3. 자동차의 관리

3-1 자동차는 기본적으로 어떻게 구성되어 있을까?

ㅣ 1ㅣ 기본 구조

자동차의 구조를 살펴보면 크게 자동차의 공간을 구성하는 차체(body)와 동력을 발생하여 자동차를 움직이는 섀시(chassis)로 나눌 수 있다. 차체는 자동차의 외형을 구성하고 사람이나 화물을 실을 수 있는 부분으로 실내 장치, 조명 장치, 냉난방 장치 및 여러 가지 부속 장치를 포함한다. 섀시는 동력을 발생하는 기관, 동력 전달 장치, 현가 장치, 조향 장치, 제동 장치 등으로 구성된다.

ㅣ2ㅣ 자동차용 원동기

(1)가솔린 기관

가솔린 기관은 몸체를 구성하는 기관 본체와 윤활 장치, 냉각 장치, 연료 장치, 전기 장치, 배기 장치로 구성된다.

① 기관 본체
가솔린 기관은 가솔린을 연료로 사용하는 피스톤 기관이,며, 전기 불꽃으로 점화시키는 불꽃 점화 기관으로 주로 승용차의 기관으로 사용된다. 가솔린 기관은 가솔린과 공기의 혼합 기체를 실린더 속에 흡입하여 압축한 다음, 점화플러그에서 발생된 전기 불꽃으로 폭발시키고, 그 폭발에 따른 팽창력으로 피스톤을 밀어내어 동력을 얻는다. 가솔린 기관의 에너지 변환을 살펴보면, 연소에 의한 열에너지의 팽창력이 기계적인 일로 변환되어 동력을 발생시킨다. 여기에는 4 행정 사이클 기관과 2 행정 사이클 기관이 있다.

② 연료 장치
기관에 필요한 연료를 연료 탱크로부터 공급하여 공기와 적당한 비율로 혼합시켜 실린더에 공급하는 장치이며, 그 기능은 기관의 성능, 특히 출력이나 경제성을 좌우하는 중요한 장치이다. 연료는 그림과 같이 연료 탱크, 연료 여과기, 연료 펌프, 기화기 또는 연료 분사 장치, 흡입 다기관을 거쳐 실린더에 유입되며, 공기는 공기 청정기를 거쳐 기화기에서 연료와 알맞은 비율로 혼합된다.

< 연료 장치의 계통도 >

㉮ 연료 펌프
연료 펌프(fuel pump)는 필요한 연료를 탱크로부터 기화기 또는 연료 분사 장치로 보내는 장치로서, 엔진의 회전력으로 작동하는 기계식과 배터리의 전원을 이용하는 전기식 등이 있다. 기계식은 주로 다이어프램(diaphragm) 펌프로 기화기 방식에, 전자식은 연료 분사 방식에 널리 쓰인다.

  
< 다이어프램 펌프 >                           < 전자식 펌프>

㉯ 기화기
기화기(carburetor)는 기관의 운전 상태에 알맞은 공기와 연료를 적당한 비율로 혼합하여 혼합기를 만드는 장치이다. 아래 그림과 같이 기화기는 흡입 행정시 피스톤이 내려가면 실린더 안에는 진공이 생기고, 진공에 의해 공기가 흡입된다. 흡입되는 공기는 좁아진 벤투리를 지날 때 속도가 빨라져 압력이 낮아지므로 플로트실의 연료가 분출되어 공기와 혼합함으로써 혼합기를 만든다.
초크 밸브는 기관을 시동할 때 공기량을 조절하여 일시적으로 진한 혼합기를 만들며, 운전 상태에 따라 초크 밸브를 자동을 개폐하여 적절한 혼합기를 만들어 공급하는 자동 초크가 많이 사용된다. 스로틀 밸브는 운전자의 가속 페달과 연결된 밸브로 열리는 정도에 따라 실린더에 들어가는 혼합기의 양을 조절하여 기관의 출력과 회전 속도를 조절한다.

< 기화기 >

㉰ 연료 분사 장치
기화기는 기계적인 방법에 의해 혼합기를 만들기 때문에 운전 상태에 가장 적합한 혼합기를 공급하기가 어렵다. 그러므로 최근에는 그림과 같이 전자 제어에 의한 연료 분사 장치를 사용하여 흡입 공기량에 적당한 양의 가솔린을 분사 밸브를 통해 분사한다.
연료 분사 장치는 연료 분사 시기 및 분사량을 컴퓨터에 의해 자동을 제어하며, 기관의 상태를 감지하는 센서, 감지된 자료를 분석하는 마이크로프로세서, 연료를 분사하는 분사 밸브, 분사 장치 내의 연료 압력을 일정하게 유지하는 연료 압력 조절기 등으로 구성된다.
연료 분사는 흡입 공기량 및 온도, 스로틀 밸브의 열림 정도, 냉각수의 온도, 점화 시기 등에 따라 알맞는 혼합비가 되도록 제어된다. 이 장치는 기관 성능을 향상시키고 연료 절약의 효과가 높으며, 유해 물질의 배출을 감소하는 잇점이 있다.

< 연료 분사 장치 >

㉱ 연료 여과기
연료에는 외부에서 들어간 먼지나 수분이 기관 작동에 지장을 초래한다. 이와 같이 연료 속의 분순물을 제거하기 위하여 연료 탱크와 연료 펌프 사이에 설치되어 있다.

㉲ 공기 청정기
공기 중의 먼지나 분진 등이 실린더 내로 흡입되면, 실린더와 피스톤 등 각 부분의 마모를 촉진시켜 기관의 성능을 크게 저하시킨다. 따라서 먼지나 분진을 분리 제거하여 깨끗한 공기가 기관에 공급되도록 하고, 공기가 흡입될 때 발생되는 소음을 억제하는 역할을 한다. 공기 청정기는 건식과 습식이 있는데 건식은 가솔린 기관에, 습식은 디젤 기관에 사용되고 있다.

㉳ 연료 탱크
연료 탱크는 자동차의 동력 발생에 필요한 연료를 저장하는 탱크로서, 탱크 용량은 차의 종류에 따라 약간씩 다르다.