자동차 구조 교과서

머리말

Chapter 0 자동차의 3대 요소
차의 본질은 달리고, 멈추고, 방향을 바꾸는 것

Chapter 1 자동차가 달리는 메커니즘
마찰력과 구동력 : 마찰이 발생하면 차는 전진한다
마찰력의 한계 : 한계를 넘어서면 전진하지 못한다
힘과 가속도 : 구동력이 발생하면 속도가 높아진다
관성과 주행저항 : 자동차는 주행저항과 싸운다
운동 에너지 : 자동차는 운동 에너지가 필요하다
위치 에너지 : 비탈길에서는 위치 에너지의 영향을 받는다
경사와 마찰력 : 노면에 경사가 있으면 구동력이 작아진다
주행저항 : 주행저항이 달리는 자동차를 방해한다
열기관과 내연 기관 : 엔진이 2단계로 에너지를 변환시킨다
엔진의 기본 구조 : 피스톤과 실린더가 연소 공간을 만들어낸다
가솔린 엔진의 4사이클 : 가솔린 엔진은 4행정으로 작동한다
디젤 엔진의 4사이클 : 디젤 엔진은 4행정으로 작동한다
열효율 : 연료의 에너지를 전부 이용할 수는 없다
엔진의 성능 : 변속기 없는 자동차는 주행할 수 없다
토막 상식 1 로터리 엔진

Chapter 2 엔진의 기본 메커니즘
크랭크 기구 : 피스톤은 왕복 운동을 회전 운동으로 변환한다
다기통화와 플라이휠 : 연소ㆍ팽창 행정에서 운동 에너지가 발생한다
실린더 블록과 실린더 헤드 : 금속으로 실린더를 만들고 피스톤을 넣는다
연소실과 배기량 : 연소실에서 힘을 만들어낸다
기통 수와 실린더 배열 : 기통 수가 많을수록 출력이 높아진다
주운동계 : 힘을 발생시킬 때 주운동계가 작동한다
흡배기 밸브 : 4행정에 맞춰 흡기와 배기를 조절한다
밸브 시스템 : 크랭크축의 회전을 이용해 캠을 여닫는다
밸브 타이밍 : 흡배기 밸브를 여닫는 타이밍에는 미묘한 오차가 있다
엔진 본체와 보조 기구 : 엔진이 작동하려면 여러 가지 시스템이 필요하다
토막 상식 2 직렬 6기통 엔진

Chapter 3 엔진을 작동시키는 메커니즘
흡기 장치 : 엔진은 깨끗한 공기가 필요하다
스로틀 밸브 : 가속 페달의 조작에 맞춰 흡기의 양을 조절한다
배기 장치 : 원활한 배기가 정상적인 연소를 보장한다
촉매 변환기 : 유해 물질을 무해한 물질로 바꾼다
머플러 : 배기가스의 압력과 온도를 낮춘다
연료 장치 : 최적량의 연료를 최적의 타이밍에 분사한다
포트 분사와 연소실 내 분사 : 연료는 미세한 무화 상태로 분사된다
점화 장치 : 고압 전류의 방전으로 점화를 일으킨다
직접 점화 장치 : 전류를 단속해 고압 전류를 만들어낸다
점화 플러그 : 전극을 가늘고 뾰족한 모양으로 만든다
엔진 컨트롤 유닛 : 여러 정보로 엔진 상태를 제어하다
토막 상식 3 초희박 연소

Chapter 4 엔진을 보조하는 메커니즘
냉각 장치 : 엔진이 너무 뜨거우면 정상적으로 작동하지 못한다
가압 냉각 : 냉각액은 섭씨 100도가 넘어도 끓지 않는다
서모스탯 : 엔진이 너무 식어도 안 좋은 점이 많다
윤활 장치 : 엔진 내부의 부품이 원활히 움직일 수 있게 한다
엔진 오일 : 엔진 오일의 역할은 윤활만이 아니다
시동 장치 : 크랭크축을 회전시켜 시동을 건다
충전 장치 : 시동과 전력 부족에 대비한다
배터리 : 전기를 저장하거나 방출한다
과급기 : 압축한 공기를 엔진에 보내서 성능을 올린다
토막 상식 4 오일과 플루이드

Chapter 5 바퀴에 회전을 전달하는 메커니즘
동력 전달 장치 : 앞바퀴 또는 뒷바퀴로 구동하는 방식이 있다
기어와 풀리와 변속 : 변속으로 회전수와 토크를 바꾼다
변속기 : 수동 조작의 유무와 변속 단계에 따라 분류된다
수동 변속기 : 변속비가 다른 기어의 조합 중에서 필요한 것을 선택한다
클러치 : 마찰을 이용해 회전하는 축과 축을 매끄럽게 연결한다
토크 컨버터 1 : 회전을 전달하고 토크를 증폭시킨다
토크 컨버터 2 : 클리핑으로 초저속 주행을 한다
유압 기구 : 액체의 압력을 이용해 기계를 작동시킨다
유성기어 : 자동 변속기에서 변속을 담당한다
자동 변속기 : TCU의 지시로 주행 상황에 맞춰 변속한다
CVT : 풀리의 폭을 변화시켜 변속한다
디퍼렌셜 기어 : 커브를 돌 때는 좌우 바퀴의 회전 속도가 달라진다
디퍼렌셜 기어와 파이널 기어 : 좌우 저항의 크기에 맞춰 회전을 분배한다
차동 제한 장치 : 디퍼렌셜 기어의 약점을 해결한다
축과 조인트 : 위치 관계가 변해도 축으로 회전을 전달할 수 있다
사륜구동 : 4WD의 매력은 험로 주파만이 아니다
풀타임 4WD : 앞바퀴와 뒷바퀴의 회전 속도 차이를 흡수한다
스탠바이 4WD : 자동으로 2WD에서 4WD로 전환된다
토막 상식 5 트로이달 CVT

Chapter 6 자동차를 멈추거나 방향을 바꾸는 메커니즘
제동력과 마찰력 : 마찰력의 반력으로 자동차를 감속시키다
풋 브레이크 : 페달에 실린 힘을 브레이크 본체에 전달한다
디스크 브레이크 : 원판이 마찰열을 발생시켜 속도를 줄인다
드럼 브레이크 : 원통의 안쪽을 마찰재로 눌러 속도를 줄인다
배력 장치 : 브레이크 페달을 밟는 힘을 보조한다
ABS : 마찰력의 한계를 넘지 않도록 제어한다
파킹 브레이크 : 갈고리를 걸어 브레이크의 작동 상태를 유지한다
원심력과 구심력 : 커브를 돌기 위해서는 원심력에 대응해야 한다
코너링 포스와 마찰력 : 타이어의 마찰과 변형이 구심력을 만들어낸다
조향 장치 : 타이어가 향하려 하는 방향을 바꾼다
파워 스티어링 시스템 : 유압이나 모터의 힘으로 핸들 조작을 보조한다
토막 상식 6 엔진 브레이크

Chapter 7 바퀴와 바퀴를 지탱하는 메커니즘
서스펜션 시스템 : 타이어의 접지를 확보해서 안정한 주행을 하다
자동차의 움직임 : 관성력이나 원심력이 자동차를 기울이는 힘으로 작용한다
스프링 : 동작 제어를 통해 서스펜션으로 활용하다
쇼크 업소버 : 오일이 작은 구멍을 통과할 때의 저항으로 진동을 흡수한다
차축 현가식 서스펜션 : 어떤 부분을 지탱하느냐에 따라 바퀴의 움직임이 달라진다
독립 현가식 서스펜션 : 사용하는 암의 수에 따라 서스펜션이 성능이 달라진다
타이어 : 부분별로 다른 성질의 고무를 사용한다
트레드 패턴 : 타이어와 노면 사이에 들어간 물을 홈을 이용해 원활히 배출한다
편평률 : 높이와 폭의 비율에 따라 타이어의 성격이 변한다
공기압 : 내부 공기의 압력이 변하면 타이어의 성능이 달라진다
휠 : 타이어에 확실히 회전을 전달한다
스프링 하중량 : 휠이나 타이어가 가벼울수록 주행이 경쾌해진다
토막 상식 7 펌핑 브레이크

Chapter 8 전기 자동차와 하이브리드 자동차
전기 자동차 : 엔진이 아닌 모터의 힘으로 주행한다
영구 자석형 동기 모터 : 교류가 만들어낸 자기장 안에서 영구 자석이 회전한다
회생 제동 : 버린 에너지를 회수해 낭비를 줄인다
2차 전지 전기 자동차 : 전지의 용량을 키울수록 항속 거리를 늘릴 수 있다
연료 전지 전기 자동차 : 수소와 산소로 전기를 만들어 주행한다
하이브리드 자동차 : 두 종류의 동력원을 이용해 주행한다
병렬식 하이브리드 : 회생 제동의 에너지를 이용해 모터로 엔진을 보조한다
동력 분기식 하이브리드 : 양쪽 동력원을 효율적으로 사용해 주행한다

참고 문헌
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