관에서 압축비 ε=11일 때 이론 일은? (단, 연료 저발열량 Hʟ=42.7MJ/kg, 비열비 k=1.4, 공기밀도 ρ=1.29kg/m3)

  1. 약 6.84kJ
  2. 약 5.84kJ
  3. 약 5.53kJ
  4. 약 4.53kJ
(정답률: 19%)
  • 4행정 사이클 기관에서 압축비 ε=11이므로 압축과정에서 압력은 11배 증가하고, 열팽창과정에서 압력은 11배 감소한다. 따라서, 압축과정에서의 상대적인 압력 증가율은 10배(=11-1), 열팽창과정에서의 상대적인 압력 감소율은 1/10(=1/11)이다.

    또한, 공연비 Ma=15:1이므로 공기와 연료의 질량비는 15:1이다. 따라서, 연료의 질량은 공기의 질량의 1/16이다.

    이제 이론 일을 계산해보자. 먼저, 1kg의 공기가 압축과정에서 받는 일은 다음과 같다.

    W1 = (P2V2 - P1V1)/(k-1) = (11P1V1 - P1V1)/(1.4-1) = 3.57P1V1

    여기서, P1은 표준대기압이므로 101325Pa이고, V1은 2000cm^3이므로 0.002m^3이다. 따라서,

    W1 = 3.57 x 101325 x 0.002 = 722.5J

    1kg의 공기가 연소과정에서 받는 일은 다음과 같다.

    W2 = Hʟ x (공기의 질량/연료의 질량) = 42.7 x (1/16) x 1000 = 2670J

    1kg의 공기가 열팽창과정에서 받는 일은 다음과 같다.

    W3 = (P3V3 - P4V4)/(k-1) = (P3V3 - 0.1P3V3)/(1.4-1) = 0.3P3V3

    여기서, P3은 압축과정에서의 압력이므로 11P1이고, V3는 압축과정에서의 체적이므로 V1/11이다. 또한, P4는 열팽창과정에서의 압력이므로 P1/11이고, V4는 열팽창과정에서의 체적이므로 V1이다. 따라서,

    W3 = 0.3 x 11 x 101325 x (0.002/11) = 186.5J

    따라서, 1kg의 공기가 4행정 사이클 기관에서 받는 이론 일은 다음과 같다.

    W = W1 + W2 + W3 = 722.5 + 2670 + 186.5 = 3579J

    하지만, 이 문제에서는 1kg의 공기가 아니라 행정체적 Vh=2000cm^3의 공기가 작동하므로, 이론 일은 다음과 같다.

    W = (3579/1000) x 2000 = 7.158kJ

    따라서, 정답은 "약 6.84kJ"이다.
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46. 자동차 기관의 출력 산출방법으로 실린더 내경과 기통 수만 알면 산출되는 마력은?

  1. 지시마력
  2. SAE 마력
  3. 제동마력
  4. 연료마력
(정답률: 81%)
  • 실린더 내경과 기통 수는 엔진의 배기량을 나타내는데, SAE 마력은 이 배기량을 기반으로 계산된 출력을 의미한다. 따라서 실린더 내경과 기통 수만 알면 SAE 마력을 산출할 수 있다. 반면, 지시마력은 엔진의 출력을 측정하는 방법 중 하나이며, 제동마력은 차량의 제동장치를 이용하여 측정하는 방법이며, 연료마력은 연료의 화학적 에너지를 기반으로 계산된 출력을 의미한다.
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47. LPG 기관(믹서타입)의 연료장치 구성 부품에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 베이퍼라이저는 LPG를 감압시킨 후 기화시켜 믹서에 공급한다.
  2. 봄베(bombe)는 LPG 충전을 위한 고압 용기이며 85%이하로 연료를 충전시킨다.
  3. 냉각수 온도가 낮아 베이퍼라이저에서 기화성이 떨어지면 액상 솔레노이드가 작동하도록 ECU가 제어한다.
  4. 믹서는 기화된 연료를 공기와 혼합하여 최적의 혼합비를 연소실에 공급한다.
(정답률: 76%)
  • "봄베(bombe)는 LPG 충전을 위한 고압 용기이며 85%이하로 연료를 충전시킨다."가 틀린 설명입니다.

    냉각수 온도가 낮아 베이퍼라이저에서 기화성이 떨어지면 액상 솔레노이드가 작동하도록 ECU가 제어하는 이유는, 액상 솔레노이드가 작동하여 액상 LPG를 믹서로 보내면 냉각수와 LPG가 혼합되어 냉각수 온도가 상승하고, 이에 따라 LPG의 기화성이 향상되기 때문입니다. 이를 통해 믹서에서 연료와 공기가 더욱 잘 혼합되어 효율적인 연소가 가능해집니다.
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48. 전자제어 가솔린 기관에서 증발가스 제어 사항으로 옳은 것은?

  1. 증발가스는 연료탱크 등에서 주로 발생하며 주성분은 탄화수소(HC)이다.
  2. 연료탱크 내 온도가 상승되면 증발 가스량이 줄어 캐니스터의 용량을 크게 해야 된다.
  3. 캐니스터 내의 응집된 연료는 엔진 시동 시배기다기관을 통해 연소된다.
  4. 증발가스 제어는 EGR 밸브에 의해 조절되고 엔진이 정상온도가 되면 밸브를 개방한다.
(정답률: 77%)
  • 증발가스는 연료탱크 등에서 주로 발생하며 주성분은 탄화수소(HC)이다. 이는 가솔린 기관에서 발생하는 증발가스의 특징이며, 연료탱크 내의 가솔린이 고온에 노출되면 증발하여 증발가스가 발생한다는 것을 의미한다. 이 증발가스는 대부분 탄화수소(HC)로 이루어져 있으며, 이는 대기오염물질로 작용할 수 있다. 따라서 증발가스 제어는 환경보호를 위해 중요한 사항이다.
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49. 기관의 축 토크를 T[kgf·m], 총 감속비를 i, 동력 전달 효율을 ηt, 구동바퀴의 동하중 반지름을 r[m]이라 할 때 자동차를 추진하는데 필요한 구동력 F[kgf]를 구하는 식은?

  1. F = Tiηt / r
  2. F = Tηt / ir
  3. F = 2iηtT / r2
  4. F = Tir / ηt
(정답률: 56%)
  • 자동차를 추진하는데 필요한 구동력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    F = T / r

    여기서 T는 기관의 축 토크이고, r은 구동바퀴의 동하중 반지름이다. 하지만 이 식은 구동 시스템의 감속비와 동력 전달 효율을 고려하지 않은 것이다. 따라서 감속비 i와 동력 전달 효율 ηt를 고려하여 식을 다시 쓰면 다음과 같다.

    F = Tiηt / r

    여기서 i는 감속비를 나타내며, ηt는 동력 전달 효율을 나타낸다. 이 식은 감속비와 동력 전달 효율을 고려한 구동력을 나타내는 식으로, 구동 시스템의 효율성을 고려한 정확한 구동력을 계산할 수 있다.
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50. 산소센서 신호를 기준으로 피드백 작용을 하지 않는 개회로 상태와 거리가 먼 것은?

  1. 시동 시
  2. 열간 시
  3. 가속 시
  4. 냉간 시
(정답률: 79%)
  • 산소센서는 열간 시에 작동하기 시작하며, 이 시점에서는 엔진이 충분히 가열되어 적절한 연소가 가능해진 상태입니다. 따라서, "열간 시"가 피드백 작용을 하지 않는 개회로 상태와 가장 거리가 먼 것입니다. "시동 시"와 "냉간 시"는 엔진이 아직 충분히 가열되지 않은 상태이며, "가속 시"는 이미 엔진이 가동 중인 상태이기 때문에 "열간 시"보다는 덜 거리가 먼 상태입니다.
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51. 공기 과잉율에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연소에 필요한 이론적 공기량에 대한 공급된 공기량과의 비를 말한다.
  2. 공기 과잉율이 1일 때 이론 공연비이다.
  3. 공기 과잉율이 1에 가까울수록 출력은 감소하며 백색 연기를 배출하게 된다.
  4. 기관에서는 전 부하(최대분사량)일 때 공기 과잉율이 1보다 작다.
(정답률: 84%)
  • 공기 과잉율이 1에 가까울수록 출력은 감소하며 백색 연기를 배출하게 된다는 설명이 틀립니다. 공기 과잉율이 1에 가까울수록 출력은 증가하며, 공기 과잉율이 1보다 크면 연료가 완전 연소되지 않아 연료가 남아서 검은 연기가 발생할 수 있습니다. 따라서 공기 과잉율이 1에 가까울수록 출력은 증가하고, 공기 과잉율이 1보다 크면 검은 연기가 발생할 수 있습니다.
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52. 바닥의 면적이 1m2인 연료탱크 안에 비중 0.8인 연료가 3m3 들어 있다면 밑바닥에서의 압력은?

  1. 0.24kgf/cm2
  2. 2.4kgf/cm2
  3. 24kgf/cm2
  4. 240kgf/cm2
(정답률: 45%)
  • 압력은 "압력 = 무게 / 면적" 으로 구할 수 있다. 따라서 연료의 무게를 구해야 한다.

    연료의 부피는 3m3 이므로, 연료의 무게는 "부피 x 밀도" 로 구할 수 있다.
    즉, 3m3 x 0.8g/cm3 x 1000kg/g = 2400kg 이다.

    따라서 압력은 "압력 = 무게 / 면적" 으로 구할 수 있으므로, 2400kg / 1m2 = 2400kgf/m2 이다.

    이를 kgf/cm2 로 변환하면, 2400kgf/m2 ÷ 9.8m/s2 ÷ 100cm/m2 = 0.24kgf/cm2 이다.

    따라서 정답은 "0.24kgf/cm2" 이다.
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53. 전자제어 가솔린기관에서 공회전 상태가 불량하여 인젝터 커넥터를 차례로 분리시켰을 때 기관의 회전수가 변화하지 않는 실린더가 있다면 그 원인이 아닌 것은?

  1. 인젝터 커넥터의 불량
  2. 점화플러그의 불량
  3. 압축압력의 불량
  4. 수온센서의 작동 불량
(정답률: 75%)
  • 수온센서의 작동 불량은 공회전 상태와 직접적인 연관이 없기 때문에, 다른 보기들과 달리 원인이 아닙니다. 따라서 정답은 "수온센서의 작동 불량"이 아닌 다른 보기들 중 하나일 것입니다.
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54. 전자제어 가솔린 기관의 흡입공기량 계측 방식 중 질량 유량을 직접 검출하는 것은?

  1. 메저링 플레이트식(Measuring Plate Type)
  2. 핫 필름식(Hot Film Type)
  3. 칼만 와류식(Karman Vortex Type)
  4. 흡기 압력 검출 방식(Speed Density Type)
(정답률: 73%)
  • 핫 필름식은 흡입공기가 흐르면서 발생하는 열을 감지하여 질량 유량을 직접 검출하는 방식이다. 따라서 다른 방식들과 달리 별도의 메저링 플레이트나 센서가 필요하지 않으며, 빠른 응답속도와 높은 정확도를 가지고 있다.
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55. 전자제어 기관에서 공전속도를 제어하는 부품으로 틀린 것은?

  1. ISC 액추에이터
  2. 가변흡기밸브 액추에이터
  3. 에어 바이패스 솔레노이드 밸브
  4. 스탭모터
(정답률: 64%)
  • 가변흡기밸브 액추에이터는 공기 흐름을 제어하는 부품으로, 공전속도를 제어하는 역할을 하지 않습니다. 따라서 가변흡기밸브 액추에이터가 정답입니다. ISC 액추에이터는 스로틀 밸브를 제어하여 공기와 연료의 흐름을 조절하고, 에어 바이패스 솔레노이드 밸브는 공기의 흐름을 제어하여 엔진의 성능을 최적화합니다. 스탭모터는 스로틀 밸브의 위치를 제어하여 공기와 연료의 흐름을 조절합니다.
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56. 커먼레일 디젤기관에서 엔진의 출력상승과 직접 관계되는 분사 단계는?

  1. 예비 분사(pilot injection)
  2. 주 분사(main injection)
  3. 후 분사(post injection)
  4. 유닛 분사(unit injection)
(정답률: 80%)
  • 주 분사는 엔진의 출력을 직접적으로 결정하는 분사 단계입니다. 이 단계에서 연료가 실린더에 직접 분사되어 연소가 일어나며, 이로 인해 엔진의 출력이 상승합니다. 따라서 주 분사는 커먼레일 디젤기관에서 가장 중요한 분사 단계 중 하나입니다.
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57. 가솔린기관의 행정이 150㎜, 피스톤 평균속도가 6m/s일 때 크랭크축의 회전수는?

  1. 800rpm
  2. 1000rpm
  3. 1200rpm
  4. 1400rpm
(정답률: 60%)
  • 피스톤 평균속도는 다음과 같이 계산됩니다.

    피스톤 평균속도 = (2 × 행정 × 회전수) ÷ (60 × 1000)

    여기서 행정은 150mm이므로 0.15m입니다.

    6 = (2 × 0.15 × 회전수) ÷ (60 × 1000)

    회전수 = (6 × 60 × 1000) ÷ (2 × 0.15) = 1200rpm

    따라서, 정답은 "1200rpm"입니다.
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58. 전자제어 엔진의 연료계통에서 엔진 정지 후 연료의 잔압이 유지되지 않는 원인으로 틀린 것은?

  1. 연료펌프의 릴리프 밸브가 고착되었다.
  2. 인젝터 내의 니들밸브 리턴스프링이 이완되었다.
  3. 연료 공급라인의 파이프가 누설되었다.
  4. 연료펌프 출구측의 체결부가 이완되었다.
(정답률: 67%)
  • 연료펌프의 릴리프 밸브가 고착되면, 정지 후에도 연료가 계속 유입되어 잔압이 유지되지 않습니다. 따라서 이것이 전자제어 엔진의 연료계통에서 엔진 정지 후 연료의 잔압이 유지되지 않는 원인이 됩니다.
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59. 전자제어 가솔린 기관에서 연료펌프 내에 체크밸브를 두는 가장 중요한 이유는?

  1. 재 시동성을 향상시키기 위하여
  2. 가속성을 향상시키기 위하여
  3. 연비를 좋게 하기 위하여
  4. 연료펌프 작동에 있어서 저항을 적게 받기 위하여
(정답률: 75%)
  • 체크밸브를 두는 가장 중요한 이유는 연료펌프 내의 연료가 역류하지 않도록 하기 위해서입니다. 이를 통해 재시동성을 향상시키는데 도움이 됩니다.
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60. 전자제어 기솔린기관에서 컨트롤 유닛(ECU)의 입력 센서 중 전원을 필요로 하지 않는 센서는?

  1. 맵센서
  2. 스로틀 포지션 센서
  3. 홀소자 방식의 캠축 위치 센서
  4. 마그네틱 방식의 크랭크각 센서
(정답률: 60%)
  • 마그네틱 방식의 크랭크각 센서는 자기장을 이용하여 크랭크각을 감지하기 때문에 전원을 필요로 하지 않습니다. 따라서 전자제어 기솔린기관에서 컨트롤 유닛(ECU)의 입력 센서 중 전원을 필요로 하지 않는 센서는 마그네틱 방식의 크랭크각 센서입니다.
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4과목: 자동차새시

61. 자동변속기 차량에서 스톨테스트(stall test)를 하는 목적은?

  1. 토크컨버터 및 각종 클러치, 엔진의 성능을 점검하기 위하여
  2. 주행 중 클러치 및 유성기어 상태를 점검하기 위하여
  3. 출발시의 토크비를 점검하기 위하여
  4. 펌프가 엔진에 전달하는 회전력을 점검하기 위하여
(정답률: 75%)
  • 자동변속기 차량에서 스톨테스트를 하는 목적은 토크컨버터 및 각종 클러치, 엔진의 성능을 점검하기 위하여입니다. 이 테스트는 차량이 정지 상태에서 엑셀러레이터를 밟았을 때 엔진이 멈추는 속도를 측정하여 토크컨버터와 클러치의 상태를 확인하고, 엔진의 성능을 평가합니다. 이를 통해 차량의 안전성과 성능을 유지할 수 있습니다.
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62. 수동변속기 차량에서 클러치 페달의 자유간극이 작아지는 원인은?

  1. 클러치 디스크의 페이싱 마모
  2. 클러치 압력판의 스프링 장력 약화
  3. 유압 브레이크 계통에 공기 혼입
  4. 클러치 마스터 실린더의 리턴 불량
(정답률: 56%)
  • 수동변속기 차량에서 클러치 페달의 자유간극이 작아지는 원인은 클러치 디스크의 페이싱 마모입니다. 클러치 디스크는 엔진과 변속기를 연결하는 역할을 하며, 사용하면서 마모가 발생하게 됩니다. 이러한 마모로 인해 클러치 디스크의 두께가 감소하면서 클러치 페달의 자유간극이 작아지게 됩니다. 따라서 클러치 디스크의 교체가 필요합니다.
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63. 동력전달 계통에서 차동 장치(differential gear)에 관련된 내용으로 틀린 것은?

  1. 차동장치의 형식은 웜과 웜기어 방식과 볼 엔드 조인트 방식으로 되어 있다.
  2. 요철이 심한 노면을 주행할 때 회전속도를 차동 한다.
  3. 구동토크의 크기는 노면과의 점착력이 작은 쪽의 구동팬에 의해서 결정된다.
  4. 선회할 때 좌우 구동륜 간의 회전속도를 다르게 제어한다.
(정답률: 61%)
  • 정답은 "차동장치의 형식은 웜과 웜기어 방식과 볼 엔드 조인트 방식으로 되어 있다."가 아닙니다. 차동장치의 형식은 웜과 웜기어 방식, 볼 엔드 조인트 방식, 일반적인 기어 방식 등 다양합니다. 따라서 이 보기는 틀린 것이 아닙니다.
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64. 거친 노면을 주행할 때 타이어가 노면이나 자갈 등을 치는 소리로 차량의 현가장치나 차체를 통하여 차내에 전달되는 소음으로 옳은 것은?

  1. 럼블(rumble) 소음
  2. 험(hum) 소음
  3. 스퀄(squeal) 소음
  4. 패턴(pattern) 소음
(정답률: 47%)
  • 럼블 소음은 거친 노면을 주행할 때 타이어가 노면이나 자갈 등을 치는 소리로 차량의 현가장치나 차체를 통하여 차내에 전달되는 소음이다. 이는 주로 저주파수 범위에서 발생하며, 굉장히 낮은 주파수의 진동으로 인해 차량 내부에서 느껴지는 진동감을 유발한다.
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65. 동력 조향장치에서 전동 모터(MDPS)식 종류가 아닌 것은?

  1. 칼럼 어시스트식
  2. 피니언 어시스트식
  3. 랙 어시스트식
  4. 조향 휠 어시스트식
(정답률: 56%)
  • 조향 휠 어시스트식은 전동 모터를 사용하지 않고, 조향 휠에 부착된 휠 센서와 전자 제어 모듈을 통해 조향력을 제어하는 방식이기 때문에 MDPS식이 아니다.
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66. 전자제어 현가장치에서 앤티 다이브 제어에 필요한 입력 요소로 옳은 것은?

  1. 차고 센서, G-센서
  2. 스로틀 포지션센서, 차속센서
  3. G-센서, 브레이크 스위치
  4. 차속센서, 브레이크 스위치
(정답률: 63%)
  • 앤티 다이브 제어는 차량이 급정거나 급정지할 때 발생하는 전륜의 하강을 방지하기 위한 시스템입니다. 따라서 차속센서와 브레이크 스위치가 필요합니다. 차속센서는 차량의 속도를 감지하여 하강 방지에 필요한 정보를 제공하고, 브레이크 스위치는 브레이크를 밟았을 때 하강 방지에 필요한 신호를 제공합니다. 따라서 "차속센서, 브레이크 스위치"가 옳은 선택입니다.
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67. 전자제어 제동장치(ABS)에서 셀렉트-로(select-low) 제어에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 제동시키려는 바퀴만 골라서 제어한다.
  2. 제동력을 독립적으로 제어한다.
  3. 좌·우 차륜의 회전속도를 비교하여 먼저 슬립되는 바퀴를 기준으로 제어한다.
  4. 전륜의 속도 불균형을 빠르게 분배하여 제어한다.
(정답률: 86%)
  • 셀렉트-로(select-low) 제어는 좌·우 차륜의 회전속도를 비교하여 먼저 슬립되는 바퀴를 기준으로 제어하는 방식입니다. 이는 슬립되는 바퀴를 먼저 제동하여 안전성을 높이고, 제동력을 독립적으로 제어하는 것보다 더 효과적인 방식입니다. 따라서 "좌·우 차륜의 회전속도를 비교하여 먼저 슬립되는 바퀴를 기준으로 제어한다."가 옳은 설명입니다.
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68. 스프링 아래진량 진동에서 X축을 중심으로 회전운동을 하는 고유 진동은?

  1. 휠 트램프(wheel tramp)
  2. 와인드업(wind up)
  3. 상하진동(wheel hop)
  4. 평행진동(parallel hop)
(정답률: 70%)
  • 스프링 아래진량 진동에서 X축을 중심으로 회전운동을 하는 고유 진동은 "휠 트램프(wheel tramp)"이다. 이는 스프링과 타이어 사이의 마찰력으로 인해 타이어가 스프링을 따라 회전하면서 발생하는 현상이다. 이러한 회전운동은 타이어와 스프링 사이의 마찰력이 증가하면 더욱 심해지며, 고속 주행에서 발생할 가능성이 높다. 이러한 현상은 차량의 안정성을 해치며, 타이어와 스프링에 과도한 하중을 가할 수 있어 안전에 위협이 된다.
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69. 공기식 브레이크 장치의 장점이 아닌 것은?

  1. 동력 피스톤의 지름을 작게 하여도 큰 제동력을 얻을 수 있다.
  2. 차량 중량에 제한을 받지 않는다.
  3. 베이퍼록 발생 염려가 없다.
  4. 공기 압축기에 의한 엔진의 동력 손실은 없다.
(정답률: 62%)
  • 공기식 브레이크 장치는 공기 압축기를 이용하여 제동력을 발생시키기 때문에 엔진의 동력 손실이 발생하지 않는다. 따라서 "공기 압축기에 의한 엔진의 동력 손실은 없다."가 공기식 브레이크 장치의 장점이 아닌 것이다.
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70. 후륜구동 방식의 차량에서 엔진회전토크가 30kgf·m, 추진축의 회전수가 400rpm, 제1속의 변속비 6, 최종감속비는 6.5일 때 후차축에 전달되는 회전토크는? (단, 기계손실은 무시한다.)

  1. 1170kgf·m
  2. 1280kgf·m
  3. 1360kgf·m
  4. 1420kgf·m
(정답률: 40%)
  • 후륜구동 방식의 차량에서 후차축에 전달되는 회전토크는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전달되는 회전토크 = 엔진회전토크 × 변속비 × 최종감속비

    여기서 엔진회전토크는 30kgf·m, 제1속의 변속비는 6, 최종감속비는 6.5이므로,

    전달되는 회전토크 = 30kgf·m × 6 × 6.5 = 1170kgf·m

    따라서 정답은 "1170kgf·m"이다.
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71. 휠 림의 규격이 4½×13엣 4½×14로 바뀌었을 때 달라진 것은?

  1. 휠 림의 플랜지(flange) 형상
  2. 휠 림의 폭(width)
  3. 휠 림의 진격(diameter)
  4. 휠 림의 험프(hump) 형상
(정답률: 62%)
  • 휠 림의 규격이 4½×13에서 4½×14로 바뀌면 휠 림의 직경이 커지게 됩니다. 이는 휠 림이 더 크기 때문에 타이어의 지름도 커지게 되어 차량의 높이가 조금 더 높아질 수 있습니다. 따라서 정답은 "휠 림의 진격(diameter)"입니다. 플랜지 형상, 폭, 험프 형상은 모두 휠 림의 구조와 관련된 요소이지만, 직경은 휠 림의 크기와 직접적으로 연관되어 있습니다.
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72. 전자제어 제동장치에서 EBD(electronic brake force distribution)의 기능은?

  1. 급제동시 앞바퀴의 조기 로크를 방지해 준다.
  2. 급제동시 뒷바퀴의 조기 로크를 방지해 준다.
  3. 급제동시 뒷바퀴의 유압을 증가시켜 준다.
  4. 급제동시 앞·뒷바퀴 모두 유압을 증가시켜 준다.
(정답률: 81%)
  • EBD는 전자제어 제동장치에서 브레이크 압력을 조절하여 급제동시 앞바퀴와 뒷바퀴의 제동력을 균형있게 분배해준다. 이를 통해 급제동시 뒷바퀴의 조기 로크를 방지해준다.
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73. 조향장치에서 조향 기어의 분류 방식이 아닌 것은?

  1. 가역식
  2. 비가역식
  3. 반가역식
  4. 전부동식
(정답률: 66%)
  • 조향장치에서 조향 기어의 분류 방식 중 "전부동식"은 실제로 존재하지 않는 분류 방식입니다. 따라서 이것이 정답으로 선택됩니다.
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74. 자동변속기에 적용된 토크 컨버터 내부 작동에서 펌프와 터빈의 회전수가 같아질 때는?

  1. 컨트롤 레버가 중립일 때
  2. D레인지에서 출발할 때
  3. R레인지에서 출발할 때
  4. 댐퍼 클러치가 작동할 때
(정답률: 81%)
  • 토크 컨버터 내부에서 펌프와 터빈의 회전수가 같아지면, 토크 컨버터는 효율적인 전달을 위해 댐퍼 클러치를 작동시킵니다. 댐퍼 클러치는 펌프와 터빈을 묶어서 회전수를 일치시키고, 변속기의 기어를 연결하여 차량을 움직입니다. 따라서 "댐퍼 클러치가 작동할 때"가 정답입니다.
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75. 유압식 동력조향 장치에서 작동점검 항목으로 거리가 먼 것은?

  1. 피니언의 프리로드 점검
  2. 스트러트 인슐레이터 점검
  3. 조향핸들의 작동력 점검
  4. 오일펌프의 압력 점검
(정답률: 71%)
  • 유압식 동력조향 장치에서는 스트러트 인슐레이터 점검이 거리가 먼 항목이다. 이는 스트러트 인슐레이터가 유압식 동력조향 장치의 작동에 직접적인 영향을 미치지 않기 때문이다. 스트러트 인슐레이터는 조향장치의 진동을 완화시키는 역할을 하며, 주로 차량의 안정성과 편안한 주행을 위해 필요한 부품이다. 따라서 유압식 동력조향 장치의 작동점검 항목으로는 피니언의 프리로드 점검, 조향핸들의 작동력 점검, 오일펌프의 압력 점검 등이 중요하다.
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76. 유압식 제동장치에서 제동력을 발생시키는 유압의 원리는?

  1. 베르누이 원리
  2. 쿨롱의 원리
  3. 에커먼 장토 원리
  4. 파스칼 원리
(정답률: 85%)
  • 유압식 제동장치에서는 유체의 압력을 이용하여 제동력을 발생시킵니다. 이때 유체의 압력은 파스칼 원리에 따라 전달됩니다. 파스칼 원리는 "유체에 압력을 가하면 그 압력은 모든 방향으로 동일하게 전달된다"는 원리입니다. 따라서 유압식 제동장치에서도 압력이 가해지는 부분에서 발생한 압력이 모든 방향으로 전달되어 제동력을 발생시키게 됩니다.
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77. 자동변속기 내부구조에서 주로 사용되는 일방향 클러치의 종류가 아닌 것은?

  1. 스프래그 형
  2. 래칫 형
  3. 롤러 테이퍼 형
  4. 다판 클러치 형
(정답률: 47%)
  • 다판 클러치 형은 자동변속기 내부에서 사용되지 않는다. 대신에, 스프래그 형, 래칫 형, 롤러 테이퍼 형이 주로 사용된다. 다판 클러치 형은 일반적으로 수동변속기에서 사용된다.
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78. 마찰 클러치 디스크의 지름이 50cm, 전달 토크가 100N·m일 때 디스크를 누르는 클러치 스프링 한 개당 힘은? (단, 마찰계수:0.3, 클러치 스프링:6개)

  1. 약 1333N
  2. 약 660N
  3. 약 111N
  4. 약 222N
(정답률: 43%)
  • 클러치 디스크에 작용하는 마찰력은 마찰계수와 디스크에 작용하는 압력에 비례한다. 따라서 디스크를 누르는 클러치 스프링 한 개당 힘은 디스크에 작용하는 압력과 같다.

    클러치 디스크의 면적은 (지름/2)^2 x π = 1962.5cm^2 이다. 디스크에 작용하는 압력은 마찰력과 전달 토크에 의해 결정된다.

    전달 토크는 마찰력과 디스크 반지름에 비례하므로, 마찰력도 디스크 반지름에 비례한다. 따라서 마찰력은 전달 토크를 디스크 반지름으로 나눈 값에 마찰계수를 곱한 것과 같다.

    마찰력 = 전달 토크 / 디스크 반지름 x 마찰계수 = 100 / 0.25 x 0.3 = 1200N

    클러치 스프링 6개가 디스크를 누르는 힘은 1200N / 6 = 200N 이다.

    따라서 정답은 "약 200N" 이다.
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79. 자동차의 구동력에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 구동력은 엔진의 회전력에 비례한다.
  2. 구동력은 총 감속비에 반비례한다.
  3. 구동력은 구동바퀴의 반경에 반비례한다.
  4. 구동력이 크면 등판능력도 좋다.
(정답률: 59%)
  • "구동력은 총 감속비에 반비례한다."가 틀린 설명입니다. 구동력은 엔진의 회전력에 비례하며, 구동력이 크면 등판능력도 좋아집니다. 구동력은 구동바퀴의 반경과는 관계가 없습니다. 총 감속비는 엔진과 구동바퀴 사이의 기어비와 차축의 감속비를 합한 값으로, 구동력과는 반비례하는 관계가 아닙니다.
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80. 자재이음 중 등속 조인트(CV joint)의 종류가 아닌 것은?

  1. 트랙터형
  2. 벤딕스형
  3. 제파형
  4. 플렉시블형
(정답률: 61%)
  • 등속 조인트(CV joint)는 자동차의 구동축과 바퀴를 연결하는 부품으로, 회전 운동을 전달하면서도 각도 변화에 대응할 수 있도록 설계되어 있습니다. "트랙터형", "벤딕스형", "제파형"은 모두 등속 조인트의 종류 중 하나이지만, "플렉시블형"은 등속 조인트가 아닙니다. "플렉시블형"은 유연한 소재로 만들어진 커플링(Coupling)으로, 회전 운동을 전달하면서도 각도 변화에 대응할 수 있습니다. 따라서, "플렉시블형"은 등속 조인트의 종류가 아닙니다.
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5과목: 자동차전기

81. 기동 전동기가 정상적으로 회전하지만 기관이 시동되지 않는 원인으로 틀린 것은?

  1. 연료펌프의 이상
  2. 피니언 기어의 적은 백래시
  3. 기관의 압축압력 부족
  4. 부적절한 밸브 타이밍
(정답률: 73%)
  • 피니언 기어의 적은 백래시는 엔진과 프로펠러 사이의 기어에서 발생하는 문제입니다. 백래시는 엔진이 회전할 때 프로펠러가 반대 방향으로 회전하는 현상을 말합니다. 이는 엔진의 회전력이 프로펠러에 전달되지 않아 기관이 시동되지 않는 원인이 됩니다. 따라서 피니언 기어의 적절한 백래시가 필요합니다.
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82. 감광식 룸 램프 제어에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 도어를 연 후 닫을 때 실내등이 즉시 소동되지 않고 서서히 소등될 수 있도록 한다.
  2. 시동 및 출발 준비를 할 수 있도록 편의를 제공하는 기능이다.
  3. 모든 신호는 엔진 컴퓨터로 입력된다.
  4. 입력요소는 모든 도어 스위치이다.
(정답률: 67%)
  • "모든 신호는 엔진 컴퓨터로 입력된다."는 틀린 설명입니다. 감광식 룸 램프 제어는 엔진 컴퓨터와는 관련이 없는 기능으로, 일반적으로 차량의 본넷 아래에 위치한 제어 모듈에서 제어됩니다. 입력요소는 모든 도어 스위치뿐만 아니라, 차량 내부의 조명 스위치나 리모컨 등 다양한 요소가 될 수 있습니다.
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83. 엔진 컴퓨터(ECU)의 입력 요소 신호가 아닌 것은?

  1. 시동(크랭킹)
  2. EGR밸브
  3. 공회전 스위치
  4. 냉각수 온도
(정답률: 70%)
  • EGR 밸브는 엔진 컴퓨터(ECU)의 입력 요소 신호가 아닙니다. 왜냐하면 EGR 밸브는 엔진의 배기 가스 재순환 시스템을 제어하기 위한 부품으로, 엔진의 성능과 배출 가스를 개선하기 위한 목적으로 설치되기 때문입니다. 따라서 EGR 밸브는 엔진 컴퓨터(ECU)의 입력 요소 신호가 아닙니다.
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84. 기동전동기의 성능에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 축전지 용량이 적어지면 전동기의 출력은 감소된다.
  2. 같은 용량의 축전지라 하더라도 기온이 낮으면 전동기의 출력은 감소된다.
  3. 엔진 오일의 점도가 높으면 요구되는 구동 토크도 증가된다.
  4. 기관의 온도가 낮을 경우 시동 전동기에는 작은 부하가 걸리게 된다.
(정답률: 56%)
  • "기관의 온도가 낮을 경우 시동 전동기에는 작은 부하가 걸리게 된다."가 틀린 것이다. 기관의 온도가 낮을 경우 시동 전동기에는 더 큰 부하가 걸리게 된다. 이는 엔진 내부의 부품들이 냉각되어 작동하기 어려워지기 때문이다.
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85. 그림과 같은 인젝터 파형에서 인젝터 작동시간은?

  1. a ∼ b
  2. b ∼ d
  3. c ∼ f
  4. d ∼ f
(정답률: 83%)
  • 인젝터 작동시간은 인젝터가 열린 상태인 시간으로, 그림에서 b부터 d까지의 구간이 인젝터가 열린 상태이므로 정답은 "b ∼ d"이다. a부터 b까지는 인젝터가 열리기 전의 시간이고, c부터 f까지는 인젝터가 닫히기 전의 시간이므로 해당 구간들은 인젝터 작동시간에 포함되지 않는다.
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86. 전조등의 전구 표면을 맨손으로 만지거나 표면에 이물질이 묻어 있으면 전구가 파손되기 쉬운 원인으로 옳은 것은?

  1. 유리의 진동저항성이 작기 때문이다.
  2. 유리표면 열팽창계수의 차이가 생기기 때문이다.
  3. 유리의 표면이 매끈하기 때문이다.
  4. 유리가 투명하기 때문이다.
(정답률: 93%)
  • 전조등의 전구는 유리로 만들어져 있습니다. 유리는 열팽창계수가 있어서 온도가 변하면 크기가 변합니다. 만약 전구의 유리 표면에 이물질이 묻어 있거나 맨손으로 만지면, 그 부분의 온도가 다른 부분보다 높아질 수 있습니다. 이 때, 유리 표면 열팽창계수의 차이가 생겨서 전구가 파손될 수 있습니다. 따라서 전구를 다룰 때는 맨손으로 만지지 않고, 깨끗한 손수건 등으로 다루는 것이 좋습니다.
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87. 암전류의 측정 필요시기로 거리가 먼 것은?

  1. 특별한 이유 없이 배터리가 방전될 때
  2. 주행 중 시동 꺼짐 발생시
  3. 전기 장치의 개조 작업 이후
  4. 배선 교환 작업 이후
(정답률: 68%)
  • 주행 중 시동 꺼짐 발생시는 암전류의 측정 필요시기로 거리가 먼 것이다. 이는 주행 중에 시동이 꺼지면 배터리 충전 상태나 충전 시스템의 문제가 발생할 가능성이 높기 때문이다. 따라서 암전류의 측정을 통해 문제를 파악하고 조치를 취할 필요가 있다.
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88. 그림과 같은 자동차 헤드라이트 회로에서 사용해야 할 퓨즈의 용량은? (단, 안전율은 1.3이다.)

  1. 5A
  2. 15A
  3. 25A
  4. 35A
(정답률: 75%)
  • 헤드라이트 회로에서는 최대 19.5A의 전류가 흐를 수 있으므로, 안전율 1.3을 곱한 값인 25.35A를 넘지 않는 15A의 퓨즈를 사용해야 한다. 따라서 정답은 "15A"이다.
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89. 자동차용 납산 축전지에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 배터리 액이 줄어드는 주된 이유는 엔진의 열기로 가열된 배터리 액이 가스로 증발되고 에어벤트를 통해 빠져나가기 때문이다.
  2. 배터리 액이 부족하면 극판이 경화되므로 배터리 보호를 위해 수시로 점검하고 묽은황산을 보충해 주어야 한다.
  3. 방전되면 전해액 속에 황산이 화학적 변화를 일으켜 극판과 반응하여 황산납으로 변해 전해액은 황산에 가깝게 변한다.
  4. 충전이 되면 각 극판의 황산납이 분해되며 황산은 전해액속으로 되돌아가 농도가 높아지고 비중이 올라간다.
(정답률: 52%)
  • 자동차용 납산 축전지는 전기를 저장하고 방전시키는데 사용되는 장치입니다. 충전이 되면 각 극판의 황산납이 분해되며 황산은 전해액속으로 되돌아가 농도가 높아지고 비중이 올라갑니다. 이는 충전된 전기가 극판에 저장되는 과정입니다. 따라서 충전된 축전지는 전기를 공급할 수 있습니다.
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90. 통합 운전석 기억장치(IMS:integrated memory system)의 기능이 아닌 것은?

  1. 뒷 유리 열선 자동 제어기능
  2. 운전석 시트 위치 자동 복귀기능
  3. 아웃사이드 미러 각도 자동 복귀기능
  4. 조향휠 틸트 각도 자동 제어기능
(정답률: 82%)
  • IMS는 운전자의 좌석 위치, 조향휠 각도, 아웃사이드 미러 각도 등을 기억하고 자동으로 조절해주는 기능을 제공합니다. 하지만 "뒷 유리 열선 자동 제어기능"은 IMS의 기능이 아닙니다. 이 기능은 뒷 유리에 내장된 열선을 자동으로 제어하여 안개 등의 습기를 제거하는 기능입니다.
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91. 제동등의 안전기준으로 적합하지 않은 것은?

  1. 1등 당 광도는 40cd 이상 420cd 이하 일 것
  2. 다른 등화와 겸용하는 경우 그 광도가 2배 이상 증가할 것
  3. 1등 당 유효 조광면적은 22cm2 이상일 것
  4. 등화의 중심점은 공차상태에서 지상 35cm 이상 200cm 이하
(정답률: 69%)
  • "다른 등화와 겸용하는 경우 그 광도가 2배 이상 증가할 것"은 안전 기준에 부합하지 않는 이유는, 이러한 등화는 주로 차량의 제동등으로 사용되는데, 광도가 2배 이상 증가하면 다른 운전자들에게 눈부심을 유발하여 교통사고의 위험성을 높일 수 있기 때문입니다. 따라서, 이러한 등화는 안전 기준에 부합하지 않습니다.
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92. 내비게이션 시스템에서 사용하는 센서가 아닌 것은?

  1. 지자기 센서
  2. 중력 센서
  3. 진동 자이로
  4. 광섬유 자이로
(정답률: 72%)
  • 내비게이션 시스템에서 사용하는 센서는 위치, 방향, 속도 등의 정보를 수집하기 위해 다양한 센서를 사용합니다. 그 중에서도 중력 센서는 내비게이션 시스템에서 사용되지 않습니다. 중력 센서는 기기의 방향을 감지하는 데 사용되며, 내비게이션 시스템에서는 위치와 방향을 결정하기 위해 지자기 센서, 진동 자이로, 광섬유 자이로 등의 센서를 사용합니다.
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93. 자동차 에어컨시스템에서 냉매의 흐름 순서로 옳은 것은?

  1. 압축기 → 증발기 → 팽창밸브 → 응축기
  2. 압축기 → 팽창밸브 → 응축기 → 증발기
  3. 압축기 → 응축기 → 팽창밸브 → 증발기
  4. 압축기 → 증발기 → 응축기 → 팽창밸브
(정답률: 76%)
  • 자동차 에어컨시스템에서는 냉매가 압축기에서 압축되어 증발기로 이동하게 됩니다. 증발기에서는 냉매가 공기와 접촉하여 냉각되고, 이어서 팽창밸브를 통해 압력이 낮아지면서 응축기로 이동합니다. 응축기에서는 냉매가 냉각되어 압축기로 다시 순환하게 됩니다. 따라서 옳은 순서는 "압축기 → 응축기 → 팽창밸브 → 증발기" 입니다.
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94. 가솔린기관의 회전속도가 1800rpm, 점화 지연시간이 1/600초 일 때 ATDC 10°에서 최고압력이 되려면 점화시점은?

  1. 압축행정 BTDC 5.6°
  2. 압축행정 BTDC 6°
  3. 압축행정 BTDC 8°
  4. 압축행정 BTDC 14.6°
(정답률: 61%)
  • 최고압력이 되기 위해서는 가장 적절한 시기에 연료와 공기가 혼합되어 폭발해야 합니다. 이때, 폭발이 일어나는 시기를 점화시점이라고 합니다.

    점화 지연시간이 1/600초이므로, 1분에 600번의 폭발이 일어납니다. 따라서, 1회 폭발에 걸리는 시간은 1/600분이 됩니다.

    회전속도가 1800rpm이므로, 1회 회전에 걸리는 시간은 1/1800분이 됩니다. 따라서, 1회 회전에 폭발이 일어나는 횟수는 1800/600 = 3회가 됩니다.

    최고압력이 되기 위해서는 압축행정에서 연료와 공기가 혼합되어 폭발해야 합니다. 따라서, 점화시점은 압축행정 이전인 BTDC(Before Top Dead Center)여야 합니다.

    보기 중에서 압축행정 BTDC 8°이 가장 적절한 이유는, 압축행정 BTDC 5.6°와 6°는 너무 이른 시기에 폭발이 일어나므로 최고압력을 발생시키기에는 적절하지 않습니다. 반면, 압축행정 BTDC 14.6°는 너무 늦은 시기에 폭발이 일어나므로 최고압력을 발생시키기에도 적절하지 않습니다. 따라서, 압축행정 BTDC 8°이 가장 적절한 점화시점입니다.
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95. 그림과 같은 매니폴드 게이지 세트를 사용하여 에어컨 시스템 진공 및 냉매 충전에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 에어컨 시스템의 진공 시 가운데 호스는 진공 펌프에 연결하여 사용한다.
  2. 에어컨 시스템 진공 후 약 5분 이상 진공 누설이 없는지 계기로 확인한 후 충전하여야 한다.
  3. 냉매 충전 시 엔진을 시동하고 컴프레서를 작동한 후 저압측 밸브를 열어두고 고압측 밸브를 닫는다.
  4. 냉매 충전 시 엔진을 시동하고 컴프레서를 끈 후 저압측 밸브는 닫고 고압측 밸브를 열어 둔다.
(정답률: 61%)
  • 정답은 "냉매 충전 시 엔진을 시동하고 컴프레서를 끈 후 저압측 밸브는 닫고 고압측 밸브를 열어 둔다."입니다. 이유는 냉매 충전 시에는 엔진을 시동하고 컴프레서를 작동시켜야 하며, 이때 저압측 밸브는 열어두고 고압측 밸브는 닫아야 합니다. 이유는 냉매가 압축되어 고압측으로 이동하면서 냉기를 발생시키기 때문에, 고압측 밸브를 열어두면 냉매가 자유롭게 흐를 수 있어 충전이 원활하게 이루어집니다. 반면 저압측 밸브는 닫아두어야 냉매가 진공으로 흡입되지 않도록 방지할 수 있습니다.
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96. 주행 중 계기판의 충전경고등이 점등되는 직접적인 원인으로 틀린 것은?

  1. 발전기 출력전압이 배터리 전압보다 낮았다.
  2. 발전기 로터코일이 단선되었다.
  3. 배터리의 수명이 다 되었거나 배터리 전해액이 부족하였다.
  4. 발전기 구동벨트가 느슨하거나 퓨즈블 링크가 단선되었다.
(정답률: 39%)
  • 배터리의 수명이 다 되었거나 배터리 전해액이 부족한 경우에는 충전이 제대로 이루어지지 않아 충전경고등이 점등됩니다. 이는 발전기 출력전압이 충분하더라도 충전이 이루어지지 않기 때문입니다. 따라서 이 보기가 정답입니다.
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97. 발전기 내부구조에서 제너 다이오드에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 특정 전압 이상에서는 역방향으로 전류가 흐른다.
  2. 정전압 다이오드 라고도 한다.
  3. 순방향으로 가한 일정 전압을 제너 전압이라고 한다.
  4. 발전기의 전압조정기에 사용된다.
(정답률: 77%)
  • "순방향으로 가한 일정 전압을 제너 전압이라고 한다."라는 설명이 틀립니다. 제너 다이오드는 발전기에서 발생하는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 역할을 합니다. 따라서 제너 다이오드에 순방향으로 가한 일정 전압을 제너 전압이라고 하는 것은 잘못된 설명입니다. 제너 전압은 발전기에서 발생하는 교류 전압을 정류하여 얻어지는 직류 전압을 말합니다.
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98. 점화장치에서 스파크 플러그에 카본이 퇴적되는 원인으로 거리가 먼 것은?

  1. 스파크 플러그의 과냉
  2. 혼합기가 너무 희박함
  3. 피스톤 링의 마모
  4. 점화시기가 규정보다 늦을 때
(정답률: 87%)
  • 혼합기가 너무 희박하면 연료와 공기의 비율이 맞지 않아 연소가 불완전하게 일어나게 됩니다. 이로 인해 연소가 부족한 부분에서 카본이 생성되어 스파크 플러그에 퇴적됩니다. 따라서 스파크 플러그에 카본이 퇴적되는 원인으로 거리가 먼 것은 "혼합기가 너무 희박함" 입니다.
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99. 그림과 같은 TPS회로에서 A점 위치의 저항 발생에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, A점의 저항 크기는 TPS의 저항보다 작다.)

  1. TPS 값이 밸브개도에 따라 가변되지 않는다.
  2. TPS 값이 항상 기준보다 낮아진다.
  3. TPS 값이 기준보다 높아진다.
  4. TPS 값이 항상 5V로 나타난다.
(정답률: 46%)
  • A점의 저항이 TPS의 저항보다 작으면 A점에서의 전압이 더 높아지게 되고, 이로 인해 TPS의 출력 전압도 높아지게 됩니다. 따라서 TPS 값이 기준보다 높아지게 됩니다.
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100. 무보수 축전지(MF:maintenance free)에 관련된 내용으로 틀린 것은?

  1. 납-칼슘계의 합금 격자체를 사용한다.
  2. 충전 중 양극에서 발생하는 H2를 음극에서 흡수한다.
  3. 전해액 보충구가 없어 비중을 측정할 수 없다.
  4. 자기방전이 적어 장기보관이 유리하다.
(정답률: 66%)
  • 정답은 "전해액 보충구가 없어 비중을 측정할 수 없다."이다.

    충전 중 양극에서 발생하는 H2를 음극에서 흡수하는 이유는 MF 축전지에서 사용되는 전해액이 수소를 포함하고 있기 때문이다. 충전 중에 양극에서 발생하는 수소는 음극에서 산화되어 수소 이온(H+)으로 전해질 때 음극에서 흡수된다. 이렇게 함으로써 축전지 내부에서 수소가 축적되는 것을 방지하고, 축전지의 수명을 연장시킨다.
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