3. 자동차의 관리

3-1 자동차는 기본적으로 어떻게 구성되어 있을 까?
ㅣ2ㅣ 자동차용 원동기
(1) 가솔린 기관

③ 전기 장치
자동차의 전기 장치는 기관의 작동과 관련된 전기 장치와 기관이외의 전기 장치로 나눌 수 있다. 기관의 전기 장치에는 기관을 시동하는 시동 장치, 혼합기를 점화하기 위하여 전기 불꽃을 만들기 위한 점화 장치, 다른 전기 장치에 전력 공급이나 축전지를 충전시키기 위한 충전 장치가 있으며, 이들 장치는 기관 성능과 밀접한 관계를 가지고 있다. 그외의 장치로는 기관을 시동할 때 전기를 공급하는 축전지, 등화 장치, 계기류 경고 표시 장치 등이 있다.

< 축전기식 점화 장치 >

㉮ 축전지
전기 장치의 전원으로는 축전지와 충전 장치가 사용된다. 기관이 정지하고 있거나 시동할 때에는 축전지에서 전기를 공급받고, 시동이 걸린 후에는 충전 장치인 발전기에서 전기를 공급받게 된다. 그러나 운전 중이라도 발전기의 출력이 부족하면 안정된 전기를 공급하기 위하여 축전지의 전기를 공급한다. 축전지는 양극(＋)판, 음극(－)판, 격리판이 쌍을 이루는 셀로 구성되며, 전해액으로는 묽은 황산이 사용된다. 시동이 걸리지 않은 상태에서 전기 장치를 지나치게 사용하거나, 발전기가 고장났을 때는 축전지 방전의 원인이 되기도 한다.
㉯ 시동 장치
기관을 시동하기 위해서는 외부의 힘으로 크랭크축을 회전시켜 주어야 하는데, 이때 사용되는 장치를 시동 장치라 한다. 시동 장치는 축전지, 시동 스위치, 시동 전동기로 구성된다.

㉰ 충전 장치
축전지의 전기 에너지는 용량에 한도가 있고, 전기를 사용함에 따라 방전된다. 따라서 기관의 동력 일부를 이용하여 발전기를 회전시켜 각종 전기 장치에 필요한 전기를 공급하고, 나머지 전기는 축전지에 충전한다. 충전 장치는 교류 발전기와 교류 발전기의 발생 전압을 규정값으로 유지하는 조정기(regulator)로 구성되어 있다. 자동차에 발전기는 크랭크축에 팬 밸트(fan belt)로 연결되어 작동된다.

㉱ 점화 장치
가솔린 기관은 혼합기를 연소실에서 흡입·압축하여 전기 불꽃으로 적절한 시기에 점화하여 연소시키는 장치로 축전지를 사용하는 축전지식과 자석 발전기를 이용하는 자석식이 있다. 축전지식은 구조가 간단하고 기관이 저속으로 회전할 때도 높은 전압을 얻을 수 있어 자동차용 기관에 많이 사용된다. 축전지식 점화 장치는 그림과 같이 축전지, 점화 코일(ignition coil), 배전기(distributor), 점화 플러그(ignition plug) 및 고압선으로 구성된다
㉠ 점화 코일
축전지의 낮은 전압을 점화 플러그에서 불꽃 방전을 일으킬 수 있는 높은 전압으로 바꾸어 주는 코일로 1 차 코일과 2 차 코일로 구성된다. 점화 코일의 작용은 1차 코일에 흐르는 전류를 순간적으로 단속하면 1 차 코일에 전자 유도 작용으로 기전력이 발생되고, 2 차 코일에는 상호 유도 작용에 의하여 15,000∼20,000V의 고전압이 발생된다.

㉡ 배전기
배전기(distributer)는 점화 코일에서 발생된 고전압을 각 실린더의 점화 순서에 따라 각 점화 플러그에 공급하고, 점화 코일의 1 차 전류를 단속하는 장치이다. 배전기는 1 차 코일의 전류를 단속하는 단속기와 2 차 코일의 고전압을 각 실린더에 배분하는 배전자, 기관의 회전 속도에 따라 점화 시기를 조정하는 점화 진각 장치 및 접점이 열릴 때 발생되는 불꽃을 흡수하는 콘덴서 등으로 구성된다.
㉢ 점화 플러그
점화 플러그는 배전기로부터 보내진 고전압으로 불꽃 틈새에서 발생하는 불꽃 방전을 이용하여 혼합기를 점화시키는 부품으로서, 기관 작동 상태에 미치는 영향이 크므로 항상 좋은 상태로 유지해야 한다. 점화 플러그는 그림 Ⅲ-21과 같은 구조로서, 플러그 몸통, 중심 전극, 접지 전극, 절연체 등으로 구성되고, 나사로 실린더 헤드에 고정된다. 불꽃 틈새는 0.6∼0.8㎜이다.

㉲ 발전기
축전지와 더불어 자동차의 전원이 되는 장치이다. 시동 초기에는 필요한 전류의 공급을 축전지가 하지만, 발전기가 충분히 전류를 발생하게 되면 축전지의 작용을 멈추게 하고 발전기가 전류를 공급한다. 이 때, 여분의 전기는 다시 축전지로 충전된다. 발전기는 크랭크축의 팬 벨트에 의해 구동되며, 기계 에너지를 전기 에너지로 전환시키는 작용을 한다.
발전기에는 직류 발전기와 교류 발전기가 있는데, 교류 발전기는 직류 발전기에 비해 저속 및 고속에서의 성능이 우수하기 때문에 많이 이용된다. 교류 발전기에서는 축전지에 충전하기 위하여 교류를 직류로 정류하여야 하며, 이 역할을 하는 것이 정류기이다.