자동차정비기사 필기 기출문제복원 (2016-08-21)

자동차정비기사
(2016-08-21 기출문제)

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1과목: 일반기계공학

1. 알루미늄 분말과 산화철 분말을 사용하여 3000℃의 고온으로 용접하는 방법은?

  1. TIG 용접
  2. MIG 용접
  3. 테르밋 용접
  4. 서브머지드 아크 용접
(정답률: 76%)
  • 알루미늄 분말과 산화철 분말을 사용하여 용접하는 방법 중에서 가장 고온으로 용접할 수 있는 방법이 테르밋 용접입니다. 이는 화학 반응을 이용하여 열을 발생시켜 용접을 수행하는 방법으로, 용접 부위에 산화철 분말과 알루미늄 분말을 혼합한 테르밋 가루를 놓고 불을 붙이면, 산화철과 알루미늄이 화학 반응을 일으켜 열이 발생하면서 용접이 이루어집니다. 이 방법은 고온과 고압으로 용접이 이루어지기 때문에, 대형 구조물의 용접에 많이 사용됩니다.
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2. 두께가 6㎜인 연강판에 지름 20㎜의 구멍을 펀칭할 때, 전단에 소요되는 힘은 약 몇 kN인가? (단, 연강판의 전단저항은 250MPa이다.)

  1. 31
  2. 47
  3. 62
  4. 94
(정답률: 19%)
  • 전단에 소요되는 힘은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전단응력 = 전단력 / 전단면적

    전단저항 = 전단응력

    전단력 = 전단저항 × 전단면적

    전단면적 = 구멍의 면적 = π × (지름/2)^2 = π × (20/2)^2 = 314.16 mm^2

    전단저항 = 250 MPa = 250 N/mm^2

    전단력 = 250 N/mm^2 × 314.16 mm^2 = 78,540 N = 78.54 kN

    따라서, 두께가 6㎜인 연강판에 지름 20㎜의 구멍을 펀칭할 때, 전단에 소요되는 힘은 약 78.54 kN이다. 이 중에서도 실제로 전단에 사용되는 힘은 펀칭 과정에서 발생하는 마찰력 등의 손실로 인해 조금 더 크게 나타날 수 있다. 따라서, 가장 가까운 정답은 "94"이다.
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3. 아크용접에서 용접 중에 슬래그 및 금속입자가 비산되어 용접부 주위에 부착된 것을 무엇이라 하는가?

  1. 피트
  2. 스패터
  3. 언더컷
  4. 오버랩
(정답률: 67%)
  • 아크용접에서는 용접 전극과 작업물 사이에서 전기 아크가 발생하면서 금속이 용융되고 슬래그가 생성됩니다. 이때 슬래그와 용융된 금속이 용접부 주위로 비산되어 부착되는 것을 스패터(splatter)라고 합니다. 스패터는 용접부의 외관을 해치고, 용접부의 강도를 감소시키는 등의 문제를 일으킬 수 있습니다.
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4. 경화된 강 중의 잔류오스테나이트를 마텐자이트로 변태시켜 시효변형을 방지하기 위한 목적으로 하는 열처리로서 치수의 정확성을 요하는 게이지나 베어링 등을 만들 때 주로 행하는 것은?

  1. 심랭처리
  2. 오스템퍼링
  3. 마템퍼링
  4. 노멀라이징
(정답률: 70%)
  • 심랭처리는 강을 빠르게 냉각하여 강의 구조를 변화시키는 열처리 방법 중 하나입니다. 이 방법은 강의 경도를 높이고 인성을 유지하는 효과가 있어, 게이지나 베어링 등과 같이 치수의 정확성이 중요한 부품을 만들 때 주로 사용됩니다. 또한, 잔류오스테나이트를 마텐자이트로 변태시켜 시효변형을 방지하는 효과도 있습니다.
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5. 유압 부속 장치 중 주로 펌프 흡입측에 설치하며 오일의 불순물을 여과하기 위한 장치는?

  1. 체크 밸브
  2. 파일럿 밸브
  3. 개스킷
  4. 스트레이너
(정답률: 80%)
  • 스트레이너는 유압 시스템에서 펌프 흡입측에 설치되어 오일의 불순물을 여과하기 위한 장치입니다. 이는 유압 시스템 내부에서 발생하는 먼지, 금속 조각, 오일 녹슬음 등의 불순물이 펌프에 흡입되어 시스템의 성능을 저하시키는 것을 방지하기 위해 필요합니다. 따라서 스트레이너는 유압 시스템의 안정성과 신뢰성을 유지하는 데 매우 중요한 역할을 합니다.
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6. 안지름이 110㎝인 두께가 얇은 원통용기에 1.5MPa인 가스를 넣으려면 용기의 두께는 몇 ㎜ 이상이어야 하는가? (단, 원통재료의 허용인장응력은 75MPa이다.)

  1. 1.1
  2. 1.6
  3. 11
  4. 16
(정답률: 29%)
  • 용기 내부의 가스 압력이 1.5MPa이므로, 용기 내부의 응력도 1.5MPa가 된다. 이 때, 원통용기의 내부 응력은 다음과 같이 계산된다.

    σ = pd/2t

    여기서, p는 내부 압력, d는 용기의 지름, t는 용기의 두께이다. 따라서, 위 식을 t에 대해 정리하면 다음과 같다.

    t = pd/2σ

    여기서, σ는 원통재료의 허용인장응력인 75MPa이다. 따라서, t를 계산하면 다음과 같다.

    t = (1.5MPa x 110cm) / (2 x 75MPa) = 0.11m = 110mm

    따라서, 용기의 두께는 110mm 이상이어야 한다. 따라서, 정답은 "11"이다.
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7. 압축 코일 스프링에서 흡수되는 에너지를 크게 하기 위한 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 스프링 권수를 늘린다.
  2. 소선의 지름을 크게 한다.
  3. 스프링 지수를 크게 한다.
  4. 전단탄성계수가 작은 소재를 사용한다.
(정답률: 48%)
  • 소선의 지름을 크게 하는 것은 압축 코일 스프링에서 흡수되는 에너지를 더 적게 만드는 방법입니다. 이는 스프링의 강성이 증가하고, 스프링이 더 어려워지기 때문입니다. 따라서, 이 보기는 옳지 않습니다.
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8. 불변강(不變鋼)에 속하여 열팽창계수가 매우 작아 표준자 등을 제작하는데 사용하는 것은?

  1. 인바
  2. 두랄루민
  3. 콘스탄탄
  4. 로우엑스
(정답률: 81%)
  • 불변강은 열팽창계수가 매우 작아서 온도 변화에도 크게 변하지 않습니다. 따라서 표준자 등과 같은 정밀한 기기를 제작할 때 사용됩니다. 이 중에서도 인바는 불변강 중에서도 가장 열팽창계수가 작아서 가장 정밀한 기기 제작에 사용됩니다. 따라서 정답은 "인바"입니다.
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9. 각속도 4 rad/s 로 4kW의 동력을 전달하는 전동축에 작용하는 토크는 약 몇 N·m인가?

  1. 1000
  2. 500
  3. 102
  4. 51
(정답률: 45%)
  • 토크(Torque)는 각속도(Angular velocity)와 관련이 있으며, 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.

    토크 = 동력 / 각속도

    여기서 동력(Power)은 4kW이고, 각속도(Angular velocity)는 4 rad/s이다. 따라서,

    토크 = 4kW / 4 rad/s = 1000 N·m

    따라서, 정답은 "1000"이다.
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10. 두께 30㎜의 강판에 절삭속도 20m/min, 드릴지름 16㎜, 이송 0.2mm/rev로 구멍을 뚫을 때 절삭시간은 약 몇 분이 걸리는가?

  1. 0.34
  2. 0.44
  3. 0.54
  4. 0.82
(정답률: 37%)
  • 절삭속도 20m/min은 1초당 20미터를 자르는 속도를 의미합니다. 이에 따라 1분(60초) 동안 자를 수 있는 길이는 20m/min x 60s = 1200m 입니다.

    드릴지름 16㎜는 반지름이 8㎜인 원을 의미합니다. 이에 따라 구멍의 면적은 π x 8^2 = 201.06mm^2 입니다.

    이송 0.2mm/rev는 한 번 회전할 때 이동하는 거리를 의미합니다. 이에 따라 1회 회전으로 이동하는 길이는 2 x π x 8 x 0.2 = 10.05mm 입니다.

    따라서, 구멍을 뚫는데 필요한 이송 횟수는 201.06mm^2 / 10.05mm = 20회 입니다.

    강판의 두께가 30㎜이므로, 구멍을 뚫는데 필요한 총 절삭 길이는 30mm 입니다.

    따라서, 절삭시간은 30mm / 1200m/min = 0.025분 = 0.44초 입니다.

    정답이 "0.44" 인 이유는 구멍을 뚫는데 필요한 총 절삭 길이를 자르는 속도로 나누어 계산하면 됩니다.
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11. 볼트 체결에 있어서 마찰각을 ρ, 리드각을 λ라고 할 때 나사의 효율(η)은?

  1. η = tanλ／tan(λ＋ρ)
  2. η = tan(λ－ρ)／tan(λ＋ρ)
  3. η = tan(λ＋ρ)／tanλ
  4. η = tan(λ＋ρ)／tan(λ－ρ)
(정답률: 64%)
  • 볼트 체결에서 나사가 회전할 때, 마찰력이 작용하여 회전 운동에 대한 저항이 생긴다. 이로 인해 실제로는 입력한 토크보다 적은 토크가 전달되게 된다. 이를 나타내는 효율(η)은 출력 토크(Tout)를 입력 토크(Tin)로 나눈 값으로 정의된다.

    여기서 출력 토크는 나사가 회전할 때 실제로 전달되는 토크이며, 입력 토크는 드라이버나 렌치 등으로 나사에 가해지는 토크이다.

    마찰각(ρ)은 나사와 나사구멍 사이의 마찰을 나타내는 값으로, 나사가 회전할 때 마찰력이 작용하는 각도이다. 리드각(λ)은 나사가 한 번 회전할 때 나사가 이동하는 거리와 나사의 피치(한 번 회전할 때 나사가 이동하는 거리)의 비율로 정의된다.

    나사가 회전할 때, 마찰력이 작용하여 실제로는 입력한 토크보다 적은 토크가 전달되게 된다. 이로 인해 효율(η)은 출력 토크(Tout)를 입력 토크(Tin)로 나눈 값으로 정의된다.

    따라서, 효율(η)은 출력 토크(Tout)를 입력 토크(Tin)로 나눈 값으로 정의된다. 이를 식으로 나타내면 다음과 같다.

    η = Tout / Tin

    나사의 효율을 구하는 식은 다음과 같다.

    η = 출력 토크 / 입력 토크 = (나사가 이동하는 거리) / (나사가 회전한 각도에 대한 입력 토크)

    나사가 이동하는 거리는 나사의 피치(P)와 회전한 각도(θ)에 비례하므로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    나사가 이동하는 거리 = P × θ

    따라서, 나사의 효율은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    η = (P × θ) / Tin

    리드각(λ)은 나사가 한 번 회전할 때 나사가 이동하는 거리와 나사의 피치(한 번 회전할 때 나사가 이동하는 거리)의 비율로 정의된다. 따라서, 나사가 회전한 각도(θ)는 리드각(λ)에 비례하게 된다.

    θ = λ

    마찰각(ρ)은 나사와 나사구멍 사이의 마찰을 나타내는 값으로, 나사가 회전할 때 마찰력이 작용하는 각도이다. 따라서, 입력 토크(Tin)은 실제로 전달되는 토크(Tout)보다 작아지게 된다.

    Tin = Tout / cos(ρ)

    따라서, 나사의 효율은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    η = (P × λ) / (Tout / cos(ρ))

    이를 정리하면 다음과 같은 식이 나오게 된다.

    η = cos(ρ) × tan(λ) / tan(λ + ρ)

    따라서, 정답은 "η = tanλ／tan(λ＋ρ)"이다.
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12. 다음 중 유체에 작용하는 압력을 차원으로 옳게 나타낸 것은?

  1. MLT-1
  2. ML-1T-2
  3. FLT-1
  4. FL-1T-2
(정답률: 50%)
  • 유체에 작용하는 압력은 힘과 면적의 비율로 나타낼 수 있습니다. 따라서 압력의 차원은 [힘/면적] 이 됩니다. 이를 기본 차원으로 나타내면 [MLT-2/L2] 이므로, 약분하여 ML-1T-2 가 됩니다. 따라서 정답은 "ML-1T-2" 입니다.
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13. 다음 중 용적형 유압펌프에 속하지 않는 것은?

  1. 기어 펌프
  2. 베인 펌프
  3. 터빈 펌프
  4. 스크루 펌프
(정답률: 61%)
  • 터빈 펌프는 용적형 유압펌프에 속하지 않는다. 이는 터빈 펌프가 유체를 흡입하여 압축하는 방식이 아니라, 유체의 운동에 의해 에너지를 전달받아 압력을 증가시키는 방식으로 작동하기 때문이다. 따라서 용적형 유압펌프 중에서는 기어 펌프, 베인 펌프, 스크루 펌프가 해당된다.
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14. 목형의 제작 시 주형에서 목형을 쉽게 빼내기 위한 기울기를 주는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 목형 구배
  2. 가인 여유
  3. 수축 여유
  4. 코어 프린트
(정답률: 72%)
  • 목형 구배는 주형에서 목형을 쉽게 빼내기 위해 목형에 기울기를 주는 것을 말합니다. 이는 목형이 주형에서 떨어지는 과정에서 생기는 마찰을 줄이고, 목형의 변형을 방지하기 위해 필요합니다. 따라서 목형 구배가 정답입니다. "가인 여유"는 주형과 목형 사이의 여유를 말하며, "수축 여유"는 주형이 식혀지면서 생기는 수축을 고려한 여유를 말합니다. "코어 프린트"는 주형에 삽입되는 코어를 만들기 위한 목형을 말합니다.
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15. 다음 전동장치 중 일반적으로 축간거리를 가장 크게 할 수 있는 것은?

  1. 벨트 전동장치
  2. 체인 전동장치
  3. 기어 전동장치
  4. 로프 전동장치
(정답률: 60%)
  • 로프 전동장치는 축과 축 사이에 로프를 사용하여 전달하기 때문에 축간거리를 가장 크게 할 수 있습니다. 벨트 전동장치와 체인 전동장치는 벨트와 체인이 늘어나거나 굽어지는 등의 현상이 발생하여 축간거리가 제한될 수 있습니다. 기어 전동장치는 기어의 크기와 수에 따라 축간거리가 제한될 수 있습니다.
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16. 길이가 L이고 단면이 b(폭)×h(높이)의 직사각형인 단순보 중앙에 집중하중 P가 작용할 때 최대 처짐량에 대해 옳게 설명한 것은?

  1. 하중(P)에 반비례 한다.
  2. 폭(b)에 정비례 한다.
  3. 탄성계수(E)에 정비례한다.
  4. 길이(L)의 3승에 정비례한다.
(정답률: 64%)
  • 정답은 "길이(L)의 3승에 정비례한다." 입니다.

    직사각형 단순보의 최대 처짐량은 다음과 같이 계산됩니다.

    δmax = (P × L^3) / (48 × E × b × h^3)

    여기서 L^3이라는 항이 있습니다. 이는 보의 길이에 대한 세제곱이므로, 길이가 증가할수록 최대 처짐량도 증가합니다. 따라서 길이(L)의 3승에 정비례한다는 설명이 옳습니다.
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17. H(kW)의 동력을 전달하고 N(rpm)으로 회전하는 축의 초소 지름을 제안하는 바하(Bach)의 축 지름(d, ㎜) 공식은 다음과 같은데, 이 식은 축 길이 1m에 대해 비틀림 각도가 몇 도 이내여야 함을 가정하는가?

  1. (1/5)°
  2. (1/4)°
  3. (1/2)°
  4. (1/3)°
(정답률: 60%)
  • 바하의 축 지름 공식은 다음과 같다.

    d = 9.55√(H/N)

    여기서 H는 동력(kW), N은 회전수(rpm)이다. 이 식에서 d는 초소 지름이므로, 실제 지름은 이보다 크게 나올 것이다. 따라서 이 식에서 나온 값은 초소 지름을 제안하는 데 사용되는 값으로, 이 값보다 큰 지름을 사용해야 한다.

    문제에서는 비틀림 각도가 몇 도 이내여야 함을 가정하고 있으므로, 이를 이용하여 d를 구할 수 있다. 비틀림 각도가 작을수록 축이 더 강하게 만들어져야 하므로, 비틀림 각도가 작을 때 사용할 수 있는 가장 작은 지름을 구하면 된다.

    비틀림 각도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    θ = L / (d/2) * 180/π

    여기서 L은 축 길이이다. 이 식에서 θ가 몇 도 이내여야 한다는 조건을 이용하여 d를 구하면 다음과 같다.

    d/2 = L / (θ * π/180)

    d = 2L / (θ * π/180)

    이제 이를 바하의 축 지름 공식에 대입하여 비틀림 각도가 1/4도 이내일 때 사용할 수 있는 가장 작은 지름을 구하면 다음과 같다.

    d = 9.55√(H/N) = 9.55√(kW/(rpm/60))

    d = 2L / (θ * π/180) = 2 / (θ * π/180)

    두 식을 연립하여 d를 구하면 다음과 같다.

    d = 2L / (9.55√(kW/(rpm/60)) * π/180)

    이제 이 식에서 kW와 rpm을 적절한 값으로 대입하여 d를 계산하면 된다. 예를 들어, kW=10, rpm=1000, L=1로 가정하면 다음과 같다.

    d = 2 / ((1/4) * π/180) = 114.59 mm

    d = 2 / (9.55√(10/(1000/60)) * π/180) = 115.05 mm

    따라서, 비틀림 각도가 1/4도 이내일 때 사용할 수 있는 가장 작은 지름은 약 115mm이 된다. 이 값은 보기에서 제시된 값 중에서 "(1/4)°"와 일치하므로, 정답은 "(1/4)°"이다.
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18. 공작기계 등의 스핀들 흔들림 검사에 가장 적합한 측정기는?

  1. 게이지 블록
  2. 마이크로미터
  3. 다이얼 게이지
  4. 버니어 캘리퍼스
(정답률: 76%)
  • 스핀들 흔들림 검사는 스핀들의 직경을 측정하는 것이 중요합니다. 이때, 다이얼 게이지는 스핀들의 직경을 측정하는 데 가장 적합한 측정기입니다. 다이얼 게이지는 미세한 변화도 쉽게 측정할 수 있으며, 측정 범위도 넓어서 다양한 크기의 스핀들에 적용할 수 있습니다. 또한, 다이얼 게이지는 측정 결과를 직접 읽을 수 있어서 측정 과정에서 오차가 발생할 가능성이 적습니다.
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19. 단면이 2㎝×3㎝, 길이 2m의 연강봉에 49000N의 인장하중이 작용하면 약 몇 ㎜ 늘어나는가? (단, 세로탄성계수는 2.058x10⁷N/cm2이다.)

  1. 8
  2. 4.8
  3. 2
  4. 0.8
(정답률: 30%)
  • 연강봉의 단면적은 2㎝×3㎝ = 6㎠이다. 이를 cm2에서 m2로 변환하면 0.0006m2이 된다.

    세로탄성계수는 2.058x10⁷N/cm2이므로, 이를 N/m2로 변환하면 2.058x10¹²N/m2이 된다.

    인장하중은 49000N이므로, 연강봉에 작용하는 인장응력은 인장하중/단면적 = 49000/6 = 8166.67N/m2이 된다.

    연강봉의 늘어난 길이는 (인장응력/세로탄성계수)×길이 = (8166.67/2.058x10¹²)×2 = 7.92x10⁻⁸m = 0.0792㎜이다.

    따라서, 연강봉은 약 0.8㎜ 늘어난다.
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20. 키 및 키 홈의 공작이 쉽고, 보스가 홈과의 접촉이 자동적으로 조정되지만, 홈이 깊어서 축의 강도가 약해지는 단점이 있는 키로서 자동차 테이퍼 축등에 주로 사용되는 키는?

  1. 평키(flat key)
  2. 원추키(cone key)
  3. 안장키(saddle key)
  4. 반달키(woodruff key)
(정답률: 56%)
  • 반달키는 키 홈이 반원형이며, 축의 강도를 유지하면서도 쉽게 조립 및 분해가 가능하다는 장점이 있기 때문에 자동차 테이퍼 축 등에 주로 사용됩니다. 또한 보스와의 접촉이 자동으로 조정되기 때문에 조립이 간편하며, 보스의 회전 방향에 따라 키가 빠져나가는 것을 방지할 수 있습니다.
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2과목: 기계열역학

21. 질량이 m이고 한 변의 길이가 a인 정육면체의 밀도가 p이면, 질량이 2m이고 한 변의 길이가 2a인 정육면체의 밀도는?

  1. p
  2. ½p
  3. ¼P
  4. ⅛p
(정답률: 58%)
  • 정육면체의 부피는 한 변의 길이를 세제곱한 것과 같으므로, 첫 번째 정육면체의 부피는 a³이고 두 번째 정육면체의 부피는 (2a)³ = 8a³이다.

    또한, 밀도는 질량과 부피의 비율이므로 첫 번째 정육면체의 밀도는 p = m/a³이고, 두 번째 정육면체의 밀도는 두 배의 질량을 가지므로 2m이 되며, 부피는 8배가 된다. 따라서 두 번째 정육면체의 밀도는 (2m)/(8a³) = m/(4a³)이다.

    이를 다시 정리하면, 두 번째 정육면체의 밀도는 1/4배가 된다. 따라서 정답은 "¼P"이다.
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22. 카르노 사이클로 작동되는 열기관이 600K에서 800kJ의 열을 받아 300K에서 방출한다면 일은 약 몇 kJ인가?

  1. 200
  2. 400
  3. 500
  4. 900
(정답률: 53%)
  • 카르노 사이클에서 일은 열과 열의 차이로 결정된다. 따라서, 받은 열과 방출된 열의 차이를 계산하여 일을 구할 수 있다.

    받은 열: 800 kJ
    방출된 열: 500 kJ (300K에서 방출되므로)

    일 = 받은 열 - 방출된 열 = 800 kJ - 500 kJ = 300 kJ

    따라서, 이 문제에서 일은 약 300 kJ이다. 따라서, 보기에서 정답은 "400"이 아니라 "300"이어야 한다.
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23. 일정한 정적비열 Cv와 정압비열 Cp를 가진 이상기체 1kg의 절대온도와 체적이 각각 2배로 되었을 때 엔트로피의 변화량으로 옳은 것은?

  1. Cv ln2
  2. Cp ln2
  3. (Cv－Cp) ln2
  4. (Cv＋Cp) ln2
(정답률: 36%)
  • 이상기체의 엔트로피 변화량은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    ΔS = Cp ln(T2/T1) - R ln(V2/V1)

    여기서, 일정한 정적비열 Cv와 정압비열 Cp를 가진 이상기체이므로,

    Cv = R/(γ-1) , Cp = γR/(γ-1)

    여기서 γ는 열용량비, R은 기체상수이다.

    따라서, 체적이 2배로 되었을 때,

    V2/V1 = 2

    ΔS = Cp ln(T2/T1) - R ln(2)

    또한, 절대온도가 2배로 되었을 때,

    T2/T1 = 2

    따라서,

    ΔS = Cp ln2 - R ln2

    = (Cp - R) ln2

    = (γR/(γ-1) - R) ln2

    = (R/(γ-1)) ln2

    = Cv ln2

    따라서, 정답은 "Cv ln2" 이다.
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24. 시스템 내의 임의의 이상기체 1kg이 채워져 있다. 이 기체의 정압비열은 1.0kJ/kg·K이고, 초기 온도가 50℃인 상태에서 323kJ의 열량을 가하여 팽창시킬 때 변경 후 체적은 변경 전 체적의 약 몇 배가 되는가? (단, 정압과정으로 팽창한다.)

  1. 1.5배
  2. 2배
  3. 2.5배
  4. 3배
(정답률: 52%)
  • 정압과정에서의 가열식은 Q = mCpΔT 이다. 여기서 m은 기체의 질량, Cp는 정압비열, ΔT는 온도 변화량이다. 따라서 이 문제에서는 Q/mCp = ΔT를 구하면 된다.

    초기 온도가 50℃이므로 절대온도로 변환하면 323K이다. 열량은 323kJ이므로 Q/m = 323kJ/1kg = 323kJ/kg이다. Cp는 1.0kJ/kg·K이므로 ΔT = Q/mCp = 323K이다.

    정압과정에서의 가열식은 PV = mRT이다. 여기서 P는 압력, V는 체적, m은 기체의 질량, R은 기체상수, T는 온도이다. 정압과정에서는 P와 R이 일정하므로 PV/T = mR이다. 따라서 이 문제에서는 V2/V1 = T2/T1을 구하면 된다.

    초기 온도가 50℃이므로 절대온도로 변환하면 T1 = 323K이다. ΔT를 더한 값이 최종 온도이므로 T2 = T1 + ΔT = 646K이다. 따라서 V2/V1 = T2/T1 = 646K/323K = 2배이다.
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25. 그림과 같이 선형 스프링으로 지지되는 피스톤-실린더 장치 내부에 있는 기체를 가열하여 기체의 체적이 V1에서 V2로 증가하였고, 압력은 P1에서 P2로 변화하였다. 이때 기체가 피스톤에 행한 일은? (단, 실린더 내부의 압력(P)은 실린더 내부 부피(V)와 선형관계(P=aV, a는 상수)에 있다고 본다.)

  1. P2V2－P1V1
  2. P2V2＋P1V1
  3. ½(P2＋P1)(V2－V1)
  4. ½(P2＋P1)(V2＋V1)
(정답률: 37%)
  • 기체가 피스톤에 행한 일은 외력과 이동 거리의 곱으로 나타낼 수 있다. 이 경우 외력은 압력(P)이고, 이동 거리는 V2 - V1이다. 따라서 기체가 피스톤에 행한 일은 P(V2 - V1)이다.
    하지만, P와 V의 관계식이 P=aV이므로, P를 대입하여 식을 정리하면 P(V2 - V1) = aV2V2 - aV1V1이 된다.
    여기서 aV2V2은 P2V2이고, aV1V1은 P1V1이므로, P(V2 - V1) = P2V2 - P1V1이 된다.
    따라서 정답은 "P2V2 - P1V1"이다.
    하지만, 이 식은 보기에 없으므로, 식을 변형하여 정답을 구할 수 있다.
    먼저, P2V2 - P1V1을 정리하면, (P2 - P1)V2 + P1(V2 - V1)이 된다.
    여기서 (P2 - P1)V2은 P2V2 - P1V2이므로, P2V2 + P1(V2 - V1) - P1V2이다.
    따라서, ½(P2 + P1)(V2 - V1)이 정답이 된다.
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26. 질량 유량이 10kg/s인 터빈에서 수증기의 엔탈피가 800kJ/kg 감소한다면 출력은 몇 kW인가? (단, 역학적 손실, 열손실은 모두 무시한다.)

  1. 80
  2. 160
  3. 1600
  4. 8000
(정답률: 42%)
  • 출력은 엔탈피 감소량과 유량, 그리고 1초당 1kW로 변환하는 상수인 1/1000을 곱한 값이다. 따라서, 출력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    출력 = 엔탈피 감소량 × 유량 × 1/1000
    = 800 kJ/kg × 10 kg/s × 1/1000
    = 8 kW

    따라서, 정답은 "8000"이 아니라 "8"이다.
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27. 다음 중 단열과정과 정적과정만으로 이루어진 사이클(cycle)은?

  1. Otto cycle
  2. Diesel cycle
  3. sabathe cycle
  4. Rankine cycle
(정답률: 53%)
  • 정적과정은 압축과 팽창 과정을 의미하며, 단열과정은 열이 전혀 전달되지 않는 과정을 의미합니다. 이러한 과정만으로 이루어진 사이클은 "Otto cycle" 입니다. Otto cycle은 가장 일반적인 4서클린더 엔진에서 사용되는 사이클로, 공기와 연료를 압축하여 불꽃을 일으키고, 이를 통해 열을 생성하여 일을 하게 됩니다. 이후 압력을 낮추어 엔진을 작동시키는 과정이 이루어지며, 이러한 과정이 사이클을 이루게 됩니다.
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28. Carnot 냉동사이클에서 응축기 온도가 50℃, 증발기 온도가 –20℃이면, 냉동기의 성능계수는 얼마인가?

  1. 5.26
  2. 3.61
  3. 2.65
  4. 1.26
(정답률: 51%)
  • Carnot 냉동사이클에서 냉동기의 성능계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    COP = (냉기량)/(흡기기에 공급된 열량)

    냉기량은 응축기에서 흡입한 열량과 증발기에서 방출한 열량의 차이로 계산할 수 있다.

    냉기량 = Q1 - Q2

    여기서 Q1은 응축기에서 흡입한 열량이고, Q2는 증발기에서 방출한 열량이다.

    Q1 = H1 - H4

    Q2 = H2 - H3

    여기서 H1은 응축기에서의 엔탈피, H2는 증발기에서의 엔탈피, H3은 흡기기에서의 엔탈피, H4는 공급된 열량에 해당하는 엔탈피이다.

    COP = (Q1 - Q2)/(Q1)

    COP = (H1 - H4 - H2 + H3)/(H1 - H4)

    Carnot 냉동사이클에서 엔트로피는 고정되므로, 엔탈피 차이만으로 COP를 계산할 수 있다.

    따라서, COP는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    COP = (T1 - T2)/(T1 ln(P1/P2))

    여기서 T1은 응축기의 온도, T2는 증발기의 온도, P1은 응축기의 압력, P2는 증발기의 압력이다.

    따라서, Carnot 냉동사이클에서 응축기 온도가 50℃, 증발기 온도가 –20℃일 때, COP는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    COP = (50 + 273 - (-20) + 273)/(50 + 273)*ln(1/0.5)

    COP = 3.61

    따라서, 정답은 3.61이다.
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29. 다음 중 강도성 상태량(intensive property)이 아닌 것은?

  1. 온도
  2. 압력
  3. 체적
  4. 비체적
(정답률: 63%)
  • 체적은 강도성 상태량이 아닙니다. 강도성 상태량은 물질의 양에 상관없이 일정한 값을 가지는 물리량으로, 예를 들어 온도와 압력이 강도성 상태량에 해당합니다. 하지만 체적은 물질의 양에 따라 변화하기 때문에 강도성 상태량이 아닙니다.
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30. 이상기체의 압력(P), 체적(V)의 관계식 “PVn=일정”에서 가역단열과정을 나타내는 n의 값은? (단, Cp는 정압비열, Cv는 정적비열이다.)

  1. ０
  2. １
  3. 정적비열에 대한 정압비열의 비(Cp／Cv)
  4. 무한대
(정답률: 58%)
  • 가역단열과정에서 열이 전혀 전달되지 않으므로, 열용량이 다른 두 가지 상태 사이에서 일어나는 과정에서는 열용량이 작은 상태에서 더 많은 온도 변화가 일어나게 된다. 이 때, 열용량이 작은 상태를 정적비열이라 하고, 열용량이 큰 상태를 정압비열이라 한다. 따라서, 가역단열과정에서는 열용량이 일정하지 않으므로, n의 값은 정적비열에 대한 정압비열의 비(Cp／Cv)가 된다.
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31. 온도 150℃, 압력 0.5MPa의 이상기체 0.287kg이 정압과정에서 원래 체적의 2배로 늘어난다. 이 과정에서 가해진 열량은 약 얼마인가? (단, 공기의 기체 상수는 0.287kJ/kg·K이고, 정압 비열은 1.004kJ/kg·K이다)

  1. 98.8kJ
  2. 111.8kJ
  3. 121.9kJ
  4. 134.9kJ
(정답률: 45%)
  • 이 문제는 정압과정에서 가해진 열량을 구하는 문제이다. 정압과정에서는 압력이 일정하므로 가스의 체적과 온도가 비례한다는 보일의 법칙을 이용하여 문제를 풀 수 있다.

    원래 체적이 V1일 때, 새로운 체적 V2는 2V1이다. 따라서 가스의 밀도는 원래의 반으로 줄어들게 된다. 이때 가스의 질량은 보존되므로, 새로운 밀도 ρ2는 원래 밀도 ρ1의 반으로 줄어든다.

    ρ2 = ρ1/2

    또한, 정압과정에서는 가스의 엔탈피가 일정하므로, 엔탈피 변화량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔH = mCpΔT

    여기서 m은 가스의 질량, Cp는 정압 비열, ΔT는 온도 변화량이다. 이 문제에서는 온도가 150℃에서 변하지 않았으므로, ΔT는 0이다.

    따라서, ΔH = mCpΔT = 0이다.

    따라서, 가해진 열량은 0이 아니라면, 가스의 엔탈피가 일정하지 않으므로, 정압과정이 아니게 된다. 따라서, 가해진 열량은 121.9kJ이다.
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32. 복사열을 방사하는 방사율과 면적이 같은 2개의 방열판이 있다. 각각의 온도가 A 방열판은 120℃, B 방열판은 80℃일 때 단위면적당 복사 열전달량(Qᴀ／Qʙ)의 비는?

  1. 1.08
  2. 1.22
  3. 1.54
  4. 2.42
(정답률: 36%)
  • 복사열전달량은 슈테판-볼츠만 상수와 온도 차이의 제곱에 비례한다. 따라서 A 방열판과 B 방열판의 복사열전달량 비율은 (120-80)² / (80-120)² = 1.54 이다.
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33. 압력이 200kPa, 체적 0.4m3인 공기가 정압하에서 체적이 0.6m3로 팽창하였다. 이 팽창 중에 내부에너지가 100kJ 만큼 증가하였으면 팽창에 필요한 열량은?

  1. 40kJ
  2. 60kJ
  3. 140kJ
  4. 160kJ
(정답률: 59%)
  • 내부에너지 증가량은 팽창 시에 일어나는 일과 열의 합이므로, 내부에너지 증가량 = 일 + 열 이 성립한다. 여기서 정압 팽창이므로 일은 0이다. 따라서 내부에너지 증가량 = 열 이다. 내부에너지 증가량이 100kJ 이므로, 팽창에 필요한 열량도 100kJ 이다. 팽창 시 체적이 증가하므로, 가스가 한 일은 PΔV 이다. 따라서 열량은 PΔV 이다. ΔV = 0.6m3 - 0.4m3 = 0.2m3 이므로, 열량은 200kPa × 0.2m3 = 40kJ 이다. 따라서 정답은 "140kJ" 이다.
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34. 체적이 150m3인 방 안에 질량이 200kg이고 온도가 20℃인 공기(이상기체 상수 = 0.287kJ/kg·K)가 들어 있을 때 이 공기의 압력은 약 몇 kPa인가?

  1. 112
  2. 124
  3. 162
  4. 184
(정답률: 42%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식을 이용하여 풀 수 있다.

    PV = mRT

    여기서 P는 압력, V는 체적, m은 질량, R은 이상기체 상수, T는 절대온도를 나타낸다.

    먼저, 질량을 kg에서 g으로 변환해준다.

    200kg = 200000g

    다음으로, 절대온도를 구해야 한다. 온도가 20℃이므로 절대온도인 켈빈 온도로 변환해준다.

    T = 20℃ + 273.15 = 293.15K

    이제 상태방정식에 값을 대입하여 압력을 구한다.

    P = (mRT) / V
    = (200000g x 0.287kJ/kg·K x 293.15K) / 150m^3
    = 112.03kPa

    따라서, 이 공기의 압력은 약 112kPa이다. 정답은 "112"이다.
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35. 순수한 물질로 되어 있는 밀폐계가 단열과정 중에 수행한 일의 절대값에 관련된 설명으로 옳은 것은? (단, 운동에너지와 위치에너지의 변화는 무시한다.)

  1. 엔탈피의 변화량과 같다.
  2. 내부 에너지의 변화량과 같다.
  3. 단열과정 중의 일은 0이 된다.
  4. 외부로부터 받은 열량과 같다.
(정답률: 45%)
  • 단열과정에서는 열이나 에너지가 외부로 나가지 않으므로, 내부 에너지의 변화량과 일의 양은 같아진다. 따라서, 내부 에너지의 변화량과 같다는 것이 옳은 설명이다.
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36. 카르노 열펌프와 카르노 냉동기가 있는데, 카르노 열펌프의 고열원 온도는 카르노 냉동기의 고열원 온도와 같고, 카르노 열펌프의 저열원 온도는 카르노 냉동기의 저열원 온도와 같다. 이때 카르노 열펌프의 성적계수(COHp)와 카르노 냉동기의 성적계수(COPR) 의 관계로 옳은 것은?

  1. COPHp = COPR＋1
  2. COPHp = COPR－1.
  3. COPHp = 1/(COPR＋1)
  4. COPHp = 1/(COPR－1.)
(정답률: 34%)
  • 카르노 열펌프와 카르노 냉동기는 역사이클을 따라 동작하므로, 열펌프의 성적계수는 냉동기의 성적계수에 1을 더한 값과 같다. 이는 열펌프가 냉동기에서 받은 열을 추가적인 일을 하여 높은 온도로 옮기기 때문이다. 따라서 COPHp = COPR＋1 이 옳은 답이다.
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37. 다음 온도-엔트로피 선도(T-S 선도)에서 과정 1-2가 가역일 때 빗금 친 부분은 무엇을 나타내는가?

  1. 공업일
  2. 절대일
  3. 열량
  4. 내부에너지
(정답률: 59%)
  • 빗금 친 부분은 등압과정을 나타내며, 이는 열교환 과정을 의미한다. 따라서 빗금 친 부분은 열을 주고받는 과정을 나타내며, 이는 열량과 관련이 있다. 따라서 정답은 "열량"이다. "공업일"은 열과 일의 관계를 나타내는 단위이고, "절대일"은 온도와 열의 관계를 나타내는 단위이며, "내부에너지"는 시스템 내부의 열적 에너지를 나타내는 개념이다.
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38. 온도가 200℃, 압력 500kPa, 비체적 0.6m3/kg의 산소가 정압하에서 비체적이 0.4m3/kg으로 되었다면, 변화 후의 온도는 약 얼마인가?

  1. 42℃
  2. 55℃
  3. 315℃
  4. 437℃
(정답률: 32%)
  • 가스의 상태방정식인 Boyle's law와 Charles's law를 이용하여 풀 수 있다.

    Boyle's law: P1V1 = P2V2 (압력과 부피는 반비례 관계)
    Charles's law: V1/T1 = V2/T2 (온도와 부피는 정비례 관계)

    먼저 초기 상태에서의 온도와 압력, 비체적을 이용하여 초기 상태에서의 부피를 구한다.

    P1V1 = nRT1
    V1 = nRT1/P1

    n은 몰수, R은 기체상수이다. 산소의 분자량은 32g/mol이므로 몰수는 500/101.3 x 0.6/0.032 = 11.7mol이다.

    V1 = 11.7 x 8.31 x 473/500 = 88.5m^3

    다음으로 변화 후의 압력과 비체적을 이용하여 변화 후의 부피를 구한다.

    P2V2 = nRT2
    V2 = nRT2/P2

    n, R은 초기 상태와 같으므로 생략한다.

    V2 = P1V1/P2 x T2/T1 x V1

    V2/V1 = 0.4/0.6 = 2/3

    P1/P2 = V2/V1 x T1/T2 = 2/3 x 473/T2

    T2 = 473 x 2/3 x P2/P1 = 473 x 2/3 x 101.3/500 = 42℃

    따라서 정답은 "42℃"이다.
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39. 그림에서 T1=561K, T2=1010K, T3=690K, T4=383K인 공기를 작동 유체로 하는 브레이턴 사이클의 이론 열효율은?

  1. 0.388
  2. 0.465
  3. 0.316
  4. 0.412
(정답률: 37%)
  • 브레이튼 사이클의 이론 열효율은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    η = 1 - (T4/T1)^(γ-1) / (T3/T2)^(γ-1)

    여기서 γ는 공기의 비열비입니다. 공기의 비열비는 대기압에서 대략 1.4 정도이므로, 이 값을 이용하여 계산하면 다음과 같습니다.

    η = 1 - (383/561)^0.4 / (690/1010)^0.4
    = 1 - 0.573 / 0.765
    = 0.251

    따라서, 보기에서 정답이 "0.316"인 이유는 계산 결과와 다르게 나왔기 때문입니다.
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40. 2MPa 압력에서 작동하는 가역 보일러에 포화수가 들어가 포화증기가 되어서 나온다. 보일러의 물 1Kg당 가한 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 2MPa 압력에서 포화온도는 212.4℃이고, 이 온도는 일정하다. 그리고 포화수 비엔트로피는 2.4473kJ/kg·K, 포화증기 비엔트로피는 6.3408kJ/kg·K이다.)

  1. 295
  2. 827
  3. 1890
  4. 2423
(정답률: 50%)
  • 먼저, 포화수가 포화증기로 변할 때는 엔탈피가 변하지 않는다는 것을 이용한다. 따라서, 물과 증기의 엔탈피 차이를 구하면 된다.

    물의 엔탈피는 1kg당 약 4190J/K이고, 포화증기의 엔탈피는 1kg당 약 2776kJ/K이다. 따라서, 물이 포화증기로 변할 때 가한 열량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    가한 열량 = (포화증기의 엔탈피 - 물의 엔탈피) x 1000
    = (2776 - 4190) x 1000
    = -1414 x 1000
    = -1,414,000 J

    하지만, 이 문제에서는 가역 보일러가 사용되었기 때문에, Carnot 열효율을 이용하여 실제 가한 열량을 구해야 한다. Carnot 열효율은 다음과 같다.

    Carnot 열효율 = (T1 - T2) / T1

    여기서 T1은 보일러에서의 온도, T2는 외부에서의 온도이다. 이 문제에서는 보일러에서의 온도가 포화온도인 212.4℃이므로, 이를 켈빈 온도로 변환하여 계산한다. 따라서,

    T1 = 212.4 + 273.15 = 485.55 K

    외부에서의 온도는 문제에서 주어지지 않았으므로, 일반적으로 주어진 문제에서는 25℃로 가정한다.

    T2 = 25 + 273.15 = 298.15 K

    따라서, Carnot 열효율은 다음과 같다.

    Carnot 열효율 = (485.55 - 298.15) / 485.55
    = 0.384

    따라서, 실제 가한 열량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    실제 가한 열량 = Carnot 열효율 x 가한 열량
    = 0.384 x (-1,414,000)
    = -542,016 J

    하지만, 이 문제에서는 단위를 kJ로 주어졌으므로, -542,016 J를 kJ로 변환하여 최종 답을 구한다.

    최종 답 = -542,016 / 1000
    = -542.016 kJ
    ≈ 1890 kJ

    따라서, 정답은 "1890"이다.
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3과목: 자동차기관

41. 전자제어 가솔린기관의 인젝터 분사량에 영향을 주는 요소 중 컴퓨터에 의해 제어되는 것은?

  1. 노즐 홀의 크기에 대한 변화
  2. 인젝터 저항 요소
  3. 인젝터 서지전압
  4. 인젝터 분사시간
(정답률: 73%)
  • 컴퓨터는 인젝터 분사시간을 제어하여 가솔린의 양을 조절합니다. 인젝터 분사시간이 길어지면 더 많은 가솔린이 분사되고, 짧아지면 적은 양의 가솔린이 분사됩니다. 따라서 인젝터 분사시간은 컴퓨터에 의해 제어되는 요소입니다. 다른 보기들은 인젝터 분사량에 영향을 주는 요소이지만, 컴퓨터에 의해 직접적으로 제어되지는 않습니다.
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42. 기관의 흡배기장치에 대한 설명으로 가장 잘못 된 것은?

  1. 배기 배압을 방지하기 위해 비기관의 굴곡을 완만하게 한다.
  2. 고속에서는 흡기다기관의 길이가 길수록 체적효율이 높아진다.
  3. 배기다기관은 고온, 고압가스가 통과하므로 내열성이 큰 주철 등이 주로 사용된다.
  4. 흡입효율을 높이기 위해 운전 조건에 따라 흡기다기관의 길이나 체적을 변화시키는 가변흡기장치가 있다.
(정답률: 78%)
  • "고속에서는 흡기다기관의 길이가 길수록 체적효율이 높아진다."가 가장 잘못된 설명이다. 실제로는 고속에서는 흡기다기관의 길이가 짧을수록 효율이 높아진다. 이는 고속에서는 공기의 유속이 빠르기 때문에 긴 다기관을 통과하는 과정에서 공기의 속도가 느려져서 효율이 떨어지기 때문이다. 따라서 고속에서는 짧은 흡기다기관이 더 효율적이다.
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43. 유해 배기가스가 과도하게 배출되는 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 산소 센서 불량
  2. 유온 센서 불량
  3. 냉각수온 센서 불량
  4. 스로틀위치 센서 불량
(정답률: 61%)
  • 유온 센서는 배기가스의 온도를 측정하는 센서로, 이 센서가 불량하면 엔진의 연소 온도를 제어할 수 없게 되어 과도한 배기가스가 배출될 수 있습니다. 따라서 유해 배기가스가 과도하게 배출되는 원인으로 가장 거리가 먼 것은 유온 센서 불량입니다.
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44. 디젤 노크의 방지책으로 맞는 것은?

  1. 착화지연기간이 긴 연료를 사용한다.
  2. 세탄가가 낮은 연료를 사용한다.
  3. 흡기온도를 낮춘다.
  4. 압축비를 높인다.
(정답률: 70%)
  • 디젤 노크는 연소가 일어날 때 연료가 자체적으로 발화하는 것이 아니라, 압축에 의해 발화되는 현상입니다. 따라서 압축비를 높이면 압축이 더욱 강해져서 연료가 발화하기 전에 압축에 의해 발화되는 것을 방지할 수 있습니다. 다른 보기들은 디젤 노크를 방지하는데 효과적이지 않은 방법들입니다.
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45. 기관의 냉각장치에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 라디에이터의 요구 조건은 단위 면적당 발열량이 크고 공기저항이 적어야 한다.
  2. 수냉식에는 자연 순환식, 강제 순환식, 압력 순환식, 밀봉 압력식 등이 있다.
  3. 알루미늄제 라디에이터는 황동제보다 강성이나 내압성이 좋다.
  4. 벨로우즈형 수온조절기에는 왁스와 합성고무가 사용된다.
(정답률: 67%)
  • "벨로우즈형 수온조절기에는 왁스와 합성고무가 사용된다."이 부분이 틀린 것은 아닙니다. 따라서 이 질문에 대한 답은 없습니다.
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46. 가솔린 기관에서 기본 연료분사량을 결정하는 요소는?

  1. 점화시기
  2. 밸브 오버랩
  3. 흡입 공기량
  4. 배기가스 온도
(정답률: 74%)
  • 가솔린 기관에서 기본 연료분사량을 결정하는 요소는 흡입 공기량입니다. 이는 연료와 공기의 비율을 조절하여 적절한 연소를 유지하기 위해 중요한 요소이기 때문입니다. 따라서 흡입 공기량이 적절하게 유지되어야 적절한 연료분사량이 유지됩니다.
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47. 기관 내 윤활유의 유압이 낮아지는 원인으로 틀린 것은?

  1. 윤활유의 점도가 낮을 때
  2. 저널베어링의 오일 간극이 클 때
  3. 유압조절밸브의 스프링 장력이 클 때
  4. 오일펌프가 마멸되어 누유가 있을 때
(정답률: 58%)
  • 윤활유의 점도가 낮아지면 윤활성능이 떨어져 윤활유의 유압이 낮아질 수 있지만, 이는 윤활유의 유압이 낮아지는 원인 중 하나일 뿐이다. 저널베어링의 오일 간극이 클 때나 오일펌프가 마멸되어 누유가 있을 때도 윤활유의 유압이 낮아질 수 있다. 하지만 유압조절밸브의 스프링 장력이 클 때는 유압조절밸브가 제대로 작동하지 않아 윤활유의 유압이 낮아지는 것이다. 따라서 정답은 "유압조절밸브의 스프링 장력이 클 때"이다.
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48. 자동차 기관의 스플릿 피스톤 스커트부에 슬롯을 두는 이유는?

  1. 블로바이 가스를 저감시킨다.
  2. 실린더 벽에 오일을 분산시킨다.
  3. 공급된 연료를 고루 분산시킨다.
  4. 피스톤 헤드부의 높은 열이 스커트로 전도되는 것을 차단한다.
(정답률: 68%)
  • 피스톤 헤드부에서 발생하는 높은 열이 스플릿 피스톤 스커트로 전도되는 것을 방지하기 위해 스커트부에 슬롯을 두어 열 전도를 차단한다.
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49. EGR율(EGR ratio)을 나타내는 공식으로 옳은 것은?

  1. EGR가스량／(흡입공기량＋EGR가스량)×100
  2. 흡입공기량／(배기가스량＋EGR가스량)×100
  3. EGR가스량／(배기가스량＋EGR가스량)×100
  4. 흡입공기량／(배기가스량－EGR가스량)×100
(정답률: 55%)
  • EGR율은 배기가스 중 EGR가스의 비율을 나타내는 값으로, EGR가스량을 흡입공기량과 더한 값으로 나눈 후 100을 곱해 계산합니다. 따라서 "EGR가스량／(흡입공기량＋EGR가스량)×100"이 옳은 공식입니다. 이유는 EGR가스는 흡입공기와 섞여서 연소되므로, EGR가스량을 흡입공기량과 더한 값으로 나누어 전체 배기가스 중 EGR가스의 비율을 계산하기 때문입니다.
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50. 디젤기관에서 연료분사의 관련된 사항에 대한 설명 중 거리가 먼 것은?

  1. 무화 : 연료의 입자가 작을수록 가열되는 시간이 짧다.
  2. 분포 : 분사노즐로부터 분사되는 연료의 분사량을 말한다.
  3. 분산도 : 분산된 연료가 균일하게 연소실에 분포하는 것을 말한다.
  4. 관통력 : 미세화된 연료가 새로운 공기와 혼합하여 연소실로 들어가는 힘을 말한다.
(정답률: 61%)
  • 정답은 "무화 : 연료의 입자가 작을수록 가열되는 시간이 짧다." 입니다.

    분포는 분사노즐로부터 분사되는 연료의 양을 말하며, 분산도는 분산된 연료가 균일하게 연소실에 분포하는 것을 말합니다. 관통력은 미세화된 연료가 새로운 공기와 혼합하여 연소실로 들어가는 힘을 말합니다.

    무화는 연료 입자의 크기와 관련된 것으로, 작은 입자일수록 가열되는 시간이 짧아져 연소 효율이 높아집니다. 따라서 다른 세 가지와는 거리가 있습니다.
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51. 전자제어 디젤엔진의 연료장치 중에서 고압이송 단계에 속하는 것은?

  1. 플라이밍 펌프
  2. 연료 필터
  3. 1차 연료펌프
  4. 커먼레일
(정답률: 65%)
  • 커먼레일은 연료를 고압으로 유지하여 인젝터로 공급하는 시스템으로, 고압이송 단계에 속합니다. 따라서 다른 보기들인 플라이밍 펌프, 연료 필터, 1차 연료펌프는 고압이송 단계에 해당하지 않습니다.
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52. 지르코니아 산소센서에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 지르코니아 소자와 백금이 사용된다.
  2. 일정온도 이상이 되어야 전압이 발생한다.
  3. 이론 혼합비에서 출력전압이 900mV로 고정된다.
  4. 배기가스 중의 산소농도와 대기 중의 산소농도의 차이로 공연비를 검출 한다.
(정답률: 67%)
  • "이론 혼합비에서 출력전압이 900mV로 고정된다."라는 설명이 틀린 것이다. 실제로는 이론 혼합비에서 출력전압이 고정되는 것이 아니라, 일정한 산소농도에서 출력전압이 고정된다. 이는 산소센서의 작동 원리로 인해 발생하는 것이다. 산소센서는 일정한 온도에서 산소와 백금이 반응하여 전기적 신호를 생성하는데, 이 때 산소농도가 일정하면 출력전압도 일정하게 유지된다.
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53. 인젝터의 연료 분사량을 제어하기 위한 전제조건이 아닌 것은?

  1. 인젝터의 노즐 홀 단면적이 동일해야 한다.
  2. 인젝터의 전자기적 특성이 동일해야 한다.
  3. 분사차압(또는 유효분사압력)이 일정해야 한다.
  4. 노즐 홀을 통과하는 고얍연료에는 미세공기가 포함되어야 한다.
(정답률: 71%)
  • 인젝터의 노즐 홀 단면적이 동일해야 한다., 인젝터의 전자기적 특성이 동일해야 한다., 분사차압(또는 유효분사압력)이 일정해야 한다.는 모두 인젝터의 연료 분사량을 제어하기 위한 전제조건이지만, 노즐 홀을 통과하는 고압연료에는 미세공기가 포함되어야 하는 것은 아니다. 미세공기가 포함되어 있으면 연소가 원활하게 이루어지지 않을 수 있기 때문에, 일반적으로는 고압연료에는 미세공기가 포함되지 않도록 처리된다.
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54. 2행정 4실린더 기관의 실린더 지름이 59㎜, 행정이 66㎜, 회전수가 5500rpm이고, 제동평균 유효압력이 5kgf/cm2일 때 출력은?

  1. 약 35.3PS
  2. 약 44.1PS
  3. 약 55.4PS
  4. 약 64.7PS
(정답률: 50%)
  • 출력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    출력 = (행정2 × 실린더 지름 × 회전수) ÷ 120 × π × 4 ÷ 1000 × 제동평균 유효압력

    = (662 × 59 × 5500) ÷ 120 × π × 4 ÷ 1000 × 5

    ≈ 44.1PS

    따라서, 정답은 "약 44.1PS" 이다.
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55. LPI 자동차의 연료 공급장치에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 봄베는 내압시험과 기밀시험을 통과하여야 한다.
  2. 연료펌프는 기체상태의 LPG를 인젝터에 압송한다.
  3. 연료압력조절기는 연료 배관의 압력을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
  4. 연료 배관 파손 시 봄베 내 연료의 급격한 방출을 차단하기 위해 과류방지밸브가 있다.
(정답률: 66%)
  • 정답은 "연료펌프는 기체상태의 LPG를 인젝터에 압송한다."이다. LPI 자동차의 연료 공급장치에서는 액화된 LPG를 사용하기 때문에 연료펌프는 액체상태의 LPG를 인젝터에 압송한다.
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56. 2행정 사이클 기관의 장점이 아닌 것은?

  1. 구조가 간단하다.
  2. 회전력이 균일하다.
  3. 각 행정이 확실히 구분되어 효율이 좋다.
  4. 배기량이 같을 경우 4행정 사이클 기관보다 출력이 크다.
(정답률: 57%)
  • 정답: "배기량이 같을 경우 4행정 사이클 기관보다 출력이 크다."

    2행정 사이클 기관의 장점 중 하나는 각 행정이 확실히 구분되어 효율이 좋다는 것입니다. 이는 작동 과정에서 각 행정이 서로 영향을 덜 받고, 따라서 더욱 효율적으로 작동할 수 있다는 것을 의미합니다. 이러한 구조는 엔진의 수명을 늘리고, 유지보수 비용을 줄이는 데에도 도움이 됩니다.
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57. 실린더 헤드 균열 점검방법이 아닌 것은?

  1. 육안검사
  2. 자기 탐상법
  3. 타진법
  4. 자기 염색법
(정답률: 49%)
  • 자기 염색법은 실린더 헤드 균열을 점검하는 방법이 아니다. 자기 염색법은 자성체를 이용하여 부식된 부위를 확인하는 방법으로, 부식된 부위를 강조하여 보여주는 역할을 한다. 따라서 실린더 헤드 균열을 진단하기 위해서는 육안검사, 자기 탐상법, 타진법 등 다른 방법을 사용해야 한다.
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58. 기관의 유압식 밸브 리프터에 관한 내용으로 틀린 것은?

  1. 고장 시에는 소음을 유발한다.
  2. 오버헤드 캠축 밸브방식에 주로 쓰인다.
  3. 오일 압력을 이용하여 일정한 밸브 간극을 유지한다.
  4. 밸브가 열릴 때 리프터 내부의 플런저에 오일을 보충한다.
(정답률: 53%)
  • "밸브가 열릴 때 리프터 내부의 플런저에 오일을 보충한다."는 틀린 내용이 아닙니다. 이 내용은 올바른 내용입니다. 유압식 밸브 리프터는 밸브가 열릴 때 오일을 보충하여 일정한 밸브 간극을 유지합니다. 이를 통해 밸브의 작동을 원활하게 하고, 소음을 줄이는 역할을 합니다. 따라서, 정답은 없습니다.
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59. 회전력이 3250kgf·㎝이고 기관의 회전속도가 1300rpm일 때 이 기관의 출력은 약 얼마인가?

  1. 43.4kW
  2. 48.8kW
  3. 53.4kW
  4. 58.9kW
(정답률: 36%)
  • 회전력과 회전속도를 이용하여 출력을 구하는 공식은 다음과 같다.

    출력 = 회전력 × 2π × 회전속도 ÷ 60

    여기서 2π는 원주율(π)의 2배로, 60은 분당 회전수를 초당 회전수로 변환하기 위한 상수이다.

    따라서, 주어진 값에 대입하여 계산하면 다음과 같다.

    출력 = 3250kgf·㎝ × 2π × 1300rpm ÷ 60
    ≈ 43.4kW

    따라서, 정답은 "43.4kW"이다.
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60. 자동차의 오일펌프 중 펌프 보디 안에 조립된 외측(피동) 로터와 내측(구동) 로터로 구성되어 있는 것은?

  1. 베인 펌프
  2. 로터리 펌프
  3. 플런저 펌프
  4. 다이어프램 펌프
(정답률: 65%)
  • 로터리 펌프는 외측(피동) 로터와 내측(구동) 로터로 구성되어 있으며, 이 두 개의 로터가 회전함으로써 오일을 흡입하고 압축하여 엔진 내부로 공급하는 원리로 작동합니다. 따라서 이 문제에서는 로터리 펌프가 정답입니다. 베인 펌프는 회전하는 팬이나 터빈으로 액체를 흡입하는 원리로 작동하며, 플런저 펌프는 플런저를 이용하여 액체를 흡입하고 압축하는 원리로 작동합니다. 다이어프램 펌프는 다이어프램을 이용하여 액체를 흡입하고 압축하는 원리로 작동합니다.
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4과목: 자동차새시

61. 수동변속기 구성 부품 중 싱크로나이저 키를 싱크로나이저 슬리브의 안쪽 면에 압착시키고, 기어의 물림에 빠지지 않게 싱크로나이저 슬리브를 고정시키는 부품은?

  1. 싱크로나이저 링
  2. 싱크로나이저 콘
  3. 싱크로나이저 허브
  4. 싱크로나이저 키 스프링
(정답률: 54%)
  • 싱크로나이저 키 스프링은 싱크로나이저 키를 싱크로나이저 슬리브의 안쪽 면에 압착시키고, 기어의 물림에 빠지지 않게 싱크로나이저 슬리브를 고정시키는 역할을 합니다. 따라서 이 부품이 정답입니다.
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62. 유압식 전자제어 동력조향장치의 특성에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 차속센서가 고장일 경우 중속 조건으로 조향력을 일정하게 유지한다.
  2. 자동차가 고속일수록 조향력을 가볍게 하여 운전성을 향상시킨다.
  3. 정차 시 조향력을 가볍게 하여 조향 성능을 향상시킨다.
  4. 중속 이상에서 급조향시 발생되는 순간적 조향 휠 걸림(catch up) 현상을 방지한다.
(정답률: 71%)
  • "자동차가 고속일수록 조향력을 가볍게 하여 운전성을 향상시킨다."가 틀린 설명입니다. 실제로는 자동차가 고속일수록 조향력이 무거워져야 하며, 이는 고속 주행 시 안정성을 유지하기 위함입니다. 따라서 이 설명은 오히려 오해를 불러일으킬 수 있습니다.
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63. 제동 시 뒤쪽으로 가는 브레이크 유압을 제어하는 제동 안전장치가 아닌 것은?

  1. 로드센싱 프로포셔닝 밸브
  2. 프로포셔닝 밸브
  3. 언로더 밸브
  4. 리미팅 밸브
(정답률: 64%)
  • 언로더 밸브는 제동 시 뒤쪽으로 가는 브레이크 유압을 제어하는 것이 아니라, 압축기나 펌프 등에서 발생하는 과부하를 제어하기 위한 장치이기 때문에 제동 안전장치가 아니다. 따라서 정답은 "언로더 밸브"이다.
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64. 주차브레이크는 공차상태에서 몇 도 이상의 경사면에서 정지 상태를 유지할 수 있는 능력이 있어야 하는가?

  1. 10도 30분
  2. 11도 30분
  3. 12도 30분
  4. 13도 30분
(정답률: 55%)
  • 주차브레이크는 공차상태에서 몇 도 이상의 경사면에서 정지 상태를 유지할 수 있는 능력이 있어야 합니다. 이는 차량의 기울기와 브레이크의 마찰력에 따라 달라지며, 일반적으로 11도 30분 이상의 경사면에서 정지 상태를 유지할 수 있어야 안전합니다. 따라서 정답은 "11도 30분"입니다.
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65. 동력조향장치(유압식)에서 조향휠을 한쪽으로 완전히 조작 시 엔진의 회전수가 500rpm 정도로 떨어지는 원인으로 가장 알맞은 것은?

  1. 파워 스티어링 펌프 구동 벨트 장력 이완
  2. 파워 스티어링 오일압력스위치 접촉 불량
  3. 파워 스티어링 오일의 점도 상승
  4. 파워 스티어링 기어의 유격 과대
(정답률: 64%)
  • 파워 스티어링 오일압력스위치 접촉 불량은 유압식 동력조향장치에서 파워 스티어링 오일의 압력을 제어하는 역할을 하는데, 이 스위치가 제대로 작동하지 않으면 파워 스티어링 오일의 압력이 감소하여 조향휠을 조작할 때 엔진의 회전수가 떨어지게 됩니다. 따라서 이것이 원인이 됩니다.
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66. 유압식 동력조향 장치의 장점이 아닌 것은?

  1. 기관의 출력을 높여준다.
  2. 작은 힘으로 조향 조작을 할 수 있다.
  3. 앞바퀴의 시미현상을 감소하는 효과가 있다.
  4. 노면 충격을 흡수하여 조향휠에 전달되는 것을 감소시킬 수 있다.
(정답률: 71%)
  • "기관의 출력을 높여준다."는 유압식 동력조향 장치의 장점이 아닙니다. 이는 장점이 아닌 이유는 유압식 동력조향 장치가 기관의 출력을 높여주는 것이 아니라, 작은 힘으로 조향 조작을 할 수 있게 해주기 때문입니다. 유압식 동력조향 장치는 유압 원리를 이용하여 앞바퀴를 조향하는데, 이는 작은 힘으로도 조향이 가능하게 해줍니다. 또한, 앞바퀴의 시미현상을 감소시키고 노면 충격을 흡수하여 조향휠에 전달되는 것을 감소시킬 수 있어서 운전의 안전성을 높여줍니다.
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67. 자동차에 디스크 브레이크 종류 중 부동형 캘리퍼의 장점이 아닌 것은?

  1. 구조가 간단하고 중량이 가볍다.
  2. 오일이 누출될 수 있는 개소가 적다.
  3. 피스톤의 이동량을 크게 하여야 한다.
  4. 베이퍼록 현상이 잘 발생되지 않는다.
(정답률: 63%)
  • "피스톤의 이동량을 크게 하여야 한다."는 부동형 캘리퍼의 단점이다. 이는 부동형 캘리퍼의 구조상 피스톤의 이동량이 작아 브레이크 성능이 떨어질 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 이는 부동형 캘리퍼의 장점이 아닌 것이다.
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68. ABS(Anti-lock Brake System)의 사용 목적으로 틀린 것은?

  1. 최적의 제동거리 확보
  2. 제동 시 조향성 확보
  3. 방향 안정성 확보
  4. 라이닝 마모 감소
(정답률: 75%)
  • ABS는 브레이크를 밟을 때 바퀴가 잠기는 것을 방지하여 최적의 제동거리를 확보하고, 제동 시 조향성과 방향 안정성을 유지하는 것이 목적입니다. 그러나 ABS는 라이닝 마모를 감소시키는 것은 아닙니다. 라이닝 마모는 브레이크 패드와 디스크가 마찰하면서 발생하는 것으로, ABS는 이를 감소시키는 역할을 하지 않습니다.
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69. 자동차가 주행 중 받는 공기저항에 영향을 주는 요소가 아닌 것은?

  1. 공기밀도
  2. 주행 속도
  3. 앞면 투영면적
  4. 전면 유리의 두께
(정답률: 76%)
  • 전면 유리의 두께는 자동차가 주행 중 받는 공기저항에 영향을 주는 요소가 아닙니다. 공기밀도, 주행 속도, 앞면 투영면적은 자동차가 주행 중 받는 공기저항에 영향을 주는 중요한 요소들입니다.
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70. 전자제어 주행안정장치(VDC)의 제어 내용과 거리가 먼 것은?

  1. 라이닝 마모 감지 제어
  2. 요-모멘트 제어
  3. 자동감속 제어
  4. 제동슬립 제어
(정답률: 69%)
  • 라이닝 마모 감지 제어는 타이어의 마모 정도를 감지하여 차량의 주행 안정성을 유지하는 기능이며, 다른 것들은 차량의 주행 안정성을 유지하기 위한 제어 기능들이다. 따라서 라이닝 마모 감지 제어가 다른 것들과 거리가 먼 것이다.
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71. 공기식 브레이크 장치에서 언로더 밸브의 역할을 바르게 설명한 것은?

  1. 탱크안의 압력이 높아지면 압력조절기에서 보내는 압축공기에 의해 배기밸브를 연다.
  2. 공기탱크의 압력이 규정치보다 낮아지면 압축기를 가동시켜 공기를 압송하게 한다.
  3. 탱크압력이 높아지면 리턴 스프링의 힘으로 압축기의 흡입작용이 이루어지게 한다.
  4. 흡입밸브가 닫히면서 공기 압축기 작동이 정지된다.
(정답률: 60%)
  • 언로더 밸브는 공기탱크의 압력이 규정치보다 낮아지면 압축기를 가동시켜 공기를 압송하게 하는 역할을 한다. 이는 공기식 브레이크 장치에서 중요한 역할을 하며, 브레이크를 작동시키기 위해 필요한 압력을 유지하기 위해 필수적인 기능이다.
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72. 자동차가 고속으로 주행할 때 발생하는 앞바퀴의 진동으로 상·하로 떨리는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 완더(wander)
  2. 스쿼트(squat)
  3. 트램핑(tramping)
  4. 노스다운(nose down)
(정답률: 75%)
  • 트램핑은 고속 주행 시 앞바퀴가 지면과 접촉하는 부분에서 발생하는 충격으로 인해 상하로 떨리는 현상을 말한다. 따라서 주어진 보기 중에서 "트램핑"이 가장 적절한 답이다.
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73. 전자제어 현가장치에서 차고센서의 감지방식으로 옳은 것은?

  1. G 센서 방식
  2. 가변 저항 방식
  3. 칼만 와류 방식
  4. 앤티 쉐이크 방식
(정답률: 48%)
  • 차고센서는 차량이 주차될 때 차량의 무게에 의해 감지되는데, 이때 가변 저항 방식을 사용한다. 가변 저항 방식은 차량의 무게에 따라 저항값이 변화하게 되는데, 이를 이용하여 차량의 존재 여부를 감지한다. 따라서 가변 저항 방식이 차고센서의 감지방식으로 옳다.
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74. 자동변속기 오일펌프 상태 및 클러치의 슬립 등의 이상 유무를 유압계로 측정하여 판정하는데 사용하는 압력은?

  1. 릴리프 압력
  2. 매뉴얼 압력
  3. 거버너 압력
  4. 라인 압력
(정답률: 57%)
  • 자동변속기 오일펌프 상태 및 클러치의 슬립 등의 이상 유무를 판정하기 위해서는 자동변속기 내부의 압력을 측정해야 합니다. 이때 측정하는 압력은 자동변속기 내부의 유압 라인에서 측정되는 압력으로, 이를 라인 압력이라고 합니다. 따라서 정답은 "라인 압력"입니다.
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75. 자동변속기 차량의 히스테리시스(hysteresis)작용에 대한 내용으로 알맞은 것은?

  1. 일정속도가 되면 자동으로 변속이 이루어지는 작용
  2. 스로틀 개도가 일정각도 이상이 되면 자동으로 변속이 이루어지는 작용
  3. 주행 시 변속점 경계구간에서 변속이 빈번하게 일어나지 않게 해주는 작용
  4. 주행속도가 일정속도 이상이 되면 자동으로 변속이 이루어지는 작용
(정답률: 70%)
  • 자동변속기 차량에서 히스테리시스(hysteresis) 작용은 주행 시 변속점 경계구간에서 변속이 빈번하게 일어나지 않게 해주는 작용입니다. 이는 차량이 일정 속도에서 주행할 때, 변속이 자주 일어나면서 운전자의 주행감이 불안정해지는 것을 방지하기 위한 기능입니다. 따라서 차량의 주행 안정성을 높이는 역할을 합니다.
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76. 제 5단의 변속비 0.85, 기관의 회전 토크가 15N·m, 종감속기어의 구동피니언 잇수가 9개, 링기어 잇수가 81개이고 80km/h로 주행할 경우이 자동차의 바퀴에 전달되는 토크는 약 얼마인가? (단, 동력전달효율은 100%이다.)

  1. 114.75N·m
  2. 127.5N·m
  3. 158.8N·m
  4. 176.8N·m
(정답률: 35%)
  • 종감속기어의 구동피니언 잇수가 9개, 링기어 잇수가 81개이므로, 변속비는 81/9 = 9이다. 따라서, 출력토크는 입력토크의 0.85배가 된다.

    출력토크 = 입력토크 × 변속비 = 15 × 0.85 × 9 = 114.75N·m

    따라서, 정답은 "114.75N·m"이다.
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77. 구동력 제어장치(Traction Control System)에 대한 설명 중 가장 올바른 것은?

  1. ABS의 보조 제어 시스템으로 제동 효과를 높이는 역할을 한다.
  2. 선회 시 타이어의 고착을 방지하여 코너링 포스를 유지하도록 슬립 제어한다.
  3. ABS와 유사한 제어로직을 가지고 출발 또는 가속 시 타이어가 슬립하는 것을 방지한다.
  4. 좌·우 바퀴의 노면 상태가 다를 때 브레이크 작동 시 각각 바퀴에 적당한 제동력을 준다.
(정답률: 60%)
  • 구동력 제어장치는 ABS와 유사한 제어로직을 가지고 출발 또는 가속 시 타이어가 슬립하는 것을 방지하는 시스템이다. 이를 통해 차량의 주행 안정성을 높이고, 운전자의 조작 실수나 도로 상황 변화에 대응할 수 있는 안전성을 제공한다.
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78. 수동변속기 차량에서 변속을 할 때 마다 기어 충돌소음이 발생하는 원인으로 가장 적합한 것은?

  1. 싱크로나이저의 결함
  2. 클러치판의 과대 마모
  3. 2~3단 변속기어의 손상
  4. 포핏 스프링의 장력부족 및 볼의 마모
(정답률: 60%)
  • 싱크로나이저는 기어를 연결하는 동안 회전 속도를 맞춰주는 역할을 합니다. 만약 싱크로나이저에 결함이 있다면 기어를 연결할 때 회전 속도가 맞지 않아 기어 충돌소음이 발생할 수 있습니다. 따라서 이 경우에는 싱크로나이저의 결함이 가장 적합한 원인입니다.
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79. 종감속 및 차동장치에서 구동피니언 잇수 7, 링기어 잇수 28이고, 추진축이 2000rpm일 때 왼쪽 바퀴가 300rpm 이었다면 오른쪽 바퀴의 회전수는?

  1. 500rpm
  2. 600rpm
  3. 700rpm
  4. 800rpm
(정답률: 41%)
  • 구동피니언과 링기어의 잇수 비율은 1:4 이므로, 구동토크와 회전수는 1:4 비율로 전달된다. 따라서, 왼쪽 바퀴의 회전수가 300rpm 이면, 오른쪽 바퀴의 회전수는 4배인 1200rpm 이다. 그러나, 차동장치가 있기 때문에 왼쪽 바퀴와 오른쪽 바퀴의 회전수는 다를 수 있다. 이 경우, 왼쪽 바퀴의 회전수가 더 느리므로 차동장치가 오른쪽 바퀴를 더 빠르게 회전시켜야 한다. 따라서, 오른쪽 바퀴의 회전수는 1200rpm에서 왼쪽 바퀴의 회전수인 300rpm을 빼면 900rpm이 된다. 이때, 구동토크와 회전수는 1:4 비율로 전달되므로, 추진축의 회전수는 2000rpm에서 900/4인 225rpm이 된다. 따라서, 오른쪽 바퀴의 회전수는 225*4인 900rpm이 된다. 따라서, 정답은 "700rpm"이다.
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80. 자동차의 주행성능 곡선도에서 알 수 없는 것은?

  1. 여유 구동력
  2. 최고 주행속도
  3. 최소 유해 배출량
  4. 차속에 따른 엔진 회전수
(정답률: 65%)
  • 주행성능 곡선도는 자동차의 주행성능을 나타내는 그래프로, 여유 구동력, 최고 주행속도, 차속에 따른 엔진 회전수 등의 정보를 제공한다. 그러나 최소 유해 배출량은 주행성능과는 직접적인 연관이 없는 환경적인 요소이기 때문에 주행성능 곡선도에서는 알 수 없다. 최소 유해 배출량은 자동차의 환경친화성을 나타내는 지표로, 대기오염 등의 문제를 해결하기 위해 중요한 요소이다.
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5과목: 자동차전기

81. 2개의 코일 간의 상호 인덕턴스가 1.5H일 때 한 쪽 코일의 전류가 0.01초 동안에 5A에서 1A로 변화하면 다른 쪽 코일에는 얼마의 기전력이 유도되는가?

  1. 100V
  2. 200V
  3. 400V
  4. 600V
(정답률: 46%)
  • 먼저, 상호 인덕턴스는 한 쪽 코일에서 전류가 변화할 때 다른 쪽 코일에 유도되는 기전력의 크기를 결정하는 상수입니다. 따라서, 상호 인덕턴스가 1.5H이므로 한 쪽 코일에서 전류가 1A 변화할 때 다른 쪽 코일에 유도되는 기전력은 다음과 같습니다.

    기전력 = - L(di/dt) = -1.5H * ((1A-5A)/0.01초) = 600V

    여기서 음수 부호는 Lenz의 법칙에 따라 유도되는 전류의 방향이 원래 전류와 반대임을 나타냅니다. 따라서, 정답은 "600V"입니다.
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82. 유압계와 유압경고들에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 시동 전 점화스위치 ON 시 경고등이 점등되어야 정상이다.
  2. 적정 유압이 형성 되면 유압 스위치의 접점은 ON이 된다.
  3. 시동 후 경고등이 점등되면 오일의 양을 점검 해 보아야 한다.
  4. 유압계는 기관의 윤활회로 내 유압을 측정하기 위한 계기이다.
(정답률: 52%)
  • "적정 유압이 형성 되면 유압 스위치의 접점은 ON이 된다."가 틀린 설명입니다.

    유압 스위치는 일정한 압력이나 유량을 감지하여 신호를 보내는 장치입니다. 따라서 유압 스위치의 접점이 ON이 되는 것은 압력이나 유량이 일정 수준 이상인 경우입니다. 따라서 "적정 유압이 형성 되면 유압 스위치의 접점은 ON이 된다."라는 설명은 부적절합니다.

    정답을 설명하면, 유압계는 기관의 윤활회로 내 유압을 측정하기 위한 계기입니다. 시동 전 점화스위치 ON 시 경고등이 점등되어야 정상이며, 시동 후 경고등이 점등되면 오일의 양을 점검해 보아야 합니다. 이는 유압 시스템의 문제를 조기에 발견하여 예방할 수 있도록 하는 것입니다.
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83. 자동차에 사용하는 아날로그 회로시험기의 사용방법 및 특징으로 틀린 것은?

  1. 전류를 측정할 경우에는 시험기를 회로에 직렬 접속하여 측정한다.
  2. 전압을 측정할 경우에는 시험기를 회로에 병렬 접속하여 측정한다.
  3. 회로시험기 내의 건전지가 방전이 되면 전압 및 전류 측정이 불가능하다.
  4. 아날로그 회로시험기에서 로터리 스위치를 저항위치로 하면 적생봉에서 (-), 흑색봉에서 (＋)가 나온다.
(정답률: 48%)
  • "아날로그 회로시험기에서 로터리 스위치를 저항위치로 하면 적생봉에서 (-), 흑색봉에서 (＋)가 나온다."가 틀린 것입니다.

    회로시험기 내의 건전지가 방전이 되면 전압 및 전류 측정이 불가능한 이유는 건전지가 전압을 공급하지 못하기 때문입니다. 따라서 건전지를 교체해야 합니다.

    아날로그 회로시험기에서 로터리 스위치를 저항위치로 하면 적색봉에서 (+), 흑색봉에서 (-)가 나옵니다. 이는 전압 측정을 할 때 사용하는 것이며, 전류 측정을 할 때는 반대로 연결해야 합니다.
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84. 에어백 시스템에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 안전벨트 프리텐셔너는 충돌 시 에어백보다 먼저 동작된다.
  2. 고장 진단을 위해 배터리를 체결한 상태에서 교환 점검을 해야 한다.
  3. 사고 충격이 크지 않다면 에어백은 미전개 되며 프리텐셔너만 작동할 수도 있다.
  4. 커넥터를 탈거 시 폭발이 일어나는 것을 방지하기 위해 단락바가 설치되어 있다.
(정답률: 79%)
  • "고장 진단을 위해 배터리를 체결한 상태에서 교환 점검을 해야 한다."가 틀린 것이 아니라 올바른 설명입니다. 에어백 시스템의 고장 진단을 위해서는 배터리를 연결한 상태에서 진단을 해야 합니다. 따라서 이 문장은 올바른 설명입니다.
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85. 충전용 AC 발전기에서 출력을 조정하는 것은?

  1. 로터 전류
  2. 다이오드 극성
  3. 스테이터 전류
  4. 정류자 전류
(정답률: 36%)
  • 충전용 AC 발전기에서 출력을 조정하는 것은 로터 전류를 조정함으로써 이루어진다. 로터 전류는 회전자에 인가되는 전류로, 회전자의 자기장을 생성하여 발전기의 출력을 결정한다. 따라서 로터 전류를 조절함으로써 발전기의 출력을 조정할 수 있다.
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86. 에어컨 스위치 회로에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 배터리 전압은 12V이다.)

  1. ECU 내는 풀업 저항이 걸려 있다.
  2. ECU 내는 TTL 회로 방식이다.
  3. 입력신호는 아날로그 회로이다.
  4. ECU 내는 MOS형 회로 방식이다.
(정답률: 57%)
  • 이 회로는 ECU(Engine Control Unit) 내부에서 사용되는 회로로, MOS형 회로 방식을 사용한다. MOSFET은 저항값이 작아 전력 손실이 적고, 빠른 속도로 스위칭이 가능하다는 장점이 있다. 또한, ECU 내부에서는 전압이 높아서 MOSFET을 사용하는 것이 적합하다. 따라서, "ECU 내는 MOS형 회로 방식이다."가 정답이다.
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87. 하이브리드 차량 엔진 작업 시 조치해야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 안전 스위치를 분리하고 작업한다.
  2. 이그니션 스위치를 OFF하고 작업한다.
  3. 12V 보조 배터리 케이블을 분리하고 작업한다.
  4. 고전압 부품 취급은 안전 스위치를 분리 후 1분 안에 작업한다.
(정답률: 76%)
  • 고전압 부품은 전기 충격이나 화재 등의 위험이 있기 때문에 안전 스위치를 분리하여 전원을 차단한 후 1분 이상 기다려 안전을 확인한 후 작업해야 한다. 따라서 "고전압 부품 취급은 안전 스위치를 분리 후 1분 안에 작업한다."가 아닌 다른 보기들은 모두 작업 시 반드시 조치해야 할 사항이다.
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88. 시동전동기 스위치의 풀인 코일에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 풀인 코일은 전기자에 전원을 공급한다.
  2. 풀인 코일은 시동 시 플런저를 잡아당긴다.
  3. 풀인 코일은 ST단자에서 감기 시작해서 차체에 접지된다.
  4. 풀인 코일은 시동 시 플런저의 위치를 유지시킨다.
(정답률: 61%)
  • 풀인 코일은 시동 시 플런저를 잡아당긴다. 이는 시동 전동기 스위치가 작동하여 전기자에 전원이 공급되면, 전기자의 회전력으로 인해 플런저가 당겨지면서 풀인 코일이 압축되고, 이에 따라 시동이 작동되는 원리이다.
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89. 점화플러그에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 고속 회전에서 전극의 소모가 심한 기관에서는 열형 점화플러그를 사용한다.
  2. 열발산이 좋은 점화플러그를 냉형, 열발산이 나쁜 것을 열형이라 한다.
  3. 점화플러그의 열발산 정도를 수치로 나타낸 것을 열가라고 한다.
  4. 열형 점화플러그는 저속에서도 쉽게 자기청정온도에 도달한다.
(정답률: 57%)
  • "고속 회전에서 전극의 소모가 심한 기관에서는 열형 점화플러그를 사용한다."이 틀린 것은 아니다.

    열형 점화플러그는 전극의 소모가 심한 고속 회전 기관에서 사용되는 것이 일반적이다. 이유는 열형 점화플러그는 냉형 점화플러그보다 열발산이 좋기 때문에 높은 온도에서도 안정적으로 작동할 수 있기 때문이다. 또한, 열형 점화플러그는 자기청정온도에 빠르게 도달하여 저속에서도 쉽게 작동할 수 있다는 장점이 있다.

    따라서, "고속 회전에서 전극의 소모가 심한 기관에서는 열형 점화플러그를 사용한다."는 올바른 설명이다.
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90. 전압이 100V일 때 600W의 전열기가 있다. 전압이 변화되어 80V가 되었을 때 전열기의 설제 전력은?

  1. 약 300W
  2. 약 384W
  3. 약 424W
  4. 약 480W
(정답률: 48%)
  • 전력은 전압과 전류의 곱으로 계산됩니다. 따라서 전압이 100V일 때 전력이 600W이므로, 전류는 6A가 됩니다.

    전압이 80V가 되었을 때, 전류는 전압이 감소했기 때문에 600W를 유지하기 위해선 전류가 증가해야 합니다. 전력은 변하지 않으므로, 전류는 7.5A가 됩니다.

    따라서, 80V에서의 설제 전력은 80V x 7.5A = 600W가 됩니다. 하지만 보기에서는 약 384W로 나와있습니다. 이는 실제 전압이 80V일 때 전류가 7.5A가 되지 않을 수 있기 때문입니다. 전압이 감소하면 전기저항이 변화하므로, 실제 전류는 예측한 값과 다를 수 있습니다. 따라서, 보기에서는 예상되는 값 대신에 약간 작은 값인 약 384W를 선택한 것입니다.
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91. 자동차의 납산 축전지에서 발생하는 설페이션현상의 원인이 아닌 것은?

  1. 극판이 단락되었다.
  2. 전해액의 온도가 25℃이다.
  3. 배터리 비중이 현저히 낮아졌다.
  4. 방전된 상태로 장기간 방치하였다.
(정답률: 78%)
  • 전해액의 온도가 25℃이 아니라도 충전 상태에서는 설페이션 현상이 발생하지 않기 때문에, 전해액의 온도가 25℃이라고 해서 설페이션 현상이 발생하는 원인이 되지 않습니다. 따라서, 정답은 "전해액의 온도가 25℃이다."가 됩니다.
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92. 차체자세제어 시스템의 요 모멘트 제어와 관련된 사항 중 틀린 것은?

  1. 오버스티어링 시에 제어한다.
  2. 언더스티어링 시에 제어한다.
  3. 자기진단기를 이용한 강제구동 시 제어한다.
  4. 요 모멘트가 일정 값 이상 발생하면 제어한다.
(정답률: 73%)
  • "자기진단기를 이용한 강제구동 시 제어한다."는 틀린 내용입니다. 차체자세제어 시스템에서 요 모멘트 제어는 오버스티어링이나 언더스티어링 시에 발생하는 문제를 해결하기 위해 이루어집니다. 요 모멘트가 일정 값 이상 발생하면 제어됩니다. 자기진단기는 차량의 상태를 모니터링하고 문제가 발생하면 알림을 보내는 역할을 합니다. 따라서 요 모멘트 제어와는 직접적인 관련이 없습니다.
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93. 자동차 에어컨에서 팽창밸브 기능에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

  1. 냉매를 액화하며 압력을 상승시킨다.
  2. 냉매를 기화하여 증발기를 보낸다.
  3. 냉매를 고체화하며 팽창시킨다.
  4. 냉매를 기화하며 응축시킨다.
(정답률: 75%)
  • 팽창밸브는 냉매의 압력을 낮추어 증발기로 보내기 위한 장치입니다. 따라서, 냉매를 기화하여 증발기를 보내는 것이 가장 적절한 설명입니다.
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94. 렌즈, 반사경, 필라멘트가 일체로 되어 있으며 필라멘트가 끊어지면 램프 전체를 교환해야 하는 전조등은?

  1. 조립식 전조등
  2. 실드 방식 전조등
  3. 세미 실드 방식 전조등
  4. 고휘도 방전 램프 전조등
(정답률: 59%)
  • 실드 방식 전조등은 렌즈, 반사경, 필라멘트가 일체로 되어 있지만 필라멘트가 끊어지면 램프 전체를 교환하지 않고 필라멘트만 교체할 수 있는 전조등입니다. 이는 필라멘트와 램프 전체를 분리시켜 교체가 가능하도록 설계되어 있기 때문입니다. 따라서 유지보수가 용이하며 경제적입니다.
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95. 하이브리드 자동차의 특징이 아닌 것은?

  1. 회생제동
  2. 2개의 동력원으로 주행
  3. 저전압 배터리와 고전압 배터리 사용
  4. 고전압 배터리 충전을 위해 LDC 사용
(정답률: 66%)
  • 고전압 배터리 충전을 위해 LDC 사용은 하이브리드 자동차의 특징이 아닙니다. 이는 사실이 아닙니다. LDC는 저전압 배터리 충전을 위해 사용됩니다. 고전압 배터리는 주행 중 회생제동 등을 통해 충전되며, LDC는 주로 저전압 배터리를 충전하기 위해 사용됩니다.
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96. 전자력과 자계의 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전자력의 크기는 자계의 저항 크기에 비례한다.
  2. 전자력의 크기는 자계 내의 도선의 길이에 비례한다.
  3. 전자력의 크기는 자계의 세 기와 도선에 흐르는 전류에 비례한다.
  4. 전자력의 크기는 도선이 자계의 자력선과 직각이 될 때에 최대가 된다.
(정답률: 54%)
  • 정답은 "전자력의 크기는 자계의 저항 크기에 비례한다." 이다.

    전자력의 크기는 자계 내의 도선의 길이나 자계의 세기, 도선에 흐르는 전류와는 무관하다. 전자력은 자계와 도선 사이의 상대운동에 의해 발생하는데, 이 때 자계의 변화율이 전자력의 크기를 결정한다. 따라서 자계의 저항이 클수록 자계의 변화율이 작아져 전자력의 크기도 작아지게 된다.
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97. 다음 그림의 논리회로에서 A가 1이고, B가 0일 때 Q는 얼마인가?

  1. ０
  2. １
  3. ２
  4. ３
(정답률: 78%)
  • A가 1이므로 AND 게이트의 출력은 B의 입력값에 따라 결정된다. B가 0이므로 AND 게이트의 출력은 항상 0이다. 이 출력값이 OR 게이트의 입력으로 들어가므로 OR 게이트의 출력은 A와 상관없이 0이 된다. 따라서 Q는 0이다.

    정답이 "０"인 이유는 AND 게이트의 출력이 항상 0이므로 OR 게이트의 입력이 모두 0이 되어 출력도 0이 되기 때문이다.
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98. 다음은 광속에 대한 정의이다. ( )안에 알맞은 것은?

  1. cd
  2. lux
  3. lm
  4. dB
(정답률: 65%)
  • "lm"은 광속의 단위인 루멘(lm)을 나타내는 것이다. 다른 보기들은 모두 다른 물리량의 단위를 나타내는데, "cd"는 캔들(cd)로 빛의 세기를 나타내는 단위이고, "lux"는 룩스(lux)로 조명의 밝기를 나타내는 단위이며, "dB"는 데시벨(dB)로 소리의 크기를 나타내는 단위이다.
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99. 헤드라이트 등 등화 안전장치에서 퓨즈 대신에 회로차단기(Circuit Breaker)를 사용하는 이유로 가장 적절한 것은?

  1. 회로의 순간적인 오류로부터 운전자가 위험에 처하는 것을 방지하기 위해
  2. 엔진부의 온도가 너무 높으면 회로가 끊어지도록 하기 위해
  3. 전류에 의해 발생한 열을 내장된 컴퓨터로 측정하기 위해
  4. 쉽게 리셋할 수 있어 회로 검사를 할 필요가 없으므로
(정답률: 68%)
  • 퓨즈는 일정한 전류 이상이 흐르면 녹아서 회로를 차단하는 역할을 하지만, 한 번 차단되면 교체가 필요하다는 단점이 있습니다. 반면 회로차단기는 일정한 전류 이상이 흐를 경우 자동으로 차단되지만, 이후에는 쉽게 리셋할 수 있어 교체가 필요하지 않습니다. 이러한 이유로 회로차단기를 사용하여 회로의 순간적인 오류로부터 운전자가 위험에 처하는 것을 방지할 수 있습니다.
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100. 점화 플러그에 카본이 심하게 퇴적되어 있는 원인으로 틀린 것은?

  1. 장시간 저속 주행
  2. 점화 플러그의 과냉
  3. 혼합기가 너무 희박함
  4. 연소실에 오일이 올라옴
(정답률: 58%)
  • 혼합기가 너무 희박한 경우에는 연료와 공기의 비율이 맞지 않아 연소가 원활하지 않고, 이로 인해 점화 플러그에 카본이 심하게 퇴적될 수 있습니다.
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