개념 한 쪽
엔진 본체와 관련된 주요 고장 증상과 물리적 현상, 계산식을 중심으로 점검·진단 항목을 정리한다. 오일계통 이물, 밸브 관련 누유 및 배기가스 색상, 캐비테이션 영향, 윤활 방식, 과열 원인 구별, 지시마력 구성과 배기량 계산법을 숙지한다.
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출제기준 단원 「엔진본체 구조·장치 파악」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 과열 원인·대책 판별 | 1 | 기관 과열의 원인과 부적절한 대책을 구별하기 |
| 캐비테이션 증상 판단 | 1 | 캐비테이션 발생 시 나타나는 현상과 비현상을 가리기 |
| 밸브 가이드 실 손상 증상 | 1 | 밸브 가이드 실 손상에 따른 배기가스 및 증상을 연결하기 |
엔진 오일 여과기와 오일팬에는 엔진 내부 마모로 생긴 금속 분말, 오일의 산화물, 연소 불완전으로 생긴 카본(검댕) 등이 쌓이는 현상이 관찰된다. 이러한 이물질은 오일 성능을 저하하므로 필터 및 오일교환으로 제거하는 것이 필요하다. 변속기 토크 컨버터에서 발생하는 슬러지류는 자동변속기 계통의 문제로 엔진 오일 계통의 이물과 구분해야 한다.
배기밸브가 닫히기 전에 미리 열려 실린더 내 고압 가스를 조기 배출하는 현상은 블로 다운(Blow down)으로 정의한다. 이 현상은 배기 저항을 줄이고 다음 충전의 효율을 높이는 효과를 가진다. 블로 바이(Blow by)는 피스톤 링 틈새로의 가스 누설을, 블로 백(Blow back)은 흡기계통으로의 역류를 의미하므로 서로 구별한다.
캐비테이션은 유체가 저압 영역에서 기포화했다가 고압에서 붕괴하면서 발생하는 현상으로, 진동과 소음 증가, 토출압력의 불규칙, 윤활막 불안정 등 유체 역학적 불안정을 유발한다. 반면 캐비테이션이 직접적으로 오일의 점도지수를 변화시키지는 않는다. 따라서 물성치 변화와 충격·불안정 현상은 구분하여 판단해야 한다.
밸브 가이드 실은 밸브 스템 주위로 오일의 연소실 유입을 막는 씰 역할을 한다. 이 실이 손상되면 엔진 오일이 연소실로 유입되어 연소되므로 백색 또는 청백색의 배기가스가 발생한다. 압축압력 저하나 냉각수 오염 등은 다른 원인과 연결되므로 증상 연결에서 혼동하지 않아야 한다.
엔진의 윤활 및 성능 관련 계산과 분류도 중요하다. 2행정 엔진은 연료와 윤활유가 혼합되어 공급되는 구조적 특성 때문에 크랭크케이스 압력을 이용하는 비산 압력식 윤활 방식이 주로 사용된다고 정리한다. 지시마력은 평균유효압력, 배기량, 회전속도의 곱으로 결정되는 주요 변수들이며, 배기량은 원기둥 부피 공식(π·r²·행정)을 이용해 실린더 용적을 산출한 뒤 실린더 수를 곱하여 구한다. 언더 스퀘어 엔진은 행정이 보어보다 길어 중저속에서 토크가 크다는 특성을 가진다.
실린더 안지름 60mm, 행정 60mm인 4실린더 기관의 총 배기량을 구한다. 반지름 r=30mm이므로 1실린더 용적은 π·r²·행정 = 3.14 × 30² × 60 mm³ ≈ 169,560 mm³ ≈ 169.6 cc이다. 4실린더이므로 총 배기량은 169.6 × 4 ≈ 678.4 cc로, 약 678.6 cc에 가장 근접한 값이 된다.
개념 문제 예시는 과열 대응 판단이다. 기관 과열의 직접적 원인은 냉각수 부족, 팬 벨트 이완, 라디에이터 캡 결함 등 냉각계통의 물리적 결함이다. 수온센서는 온도 감지 장치이므로 센서 교환 자체가 과열 해결책이 될 수 없다는 점을 통해 오답을 판별할 수 있다.
주행 중 기관이 과열되는 원인과 대책으로 틀린 것은?
정답 ③ · 주행 중 기관 과열의 원인과 대책 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 냉각수 부족은 보충으로, 팬 벨트 이완은 규정 장력으로 조정함으로써, 방열기 캡 결함은 신품 교환으로써 냉각 능력을 회복시키는 올바른 대책이다.
수온센서 오류는 과열 원인이 아니므로, 과열 대책으로 센서 교환은 틀린 조치이다.
기관오일에 캐비테이션이 발생할 때 나타나는 현상이 아닌 것은?
정답 ④ · 기관오일에서 캐비테이션 발생 시 나타나지 않는 현상을 고르는 문제이다. 캐비테이션은 유동 중 국부적인 압력 저하로 기포가 생성되고, 이 기포가 고압부에서 붕괴하면서 강한 충격파를 일으키는 현상이다.
캐비테이션은 기포 생성과 붕괴로 진동, 소음, 압력 불규칙, 윤활 불안정을 유발하지만 점도지수는 증가시키지 않는다.
엔진에서 밸브 가이드 실이 손상되었을 때 발생할 수 있는 현상으로 가장 타당한 것은?
정답 ④ · 엔진의 밸브 가이드 실은 윤활유가 연소실로 넘어가는 것을 방지하는 봉(small) 역할과 동시에 흡기 행정 시 밸브 가이드 틈새를 통해 외부 공기가 연소실로 빨려 들어가는 것을 막는 역할(air seal)을 합니다. 밸브 가이드 실이 파손되면 외부 공기가 불필요하게 유입될 수 있지만, 가장 대표적인 현상은 엔진 오일이 밸브 가이드를 타고 연소실로 넘어가 연소되면서 오일이 타는 냄새와 함께 배기가스가 백색 또는 청백색의 짙은 연으로 배출되는 것입니다.
밸브 가이드 실 파손 시 오일이 연소실로 유입되어 백색 또는 청백색 배기가스가 배출된다.
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