개념 한 쪽
제동장치 검차장비는 제동계 통합의 동작 상태와 구성요소의 이상을 파악하는 데 쓰인다. 제동계에서 나타나는 대표적 현상과 그 원인, 센서의 역할 및 유압·동역학 계산이 함께 출제되므로 장비의 기능과 제동 이론을 함께 이해해야 한다고 한다.
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출제기준 단원 「제동장치 검차장비(제동력테스터기)」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| ABS 센서와 기능 판별 | 1 | 휠 스피드 센서의 역할과 설치 범위를 가리기 |
| 슬립률 개념 판단 | 1 | 슬립률의 정의와 최대 마찰 구간을 구분하기 |
| 제동계 고장 원인 판별 | 1 | 페달 감각(딱딱함)과 제동불량의 원인 연결하기 |
브레이크 부스터(하이드로 백)는 엔진 흡기 진공을 이용해 페달 작동력을 보조하는 장치라고 설명한다. 부스터에 진공 누설이 발생하면 보조력이 상실되어 페달이 매우 딱딱하게 느껴지고 그 결과 제동성능이 저하되는 전형적인 증상이 나타난다고 한다. 따라서 페달의 딱딱함과 제동불량이 동시에 나타나면 부스터의 진공 누설을 의심해야 한다고 한다.
베이퍼록(Vapor Lock)은 브레이크 오일이 고온에서 비등·기화하여 유압 전달에 필요한 액체가 기체로 변함으로써 압력 전달이 저해되는 현상이라고 정의한다. 기화된 기체는 압축성이 크므로 페달을 밟아도 압력이 캘리퍼에 제대로 전달되지 않아 제동력이 급감하는 결과가 발생한다고 한다. 주로 장시간 연속 제동 등으로 브레이크 시스템 온도가 상승할 때 발생한다고 한다.
ABS(안티록 브레이크 시스템)는 바퀴 잠김을 방지하여 조향성과 직진 안정성을 확보하는 장치라고 한다. 이를 위해 각 바퀴에 휠 스피드 센서를 장착하여 회전속도를 감지하고 ABS 제어유닛으로 입력하여 브레이크 압력을 조절한다고 한다. 휠 스피드 센서는 모든 차륜에 설치되어 각 바퀴의 상태를 모니터링하는 것이 핵심이라고 한다.
슬립률은 차량 속도와 휠 속도의 차이를 백분율로 나타낸 값이라고 정의한다. 슬립률 0%는 완전 회전 상태, 100%는 완전 잠김 상태를 의미하며, 최대 마찰계수는 보통 10~20%의 슬립률에서 발생한다고 설명한다. 따라서 슬립률 0%에서 최대 마찰을 얻는다는 설명은 물리적으로 틀리다고 한다.
제동계의 유압 계산은 뉴턴의 운동법칙과 압력의 정의를 적용하여 해결한다. 압력은 힘을 면적으로 나눈 값(P=F/A)이며, 제동력은 질량과 감속도의 곱(F=ma)으로 구한다. 단위 변환 과정에서 Pa와 kPa, m 단위 변환을 정확히 처리해야 오차를 피할 수 있다고 한다.
1) 마스터 실린더 압력 계산 예시를 보인다. 지름 5cm인 마스터 실린더의 반지름은 2.5cm이고 원단면적은 πr²를 사용하여 약 19.625㎠(0.0019625㎡)가 된다. 푸시로드의 힘이 1000N일 때 압력 P=F/A이므로 1000N÷0.0019625㎡≈509,580Pa가 되며 이를 kPa로 환산하면 약 509.6kPa가 된다고 설명한다. 단위 변환 시 cm²→㎡와 Pa→kPa 변환을 반드시 확인해야 한다고 한다.
2) 제동력 계산 예시를 보인다. 총질량 22000kg인 차량이 감속도 6.72m/s²로 감속한다면 제동력은 F=ma에 따라 22000kg×6.72m/s²=147,840N이 되며 kN 단위로는 147.84kN(약147.8kN)이 된다고 설명한다. N→kN 변환 시 1000으로 나누는 점을 주의해야 한다고 한다.
ABS(anti lock brake systerm)의 장점이 아닌 것은?
정답 ④ · ABS의 장점이 아닌 것을 고르는 문제이다. ABS는 급제동 시 바퀴가 잠기는 것을 방지하여 슬립률을 최적으로 유지함으로써 방향 안정성과 조향성을 확보해 준다.
ABS는 제동 시 바퀴 잠김을 방지해 조향성과 안정성을 유지하지만, 구동력 제한은 TCS의 역할이다.
제동 이론에서 슬립률에 대한 설명으로 틀린 것은?
정답 ④ · 제동 시 슬립률에 대한 설명 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 슬립률은 (차속 - 바퀴 회전 속도)를 차속으로 나눈 값으로 정의되며, 차량 속도와 바퀴 회전속도의 관계를 나타내는 지표이다.
슬립률 0%는 완전 회전 상태이나, 최대 마찰 계수는 보통 10~20% 슬립률에서 발생하므로 0%가 최대라는 설명은 틀렸다.
ABS(Anti-lock Brake System)가 설치된 차량에서 휠 스피드 센서의 설명으로 맞는 것은?
정답 ④ · ABS에서 휠 스피드 센서의 역할을 묻는 문제이다. 휠 스피드 센서는 각 차륜의 회전 속도를 감지하여 그 신호를 컨트롤 유니트로 입력하는 역할을 하며, 컨트롤 유니트는 이를 바탕으로 브레이크 압력을 제어한다.
ABS의 휠 스피드 센서는 모든 바퀴의 속도를 감지하여 제어장치에 신호를 보내 브레이크를 제어한다.
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