자동차 구조 교과서

* 자동차에 필요한 세 가지 능력

   - 구동 : 나아가는 능력

   - 제동 : 멈추는 능력

   - 조향 : 방향을 바꾸는 능력

 

* 공회전 (= Wheel Spin)

   - 마찰력의 한계를 넘어서는 커다란 힘으로 타이어를 회전시키면 마찰이 발생하지 않아 공회전한다

 

* 주행저항

   - 달리는 자동차를 방해하는 힘

   - 구름저항 : 타이어의 고무가 평평해지거나, 원래 형태로 복원되는 힘

   - 공기저항 : 압력저항과 마찰저항이 있다

   - 압력저항 : 자동차가 나아가면 전방의 공기가 밀리면서 압력이 높아져 자동차를 되밀어내려 하고,

                       후방에는 존재하던 자동차가 없어지면서 압력이 낮아져 자동차를 끌어오려고 한다.

   - 마찰저항 : 주행하면 공기와의 사이에 마찰이 발생한다

 

* 내연기관

   - 실린더 안에서 연소가 일어나 내부의 기체를 팽창시키면서 피스톤을 밀어낸다

 

* 엔진 구조

   - 왕복 엔진 (= 피스톤 엔진) : 피스톤과 실린더를 이용한 엔진

   - 흡기 포트 : 공기와 연료를 흡입하는 입구. 흡기 밸브를 통해 열고 닫을 수 있다

   - 배기 포트 : 연소 후의 가스를 배출하는 출구. 배기 밸브를 통해 열고 닫을 수 있다

   - 점화 플러그 : 돌출되어 있는 전극으로, 연료가 섞인 공기에 불꽃 방전을 일으켜 불을 붙인다.

 

* 가솔인 엔진의 4행정 사이클

   1. 흡기 행정

       - 피스톤을 하강시키면, 실린더 안의 압력이 낮아져 혼합기가 들어온다

   2. 압축 행정

       - 두 밸브를 모두 닫고 피스톤을 상승시켜 혼합기를 압축한다.

   3. 연소, 팽창 행정

       - 피스톤이 거의 다 상승하면 점화 플러그로 혼합기에 불을 붙인다. 연소가스가 발생하면서 피스톤이 하강한다.

   4. 배기 행정

       - 피스톤이 상승하면서 배기 밸브가 열리고 연소가스가 배출된다

 

* 디젤 엔진의 4행정 사이클

   1. 흡기 행정

       - 피스톤을 하강시키면, 실린더 안의 압력이 낮아져 공기가 들어온다

   2. 압축 행정

       - 두 밸브를 모두 닫고 피스톤을 상승시켜 공기를 압축해 섭씨 600도 이상의 고온으로 만든다.

   3. 연소, 팽창 행정

       - 점화 플러그 대신 연료 분사 노즐이 장착되어 있어서, 분사 노즐로 내부에 경유를 분사하면 연료가 자연 발화된다.

   4. 배기 행정

       - 피스톤이 상승하면서 배기 밸브가 열리고 연소가스가 배출된다

   : 디젤 엔진은 압축 비율이 높아서, 가솔린 엔진보다 큰 토크를 끌어낸다.

   : 그러나 고압에 견딜 수 있도록 튼튼하게 만들기 때문에 가솔린 엔진보다 크고 무겁다.

   : 또한, 대기 오염도 유발하기 쉬워서, 배기가스 정화 기술과 커먼레일이 부착된 엔진 연소 기술이 발전해서 클린 디젤엔진이 개발 되었다.

 

* 열효율

   - 미연 손실 : 불완전 연소 등으로 연소되지 않은 연료가 배출되는 손실

   - 냉각 손실 : 엔진 과열을 막기 위해 열에너지를 버림으로써 발생하는 손실

   - 배기 손실 : 흡기보다 온도가 높은 배기가 버려짐으로써 발생하는 손실

   - 펌프 손실 : 피스톤을 움직이기 위해 사용하는 손실

 

* 토크

   - 엔진이 발생시키는 회전하는 힘

 

* 크랭크 기구

   - 크랭크축 : 자전거의 페달

   - 커넥팅 로드 : 피스톤과 크랭크축을 연결하여, 상하 왕복 운동을 회전 운동으로 바꾼다

 

* 기통

   - 한 세트로 구성된 실린더와 피스톤을 의미

   - 각각의 기통이 다른 행정을 담당하게 하고, 한 기통에서 발생한 힘을 이용해 다른 기통의 피스톤을 움직인다

 

* 플라이휠

   - 크랭크축의 끝에 장착하는 금속제 원판으로, 회전을 시작하면 관성에 따라 계속 회전하려 한다.

   - 이 회전력으로 연소, 팽창 행정 이외의 행정에서 피스톤을 움직인다

   - 자동 변속기 차량이나 CVT 차량의 경우, 토크 컨버터가 플라이 휠 기능을 하기 때문에 요즘에는 존재하지 않는다.

 

* 실린더 블록

   - 크랭크축, 커넥팅 로드, 실린더, 엔진 오일의 저장소인 오일 팬 등이 부착되어 있다.

 

* 실린더 헤드

   - 연소실, 점화 플러그 전극 부분을 돌출시키는 구멍, 흡기 포트와 배기 포트의 통로, 흡기 밸브와 배기 밸브를 위한 구멍 등으로 구성되어 있다. 또한, 실린더 헤드 커버에 의해 내부를 보호하고 엔진 오일이 외부로 튀는것을 방지한다.

 

* 배기량

   - 실린더 용적에서 연소실 용적을 뺀 것을 4행정 사이에 흡입되는 공기의 양, 즉 배출되는 연소 가스의 양이 된다.

      이것을 기통당 배기량이라고 하며, 여기에 엔진의 기통 수를 곱한 것이 총 배기량이다.

 

* 기통 수와 실린더 배열

   - 기통당 배기량을 키우면 연소실 용적이 커져서 전체에 불이 붙는데 걸리는 시간이 증가하기 때문에 기통 수를 늘린다.

   - 직렬형 : 가장 기본적인 방식. 기통 수가 늘어나면 전장이 길어져서 엔진룸에 수납하기가 어렵다.

   - V형 : 절반씩 양쪽에 V자 모양으로 배치해 하나의 크랭크축을 공유한다. 각각의 열을 뱅크라고 한다.

               전장은 억제할 수 있지만, 전폭이 늘어난다.

 

* 주운동계

   - 피스톤

   - 커넥팅로드 : 양쪽 끝이 뚫려있는 막대. 피스톤 쪽을 스몰 엔드, 크랭크 핀에 끼우는 부분을 빅 엔드라고 한다.

   - 크랭크축 : 크랭크 저널 (회전축이 되는 부분) + 크랭크 핀 (커넥링 로드가 접속되는 부분)

                       + 크랭크 암 (저널과 핀을 연결하는 부분)

 

* 밸브 시스템 (= 동변계)

   - 밸브 스템 (막대모양) + 밸브 헤드 (원형 부분)으로 구성

   - 벨브 헤드가 흡백 포트의 개구부에 끼워진다

   - 벨브 스템에는 벨브 스프링이 장착되어 닫힌 상태를 유지해준다. 이것은 캠 기구를 통해 열린다

   - 캠이 돌면서 누르면 밸브가 열리고, 더 돌아서 누르지 않으면 스프링에 의해 닫힌다 (직동식)

   - 지렛대가 되는 암을 거쳐서 간접적으로 밸브를 누르는 방식도 있다 (스윙암식, 로커암식)

   - 현재는 흡기 2개, 배기 2개 밸브를 사용하는 4밸브식이 주류다

   - 캠축 : 실제 시스템에서는 축 하나에 여러 개의 캠을 한꺼번에 연결한 캠축을 사용한다.

                 크랭크 축 풀리의 회전이 타이밍 벨트를 통해 캠축 풀리에 전달된다.

   - 오버헤드 캠축식 (Over Head Camshaft; OHC) : 캠축이 엔진 상부에 위치하기 때문에 이렇게 부른다.

   - 싱글 오버헤드 캠축식 (Single OHC; SOHC) : 캠축이 한 개인 방식

   - 더블 오버헤드 캠축식 (Double OHC; DOHC) : 캠축이 두 개인 방식 (V형)

 

* 엔진 본체와 보조기구

   - 엔진 본체 = 실린더 블록 + 실린더 헤드 + 주 운동계 + 동변계

   - 보조기구 = 흡기 장치 + 배기 장치 + 연료 공급 장치 + 점화 장치 + 냉각 장치 + 윤활 장치 + 시동 장치 + 충전 장치 + 과급 장치 + ECU

 

* 흡기 장치

   - 에어덕트 : 각 내부 장치들을 연결하는 합성수지나 고무로 만든 굵은 파이프

   - 흡기구 : 신선한 공기가 들어오는 입구

   - 공기청정기 : 공기 속의 이물질을 제거하는 장치

   - 흡기 매니폴드 : 하나였던 공기의 흐름을 기통별로 분기시키는 관

   - 서지 탱크 : 흡기 매니폴의 지관이 일으키는 악영향을 경감하기 위해 설치하는 용적이 큰 공간

   - 스로틀 밸브 : 가속 페달의 조작에 맞춰 흡기가 흐르는 양을 조절하는 밸브 (가속 페달을 밟을수록 증가)

 

* 배기 장치

   - 배기 : 실린더를 나온 연소 가스. 압력이 높고 고온이기 때문에 그대로 방출하면 커다른 소음을 발생 및 위험

   - 배기 매니폴드 : 각 기통의 배기를 집합시키는 다기관

   - 촉매 변환기 : 배기가스 속의 대기 오염 물질을 정화하는 장치.

                         : 불완전 연소로 발생된 일산화탄소, 타다 남은 연료인 탄화수소, 고온의 연소실 안에서 발생하는 

                           질소산화물이 촉매와 반응하여 이산호탄소와 물과 질소가 된다

   - 머플러 : 온도와 압력이 높은 배기 가스가 방출되면 팽창하면서 소음이 발생시킨다. 이를 줄이기 위한 장치

   - 배기관 : 각 부품들을 연결하는 금속제 파이프

 

* 연료 공급 장치

   - 연료 탱크 : 연료를 저장해두는 탱크. 내부에 전동식 연료 펌프가 있다

   - 연료 급유구 : 연료를 탱크에 급유할 때 사용하는 입구

   - 연료 파이프 : 연료를 탱크에서 엔진까지 보내는 파이프

   - 인젝터 : ECU의 지시로 열고 닫히며, 연료를 엔진으로 분사한다. 포트 분사의 경우 엔진의 흡기 포트,

                   직분식은 연소실과 연결되어 있다.

 

* 연료 분사 방식

   - 포트 분사 : 흡기 포트에 연료를 분사하고 흡기와 함께 혼합기를 만들어 실린더로 보내는 방식

   - 직분식 : 압축 행정이 끝나는 타이밍에 연소실 안으로 직접 연료를 분사하는 방식

 

* 점화 장치

   - 승압 : 저압의 직류 전기 (12V)를 고압 전류로 바꾼다

   - 배전 : 고압 전류를 최적의 타이밍에 각 기통의 점화 플러그래 보낸다

   - 착화 : 자기장과 점화 코일을 이용해 상호 유도 작용을 이용하여 점화 시킨다

 

* 직접 점화 장치

   - 기존 점화 장치는 엔진이 고회전이 되어 on-off 타이밍이 빨라지면 문제 발생할 위험이 높았고, 스위치 마모가 발생했다.

   - 따라서, 현재는 승압을 위한 전류의 단속과 배전을 ECU 에서 담당한다

   - 승압 : 각종 센서에서 받은 전기신호를 ECU 가 이그나이터로 보내고 여기서 증폭 시켜 점화 코일에 전달

   - 배전 : 점화 코일에서 점화 플러그로 보낸다

 

* 전자 제어 장치 (ECU)

   - 크랭크 포지션 센서 : 크랭크축의 회전 각도를 측정. 연료 분사나 점화 시기 제어에 사용

   - 캠 포지션 센서 : 캠축의 회전 각도를 측정. 연료 분사나 점화 시기 제어에 사용

   - 에어 플로 미터 센서 : 공기유량을 파악한다. 연료 분사량 제어에 사용

   - 흡기 온도 센서 : 흡기 속의 산소량을 정확히 파악

   - 수온 센서 : 냉각 장치의 냉각액 온도를 측정. 엔진의 온도가 연소 상태에 영향을 끼친다

   - 산소 센서 : 배기 속의 산소 농도를 알아내 연소 상태를 판단한다

   - 노크 센서 : 노킹이라는 이상 연소를 감지한다. 연료 분사나 점화 시기 제어에 사용

   - 엑셀 포지션 센서 : 가속 페달을 얼마나 밟았는지를 파악한다.

   - 스로틀 포지션 센서 : 스로틀 밸브의 열림각을 알아 낸다.

 

* 냉각 장치

   - 실린더 안에서 발생한 열은 엔진 자체를 뜨겁게 하고, 부품이 녹을 수 있고, 엔진 오일도 제기능을 하지 못하게 된다.

      이러한 오버히트를 막기 위한 장치이다.

   - 워터 재킷 : 실린더 블록과 실린더 헤드 안에서 냉각액 지나가는 통로

   - 라디에이터 : 워터 재킷을 지나며 뜨거워진 냉각액이 라디에이터 내부 파이프를 지나면서 방열하여 식는다

   - 냉각팬 : 라디에이터 뒷면에 부착되어, 주행풍만으로는 방열이 충분하지 않아 강제 송풍을 실시하는 팬

   - 워터펌프 : 라디에이터에서 차가워진 냉각액을 워터재킷으로 다시 보내는 펌프

   - 서모스탯 : 워터 재킷 내부에서 냉각액의 온도에 따라 열리고 닫히는 밸브

   - 리저버 탱크 : 온도 상승으로 팽창한 여분의 냉각액을 저장하는 탱크

 

* 가압 냉각

   - 냉각액의 경로를 밀폐하여, 압력을 높여서 100도보다 높은 온도에서 기화되도록 만들어 액체 상태를 유지 (110~120도)

   - 온도 상승 : 냉각액이 고온, 고온인 경우, 리저버 탱크에 일부를 저장하므로써 압력을 하락시킨다.

   - 온도 하강 : 냉각액이 저온, 저압인 경우, 리저버 탱크 안의 냉각액을 다시 가져와 압력을 상승 시킨다.

 

* 서모스탯

   - 냉각액이 저온인 경우, 서모스탯을 닫아 워터 재킷에서 라디에이터로 보내지 않고 워터 펌프로 바이 패스 (냉각팬 중지)

   - 냉각액이 고온인 경우, 서모스탯을 열어 워터 재킷에서 라디에이터로 보낸다

 

* 윤활 장치

   - 엔진 오일 : 엔진의 부품들이 마찰열로 녹거나 달라붙지 않도록 엔진의 윤활에 사용되는 오일

   - 오일 팬 : 엔진 오일을 저장하기 위해 실린더 블록 밑에 장착된 장소

   - 오일 스트레이너 : 엔진 오일에 섞여있는 이물질을 빨아올리지 못하게 막는 금속망

   - 오일 펌프 : 오일 팬의 엔진 오일을 빨아올려 엔진의 각 부분으로 보내는 펌프

   - 오일 필터 : 엔진 오일의 미세한 이물질을 거르는 필터

   - 오일 갤러리 : 실릭더 블록과 헤드 내부에 설치되어 있는 엔진 오일의 통로

   - 사용된 엔진 오일은 엔진 내 부품에서 중력 낙하하여 다시 오일 팬에 저장된다

 

* 시동 장치

   - 스타터 모터 : 모터 + 마그네틱 스위치 + 감속 기구 + 오버러닝 클러치 + 피니언 기어

   - 마그네틱 스위치 : 시동 버튼을 누르면 전자석의 힘을 이용해 피니언 기어를 이동시켜 플라이휠의 톱니에 맞물린다

   - 모터 : 피니언 기어가 맞물리면 모터의 회전이 시작되고, 크랭크 축에 전달되어 엔진이 움직인다.

   - 감속 기구 : 시동에는 강한 힘이 저속으로 필요하기 때문에, 톱니바퀴를 조합해 속도를 줄이고 토크를 높인다

   - 오버러닝 클러치 : 모터의 회전은 엔진에 전달되고, 엔진의 회전은 모터에 전달되지 않도록 하는 기구

   - 플라이휠 : 크랭크축의 끝에 장착하는 금속제 원판

 

* 충전 장치

   - 점화, 시동, ECU, 전조등, 와이퍼 등의 작동에 필요하다

   - 발전기 : 엔진의 힘으로 작동하며, 알터네이터라고 부르는 교류 발전기를 사용한다

   - 축전기 : 사용하고 남은 발전 전력을 저장. 시동 or 발전 전력만으로 부족할 때 사용

 

* 과급기 (터보 엔진)

   - 과급 : 실린더에 용량 이상의 공기를 집어넣으면 그만큼 많은 연료를 태워 출력을 높일 수있다

   - 과급기 : 과급하는 장치

   - 컴프레서 휠 : 흡기 경로에 배치되어 흡기를 압축하는 날개차

   - 터빈 휠 : 배기 경로에 배치되어 배기가스의 유동량으로 돌아가는 날개차

   - 터보차저 : 배기 시 터빈 휠을 회전 시키면 컴프레서 휠도 같이 회전되는데, 흡기가 압축되어 실린더에 용량보다 많은

                       공기가 흡기된다.

   - 인터쿨러 : 터보차저로 인해 온도가 상승한 흡기를 냉각한다

   - 엔진 다운 사이징 : 급발진이나 급가속 할 때 과급을 실시해 출력을 높이는 방법

 

* 동력 전달 장치

   - 엔진의 회전을 바퀴에 전달하는 시스템

   - 클러치 (단속 기구) : 

   - 변속기 : 엔진의 회전을 주행에 최적인 토크나 회전수로 바꾼다

   - 추진축 : 회전력을 전달받아 4개의 바퀴 혹은 후방으로 동력을 전달하기 위해 전후로 연결된 축

   - 파이널 기어 : 최종적인 감속을 하는 장치

   - 디퍼렌셜 기어 : 부드럽게 코너를 돌기 위한 장치

   - 구동축 : 회전력을 2개의 바퀴로 전달하기 위해 좌우로 연결된 축

   - 사륜구동 (4WD, AWD) : 4개의 바퀴로 구동. 구동력과 코너링이 좋으나 연비가 낮다.

   - 이륜구동 (2WD) : 2개로 바퀴로 구동

   - 전륜구동 (FF; Front engine Front wheel drive) : 엔진을 전방에 배치하고 전륜으로 구동하는 방식

                                                                                  앞바퀴 부담이 크며, 구조가 복잡해진다.

   - 후륜구동 (FR; Front engine Rear wheel drive) : 엔진을 전방에 배치하고 후륜으로 구동하는 방식

                                                                                 운동 성능이 높지만, 공간을 많이 차지한다. 중량도 무겁다.

   - 후륜구동 (RR; Rear engine Rear wheel drive) : 엔진을 후방에 배치하고 후륜으로 구동하는 방식

   - 후륜구동 (MR; Middle engine Rear wheel drive) : 엔진을 중앙에 배치하고 후륜으로 구동하는 방식

    

* 변속기

   - 수동 변속기 (MT) : 몇 단계의 변속비를 갖추고 수동으로 전환하는 변속기.

                                  : 마찰 클러치 + 톱니바퀴식 변속기

   - 자동 변속기 (AT) : 주행 상황에 맞춰 자동으로 변속비를 변환하는 변속기. 내부적으로 단계가 존재.

                                 : 토크 컨버터 + 유성기어식 변속기

   - 연속 가변 변속기 (CVT) : 무단계로 변속비를 바꿀 수 있는 자동 변속기의 종류.

                                            : 토크 컨버터 + 벨트식 변속기

   - 자동 변속을하는 수동 변속기 (AMT) : 숙련된 운전자가 수동 변속기를 조작하듯이 수동 변속을 자동으로 구현.

                                                               : DCT 가 주류이다.

 

* 클러치

   - 같은 축에 있는 두 회전축을 이용해 엔진의 회전 (토크)을 변속기에 전달하거나 차단하는 단속 장치

   - 두 장의 원판이 각각의 회전축에 고정되어 있고, 두 원판이 떨어지면 회전이 전달되지 않고 붙으면 전달된다.

   - 입력은 엔진의 플라이휠, 출력은 클러치 디스크 (원판)이다.

   - 클러치 페달 : 깊게 밟으면 클러치 커버 내부 스프링보다 강한 힘에 의해 클러치 디스크가 플라이 휠에서 떨어진다.

                            발을 떼면, 스프링의 힘이 더 크기 때문에 클러치 디스크가 플라이휠로 붙는다.

   - 클러치 커버 : 클러치의 케이스인 동시에 클러치 디스크를 플라이휠에 누르는 기능을 한다.

   - 건식 클러치 : 공기 중에서 원판을 접촉시키는 방식

   - 습식 클러치 : 오일 속에서 접촉시키는 방식

 

* 토크 컨버터

   - 유체 클러치의 일종이다.

   - 입력 측 펌프 임펠러와 출력측 터빈 러너, 2개의 날개차와 그 사이에 스테이터 날개차가 있다.

 

* 유압 기구

   - 변속기, 풋 브레이크, 파워 스티어링에 사용된다.

   - 플루이드 : 유압에 사용되는 기름

 

* 유성기어

   - 기업의 조합 방식을 표현하는 말

   - 태양기어 : 중앙 기어

   - 링 기어 : 바깥쪽의 안 기어

   - 피니언 기어 : 링 기어와 태양기어 사이의 기어

 

* 자동 변속기

   - TCU 의 지시로 주행 상황에 맞춰 변속한다

 

* 디퍼렌셜 기어 (차동 기어)

   - 좌우 구동륜의 회전 속도 차이를 흡수

   - 회전 시 바깥 쪽 바퀴가 더 많이 이동하게 되기 때문에

 

* 로크업

   - 제동력이 작용하지 않아, 타이어가 노면에서 미끄러지는 현상

 

* 풋 브레이크

   - 운전자의 발힘을 통해 타이어의 회전을 늦추는 제동 장치

   - 브레이크 페달 밑의 마스터 실린더에서 브레이크 파이프를 통해 휠 실린더의 유압을 조절하여 제동한다.

   - 오른쪽 앞바퀴 + 왼쪽 뒷바퀴, 오른쪽 뒷바퀴 + 왼쪽 앞바퀴가 한 조를 이룬다.

   - 브레이크 본체 : 마찰을 발생시켜 바퀴의 회전을 늦추는 장치

   - 브레이크 파이프 : 브레이크 플루이드를 전달하기 위한 배관

   - 브레이크 마스터 실린더 : 페달에 따라 유압을 발생 시키는 실린더

   - 배력 장치 : 페달을 밟는 힘을 보조하는 장치

   - 브레이크 페달 : 지렛대의 작용으로 페달을 밟는 힘보다 강한 힘을 마스터 실린더에 전달한다.

 

* 디스크 브레이크

   - 차축과 함께 회전하는 금속제 원판의 양쪽을 마찰재로 눌러서 마찰을 발생시킨다

   - 디스크 로터 (= 브레이크 디스크) : 원판

   - 브레이크 패드 : 마찰재

   - 브레이크 캘리퍼 : 패드가 장착된 부분이며, 휠 실린더와 피스톤을 내장한다.

   - 벤틸레이티드 디스크 브레이크 : 브레이크가 과열에 약하기 때문에 방열 효과를 높이기 위해

                                                         로터 내부에 방사형으로 통풍 구멍을 뚫어높은 디스크 브레이크

 

* 엔진 브레이크

   - 주행 중에 가속 페달에서 완전히 발을 떼면, 엔진에 연료는 공급되지 않으나 흡기와 압축은 일어난다.

     이로 인해 펌프 손실이 저항이 되어 구동륜의 회전을 늦출 수 있다.

 

* ABS (Anti-lock Brake System)

   - 유압 제어 유닛(ABS 유닛)과 각종 센서, 컴퓨터로 구성되어 있다

   - 차륜 속도 센서로 회전 속도를 알아내고, 가속도 센서로 자동차의 감속 정도를 체크한다. 로크업이 예상되는 경우에,

     마스터 실린더에서 해당 바퀴로 더 이상 유압을 보내지 않는다. 본체 쪽의 유압을 보조 탱크로 빼내어 브레이크 작동을

     약화시킨다. 반대로 제동력이 충분하지 않은 경우에는 마스터 실린더에서 브레이크 본체로 유압을 보낸다.

 

* 파킹 브레이크

   - 주차 중에 자동차의 위치를 유지하기 위해 사용

   - 톱니바퀴에 갈고리가 걸리면서 브레이크가 걸린다

 

* 조향 장치

   - 바퀴가 굴러가는 방향을 바꾸는 장치

   - 핸들 : 운전자가 조작하는 부분

   - 조향축 : 핸들의 회전을 조항 기어 박스에 전달하는축

   - 조향 기어 박스 : 핸들의 회전 운동을 왕복운동으로 변환하는 톱니바퀴 장치

   - 타이로드 : 랙의 움직임을 너클암에 전달하는 기구

   - 너클암 : 최종적으로 바퀴의 방향을 바꾸는 부분

   - 랙앤드 피니언식 : 랙은 막대 모양의 톱니바퀴이며, 피니언은 작은 톱니바퀴이다. 랙이 좌우 방향으로 배치되고 양쪽

                                   끝에 타이로드라는 막대모양의 부품이 설치되며 각각의 끝에 너클암이 연결된다.

 

* 파워 스트어링 시스템

   - 유압이나 모터의 힘으로 핸들 조작을 보조한다

   - 유압식 파워 스티어링 : 랙에 실린더를 설치하고 유압을 보내 핸들 조작에 따라 바퀴가 쉽게 회전하도록 한다.

   - 전동식 파워 스티어링 : 핸들에 설치된 조향각 센서 등의 정보를 바탕으로 ECU 가 최적의 힘을 계산해 모터에 지시.

 

* 서스펜션

   - 4개의 타이어가 모두 바닥에 접지되어야 균형이 유지된다. 하지만, 모든 도로가 평평하지는 않다.

   - 따라서 타이어의 접지를 항상 확보하고, 노면의 요철에서 받는 충격을 방지하기 위한 장치이다.

   - 바퀴와 차체를 용수철로 연결하고, 거기서 발생하는 신축성을 이용해 접지를 확보한다.

   - 코일 스프링

   - 링크 : 여러 개의 막대가 관절처럼 조합되어 움직이는 것

   - 유압 댐퍼 (=쇼크 업소버) : 코일 스프링의 진동을 억제한다.

 

* 쇼크 업소버

   - 오일같이 점성이 있는 액체가 작은 구멍을 통과할 때 발생하는 마찰열을 이용해 운동에너지를 열 에너지로 변환

   - 실린더와 피스톤으로 구성되어 있다

   - 코일 스프링이 줄어들거나 늘어날 때, 이 피스톤을 통해 힘들 흡수하여 감쇠시킨다

 

* 차축 현가식 서스펜션

   - 좌우 바퀴가 하나의 축으로 연결되어 움직임이 연동된다. 대표적으로, 토션빔이 있다.

   - 장점 : 서스펜션이 차지하는 공간이 적으며, 저비용으로 제조가 가능하다.

   - 단점 : 한쪽 바퀴가 변경되면 반대쪽 바퀴에도 영향을 미친다.

 

* 토션빔식 서스펜션

   - FF 소형차의 뒷바퀴에 채용되는 경우가 많다

   - 토션빔 : 차축에 해당하는 부분이다

   - 토션바 : 좌우 바퀴에 연결되며, 좌우 바퀴가 독립적으로 움직이면 이 용수철이 비틀려서 독립된 움직임을 억제한다.

   - 래터럴 로드 : 기본 구조만으로는 가로 방향의 힘을 받아들일 능력이 낮기 때문에 추가될 때가 많은 로드다

   - 트레일링 암 : 차제 전방쪽에 받침점을 두고 그 점을 중심으로 바퀴가 위아래로 움직인다.

   - 스트럿 : 코일 스프링과 쇼크 업소버를 일체화한 것. 바퀴의 상하 방향에 작용하는 힘을 받아들인다.

 

* 독립 현가식 서스펜션

   - 좌우 바퀴가 독립적으로 움직이다.

   - 장점 : 한쪽 바퀴가 변경되어도 반대쪽 바퀴에 영향을 주지 않는다

 

* 맥퍼슨 스트럿식 서스펜션

   - 암을 1개 사용 (로어암)

   - 코일 스프링과 쇼크 업소버를 일체화한 버팀대가 서스펜션의 골격을 구성

 

* 더블 위시본식 서스펜션

   - 암을 2개 사용 (어퍼암 + 로어암)

   - 2개의 암으로 차축을 지탱하고 코일스프링과 쇼크 업소버가 바퀴와 차체를 연결한다.

   - 장점 : 스트럿식에 비해 대항할 수 있는 힘과 방향이 늘어난다

   - 단점 : 필요한 공간이 크고 제작비도 높다

 

* 멀티 링크식 서스펜션

   - 다수의 암이나 로드를 사용

   - 스터럿식이나 더블 위시본식을 바탕으로 암이나 로드를 추가하거나, 기존의 암을 가는 암들로 분리한다.

   - 장점 : 암의 수를 늘려서 바퀴의 움직임을 더욱 세밀하게 제어할 수 있다.

 

* 자동차의 움직임

   - 노즈업 : 자동차의 후방을 아래로 눌러서 전방이 떠오르는 현상

   - 노즈다이브 : 자동차의 전방이 아래로 눌려서 후방이 떠오르는 현상

   - 롤링 : 자동차가 좌우로 흔들리거나, 커브 바깥쪽을 향해 기울어지는 현상

 

* 타이어

   - 트레드 : 노면에 접하는 부분

   - 트레드 패턴 : 트레드에 배수를 위한 홈의 모양

   - 숄더 : 성질이 다른 두 고무를 연결하는 부분

   - 벨트 : 카카스 코드를 보강하는 층

   - 카카스 코드 : 합성 섬유와 고무로 만든 층이 겹쳐진 타이어의 기본 골격

   - 이너 라이너 : 타이어 안의 공기를 유지하기 위한 안쪽 고무층

   - 사이드월 : 위아래로 신축하며 노면에서 전해지는 충격을 받아들인다

   - 비드 필러 : 휠에 접하는 부분을 더욱 보강하기 위해 강도가 높은 고무를 사용

   - 비드 와이어 : 휠과의 접착력을 높이기 위해 가는 철사를 묶은 것으로 보강

 

* 편평률

   - 타이어 단면의 높이와 폭의 비율 (= H / W * 100)

   - 편평률이 낮을수록 숄더의 단면이 각지고 접지 면적이 늘어난다. 구동력이나 제동력 등을 발휘하기가 쉽다

   - 타이어 폭을 유지하면서 편평률을 낮추기 위해 휠의 직경을 크게 만들어야 한다. 그래서 인치업을 한다.

 

* 영구 자석형 동기모터

  - 교류가 만들어낸 자기장 안에서 영구 자석이 회전

  - 전기차에서는 엔진을 대신한다

 

* 회생 제동

  - 전기차나 하이브리드차는 감속이 필요하면 전력의 공급을 멈추는데, 바퀴의 회전이 모터에 전해져 발전이 이뤄진다.

    이를 충전식 전지에 저장하면, 구동에 사용할 수 있다.

  

* 연료 전지 전기차 (수소차)

   - 연료 전지 모듈 : 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 부분

   - 연료 전지 : 수소와 산소의 화학 반응을 이용하여 전기를 생산.

 

* 하이브리드 자동차

   - 엔진과 모터 2개의 동력원을 모두 탑재한 자동차

   - 직렬식 하이브리드 (=플러그인 하이브리드) : 엔진으로 발전기를 돌리고 그 전력으로 모터를 돌려 주행한다.

   - 병렬식 하이브리드 : 엔진과 모터 양쪽을 구동에 사용한다. 엔진은 발진하거나 가속할 때 효율이 나쁘기 때문에

                                      이 때, 모터가 엔진을 보조하여 엔진의 효율 저하를 막는다.

 

* 동력 분기식 하이브리드

   - 직렬식과 병렬식을 조합한 방식

   - 발전, 저속 시 : 2차 전지의 전력을 사용해 모터 구동

   - 통상 주행시 : 엔진 구동 + 엔진으로 발전한 전력으로 모터 구동

   - 고부하 시 : 엔진 구동 + 엔진으로 발전한 전력과 2차전지의 전력으로 모터 구동

   - 감속 시 : 모터로 회생 제동을 하고 발전한 전력을 2차 전지에 저장