자동차 공학 기계공학과 홍 명 석.

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1 자동차 공학 기계공학과 홍 명 석

2 제 1 장 자동차 개요 학습 목표 주요 학습 내용 1. 자동차의 정의 2. 자동차 발달사
제 1 장 자동차 개요 학습 목표 1. 자동차의 정의와 역사에 대해 설명할 수 있습니다. 2. 자동차의 종류, 재원과 성능에 대해 설명할 수 있습니다. 주요 학습 내용 1. 자동차의 정의 2. 자동차 발달사 3. 용도와 형상에 의한 자동차의 분류 8. 우리나라 자동차 관리법에 의한 분류 10. 승용차의 분류(형식/용도) 11. 버스의 분류(형식/용도) 12. 트럭의 분류(형식) 13. 엔진의 위치와 구동륜에 의한 분류 14. 자동차의 성능, 중량 15. 자동차의 제원

3 自動車 , Automobile, Motor Car, Vehicle
생활의 필수품 영업용, 사업용, 출퇴근용 1 첨단 기술의 총 집합체 종합기계산업에서 전자 제어의 도입 정보 통신 기술의 적용 4 삶의 즐거움과 풍요로움 레저용, 취미생활, 관광용, 주거용 2 우리나라 주요 기간 산업 세계적인 자동차 생산국 주요 수출 상품 관련 협력업체의 일자리 창출 3

4 자동차의 정의 자동차 관리법 한국공업규격(KS) 국제표준화기구(ISO) 일반적인 정의
자동차의 정의 자동차 관리법 자동차란 원동기에 의하여 육상에서 이동할 목적으로 제작한 용구 또는 이에 견인되어 육상에서 이동할 목적으로 제작한 용구를 말한다. 한국공업규격(KS) 자동차란 원동기와 조타장치를 구비하고 그것을 승차해서 지상을 주행할 수 있는 차량을 말한다. 국제표준화기구(ISO) 자동차란 원동기를 갖추고 노상을 주행하는 차량으로서 4개 또는 2개 이상의 차륜을 가지며 궤도를 이용하지 않고 사람이나 화물을 운반하거나, 견인하며 특수용도에 사용하는 차량으로 말한다. 일반적인 정의 자동차란 차체에 설치된 엔진의 동력을 이용하여 레일에 의하지 않고 도로상을 자유롭게 주행할 수 있는 운반기구를 말한다.

5 세계의 자동차 발달사 1600-1800년 자동차 시대의 서막 [ 시몬 스티빈의 풍력 범주차 ] [ 요셉 퀴노의 증기자동차 ]
1876년 – 니콜라스 오토(Nikolaus Otto, 독) 4사이클 가스엔진 발명 1600년 – 시몬스티빈(Simon Stevin, 네) 풍력 범주차로 시속 34km로 2시간 달림 1633년 – 요한 하우리시(Johan Haurish, 영) 태엽식 자동차로 시속 1.5km로 주행함 1765년 – 제임스 와트(James Watt, 영) 증기기관 발명 1769년 – 요셉 퀴노(Joseph Cugnot, 불) 증기자동차 발명 1839년 – 엔더슨(R. Anderson, 영) 전기자동차 발명 [ 시몬 스티빈의 풍력 범주차 ] [ 요셉 퀴노의 증기자동차 ]

6 세계의 자동차 발달사 1880-1900년 자동차 기술을 진보 시킨 가솔린 자동차 [ 칼 벤츠 가솔린 3륜 자동차 ]
1885년 - 칼 벤츠(Karl Benz 독)가 가솔린 3륜 자동차를 발명함 1885년 – 고트리브 다임러(Gottlieb Daimler, 독)는 기화기를 발명하여 4륜 가솔린 자동차를 발명 1895년 – 앙드레 미쉐(프)가 자동차용 공기 타이어를 발명하여 자동차 기술이 새로운 단계로 들어섬 년 자동차 기술을 진보 시킨 가솔린 자동차 [ 칼 벤츠 가솔린 3륜 자동차 ] [ 다임러 가솔린 4륜자동차 ]

7 세계의 자동차 발달사 1900-1910년 기계문명을 이끌게 된 자동차 산업 [ 1902년 Mercedes ]
미국과 유럽에서 자동차 제조업이라고 하는 종합기계산업이 등장하여 수공업으로 자동차를 만들었으며, 르노, 씨트로앵, 벤츠, 푸조. 포드, 롤스 로이스와 같은 자동차가 이때부터 만들어 지기 시작함 년 기계문명을 이끌게 된 자동차 산업 [ 1902년 Mercedes ]

8 세계의 자동차 발달사 1910-1920년 대량생산방식을 도입한 포드 자동차 [ 1911 Mercedes ]
많은 사람이 자동차를 갖기를 원했으나 너무 비싸 일부 상류층에서만 소유할 수 있었음. 이때 자동차왕 헨리포드(Heny Ford, 미)가 처음으로 대량 생산방식을 도입하여 서민용 자동차인 포드A형을 1903년에 포드T형을 1908년에 만들어 많은 사람들의 꿈을 이루어 주었음. 년 대량생산방식을 도입한 포드 자동차 [ 1911 Mercedes ] [ 1908 Ford_model T ]

9 세계의 자동차 발달사 1920-1930년 빠르고 안전한 자동차 [ 1921 Rolls-Royce ]
기술개발이 힘써 자동차의 속도가 빨라지고, 생명을 보호하는 안전장치와 보호장치가 개발되기 시작함. 이때부터 각종 자동차 경주가 시작되어 자동차 산업과 기술발전에 기여함. 년 빠르고 안전한 자동차 [ 1921 Rolls-Royce ] [ 1927 Mercedes ]

10 세계의 자동차 발달사 1930-1940년 세계적 명차의 탄생 [ 1934 Packard ] [ 1937 Cadillac ]
오늘날까지도 유명한 명차들이 이 시기에 탄생함. 메르세데스 벤츠, 왕족이나 부호들이 애용한 롤스 로이스와 같은 명차들은 성능과 높은 품격으로 많은 사람들의 선망의 대상이 됨. 년 세계적 명차의 탄생 [ 1934 Packard ] [ 1937 Cadillac ]

11 세계의 자동차 발달사 1940-1950년 전쟁과 4륜 구동 지프 1950-1960년 소형 국민차의 출현
제2차 세계대전으로 미국은 자동차에 군사기술을 적용시켜 4륜구동차를 개발함 년 소형 국민차의 출현 세계대전 후 심한 불황에 빠진 유럽각국은 경제적인 국민차를 개발하는데 박차를 가함. 독일의 폭스바겐 비틀, 영국의 모리스 미니, 프랑스의 르노4 cv와 같은 차가 이때 만들어짐. [ Volkswagen Beetle ]

12 세계의 자동차 발달사 1960-1970년 세계 최대의 자동차 시장 ‘미국’ [ 1964 Ford Shelby ]
세계대전 후 경제부흥을 이룩한 미국은 세계 최대의 자동차 시장으로 미국의 자동차 회사들은 크고 강하고 화려한 자동차를 만들어 내는데 열중함. [ 1964 Ford Shelby ] [ 1960 Porsche ]

13 세계의 자동차 발달사 1970-1980년 경제적인 전륜 구동차 [ 1977 Corvertte ] [ 1970 Corolla ]
1970년대의 두 차례 석유파동으로 미국의 대형 자동차 산업은 큰 피해를 입었으며, 에너지 절약형 자동차를 만드는 것이 최대의 과제로 등장하였음. 유럽과 일본은 소형차를 연료절약형으로 개선하고 생산원가를 줄일 수 있는 전륜 구동차를 만들어 세계 자동차 시장을 석권함. [ 1977 Corvertte ] [ 1970 Corolla ]

14 세계의 자동차 발달사 1980-1990년 월드 카 시대의 도래 [ 1988 Jaguar ] [ 1983 Corvette ]
자동차 업계는 생산원가를 절감하기 위해 노동력이 싸고, 풍부한 개발도상국으로 생산공장을 옮겼음. 결국 선진국의 기술과 자본이 값싼 노동력과 결합하여 생산원가를 낮추고 더 많은 지역에 자동차를 판매하였음. 세계가 함께 만들고 함께 타는 월드 카 시대가 되었음 [ 1988 Jaguar ] [ 1983 Corvette ]

15 세계의 자동차 발달사 1990-2000년 컴퓨터를 이용한 지능형 자동차 등장 [ 1992 Jaguar ]
컴퓨터를 자동차에 응용함으로써 상상을 초월한 진보를 하고 있음. 즉, 인공지능 자동차, 무인주행 네비게이션 장치, 고장자동진단장치 등이 있음. 첨단기술의 발달로 인간중심의 안전하고 편리한 자동차를 만들게 되었음. 년 컴퓨터를 이용한 지능형 자동차 등장 [ 1992 Jaguar ] [ 1996 Porsche ]

16 ? 미래의 자동차의 자동차는 어떻게 발전할까? 무공해 무배기가스의 친 환경적인 자동차 첨단기술을 이용한 지능형 자동차
대체에너지 이용 (수소, 전기, 천연가스)

17 우리나라 자동차 관리법에 의한 분류 우리나라 자동차관리법에서는 승용자동차, 승합자동차, 화물자동차, 특수자동차 및 이륜자동차로
구분하며, 자세한 구분은 자동차의 크기, 구조, 총배기량 또는 출력등에 의해 경형,소형,중형,대형 으로 구분되고 있다. 승용자동차 (승용차) 주로 적은 수(10 인 이하)의 사람을 수송하기에 적합하게 제작된 자동차 많은 수(11 인 이상)의 사람을 운송하기에 적합하도록 제작된 자동차 승합자동차 (승합차) 주로 화물을 운반하기에 적합하게 제작된 자동차 화물자동차 (화물차) 특별한 설비를 필요로 하거나 특별한 작업을 수행하도록 제작된 자동차 특수자동차 주로 1-2명 정도의 사람을 운송하기에 적합하도록 제작된 이륜의 자동차 이륜자동차

18 자동차의 종류 (자동차 관리법 제2조 관련) 배기량 800㏄미만 종 류 경 형 소 형 중 형 대 형 승 용 자동차
길이 4.7미터, 높이 2.0미터 이하인 것 길이·너비·높이 중 어느 하나라도 소형을 초과하는 것 길이·너비·높이 모두가 소형을 초과하는 것 승 합 길이 3.5미터·너비 1.5미터·높이 2.0 미터 이하인 것 길이 4.7미터, 너비 1.7미터, 높이 2.0미터 이하인 것 길이·너비·높이 중 어느 하나라도 소형을 초과하여 길이가 9미터 미만인 것 길이·너비·높이 모두가 소형을 초과하여 길이가 9미터 이상인 것 화 물 배기량 800㏄미만으로서 길이 3.5미터·너비 1.5미터·높이 2.0미터 이하인 것 최대적재량이 1톤 이하인 것으로서, 총중량이 3톤 이하인 것 최대적재량이 1톤 초과 5톤 미만 이거나, 총중량이 3톤 초과 10톤 미만인 것 최대적재량이 5톤 이상이거나, 총중량이 10톤 이상인 것 특 수 총중량이 3톤 이하인 것 총중량이 3톤 초과 10톤 미만인 것 총중량이 10톤 이상인 것 이 륜 배기량이 100㏄이하(정격출력 1킬로와트 이하)인 것 배기량이 100㏄ 초과 260㏄ 이하 배기량이 260㏄(정격출력 1.5킬로와트)를 초과하는 것 1.5미 터·높이 2.0 배기량이 1,500㏄미만 배기량 1,500㏄이상 2,000㏄미만 배기량이 2,000㏄이상 승차정원이 15인 이하 승차정원 16인 이상 35인 이하 승차정원이 36인 이상 일반형 승용겸 화물형

19 엔진의 위치에 의한 분류 프런트 엔진 자동차 (front engine type car) 엔진을 차체 앞부분에 위치시킨 방식
엔진을 차체 뒷부분에 위치시킨 방식. 프런트 엔진 자동차 (front engine type car) 리어 엔진 자동차 (rear engine type car) 언더 플로어 엔진 자동차 ( under floor engine type car) 사이드 엔진 자동차 ( side engine type car) 캡 오버 엔진 자동차 ( cap over engine type car) 엔진을 바닥 밑에 위치시킨 방식. 엔진을 차체 바닥 한편에 위치시킨 방식. 운전석 아래에 위치시킨 방식.

20 차륜의 구동방식에 의한 분류 전륜 구동 방식 자동차 (front wheel drive type car)
엔진의 동력이 전륜에 전해져 좌우 전륜으로 차가 구동되는 방식 후륜 구동 방식 자동차 (rear wheel drive type car) 엔진의 동력이 후륜에 전해져 좌우 후륜으로 차가 구동되는 방식 엔진의 동력이 전차축과 후차축에 전해져 4륜이 동시에 구동되는 방식 4륜을 동시에 작동시킬 필요가 없을 때는 전륜이나 후륜만을 구동시킬 수 있다 4륜 구동 방식 자동차 (four wheel drive type car )

21 엔진의 위치와 차륜 구동방식에 의한 분류 프런트 엔진-전륜 구동 방식 자동차
프런트 엔진-전륜 구동 방식 자동차 (front engine-front wheel drive type vehicle: FF차) 엔진을 차체 앞부분에 위치시키고 전륜을 구동하는 방식 동력전달 장치가 일체로 되어 생산가격이 낮고 바닥이 튀어 나오지 않아 거주성도 좋다. 그러나 중량배분이 차체 앞부분에 편중되어 있는 것이 단점이다. 프런트 엔진-후륜 구동 방식 자동차 (front engine-rear wheel drive type vehicle: FR차) 엔진을 차체 앞부분에 위치시키고 후륜을 구동하는 방식으로, 엔진과 구동전달 장치의 설계가 용이하고, 중량배분도 적절하여 조종성과 안정성도 우수하다. 리어 엔진-후륜 구동 방식 자동차 (rear engine- rear wheel drive type vehicle: RR차) 엔진을 차체 뒷부분에 위치시키고 후륜을 구동하는 방식으로 주행소음이 실내로 유입되기 않는 이점이 있으나 트렁크 용적이 적게 되고, 엔진의 냉각에 문제가 있으므로 최근에 승용차에는 별로 사용되지 않고, 대부분 버스 등에 사용되는 방식이다.

22 원동기의 종류에 의한 분류 가솔린 자동차(gasoline-fueled automobile)
원동기의 종류에 의한 분류 가솔린 자동차(gasoline-fueled automobile) 엔진으로서 가솔린 엔진을 가진 자동차로서, 현재 가솔린 엔진은 자동차 원동력의 주력이다. 엔진으로서 디젤 엔진을 가진 자동차로서, 디젤 엔진은 버스, 트럭 등의 대형 차량용의 엔진으로 널리 사용되어 왔으나 최근에는 소형차에도 사용되고 있다. 디젤 자동차(diesel-powered automobile) LPG 자동차 (liquefied petroleum gas automobile) 엔진에 LPG 가스(액화 석유가스)를 연료로 사용하는 엔진을 가진 자동차. 영업용 자동차에 많이 있다. LNG 자동차(liquefied natural gas automobile) 엔진에 LNG 가스(액화 천연가스)를 연료로 사용하는 엔진을 가진 자동차. 대형버스에 많이 있다. 전기 자동차 ( EV : Electric Vehicle ) 전동모터(motor)와 배터리를 전원으로 가진 전기 자동차. 하이브리드 자동차 (Hybrid Vehicle) 엔진과 배터리를 결합하여 저 연비, 저 공해를 실현한 자동차이다 연료의 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 연료전지에서 동력을 얻는 전기자동차를 말한다. 연료 전지 전기 자동차 (Fuel Cell Electric Vehicle

23 차체(body)에 의한 분류 용도에 따라 분류하면 승용차, 버스, 트럭, 특수 용도차로 분류할 수 있다.
용도에 따라 차체의 형식이 달라진다 주로 적은 수의 사람 수송을 목적으로 하는 자동차 승용차 (passenger car) 주로 많은 사람 수송을 목적으로 하는 자동차 버스(bus) 화물 수송을 주목적으로 하는 자동차 트럭(truck) 특별한 목적으로 위해 특수한 차체와 장치 및 기구 등을 갖춘 자동차 특수 용도차

24 승용차 (passenger car) 의 분류
형식에 의한 분류 상자형 덮개형 세단, 리무진, 쿠페, 스테이션 왜건, 컨버터블, 하드탑 용도에 의한 분류 스포츠 카 레이싱 카 투어링 카 RV 운전을 즐기기 위한 승용차 경주용 자동차 보통의 생활에 사용되는 승용차 여가 이용에 사용되는 승용차 구조에 의한 분류 분리식(isolated body) 단체식(united construction Frameless body, monocoque body) 새시와 차체가 분리된 형태 프레임을 사용하지 않고 차체에 여러 장치를 부착시킴

25 스태이션 왜건(station wagon)
승용차 (passenger car) 의 분류 형식에 의한 분류 2열 좌석을 가진 박스형 승용차 세단 (sedan) 2열 이상의 좌석을 갖고, 전후 좌석사이에 칸막이가 있음 리무진 (limousine) 트렁크부 대신 차실을 연장하여 화물실을 만듦 스태이션 왜건(station wagon) 운전자를 위주로 설계한 차로 뒷좌석이 협소함 쿠페 (coupe) 컨버터블 (convertavle) 접개식의 지붕을 임으로 개폐할 수 있는 차임 하드탑 (hard top) 철판 또는 플라스틱 지붕을 떼어낼 수 있는 승용차

26 버스 (bus) 의 분류 형식에 의한 분류 보닛 버스 (cab-behind engine bus)
엔진이 운전석 앞쪽에 있는 버스 캡오버 버스 (cab-over engine bus) 엔진이 운전석 밑에 있는 버스 상자형으로 엔진은 뒤쪽에 있는 버스 상자형 버스 (coach bus) 연접버스 (articulated bus) 버스 후방에 또 하나의 버스를 연결부로 연결한 버스 승차정원이 17명 미만인 버스 마이크로 버스 (micro bus)

27 버스 (bus) 의 분류 용도에 의한 분류 시내 버스 (city bus) 도시 내에서 다수, 단거리 수송에 사용되는 버스
원맨 버스 (one man control bus) 운전자가 차장 업무를 겸하는 버스 장거리 버스 (intercity bus) 장거리 도시간에 이용되는 버스로 수화물을 넣는 공간이 있다 관광 버스 (sight seeing bus) 관광객을 수송하는 버스 스쿨 버스 (school bus) 학생을 수송하는 버스

28 보닛 트럭(cab-behind engine truck) 캡 오버트럭(cab-over engine truck)
형식에 의한 분류 엔진이 운전석 앞쪽에 있음 보닛 트럭(cab-behind engine truck) 캡 오버트럭(cab-over engine truck) 엔진이 운전석 밑에 있는 트럭 운전실과 화물실이 일체로 된 지붕을 갖고 있는 트럭 밴(van) 소형의 밴 라이트 밴(light van) 화물실의 지붕이 없이 측면의 판이 운전실과 일체로 된 소형트럭 픽업(pickup)

29 자동차의 제원 자동차의 치수 (Dimension) 전장(vehicle length) 자동차의 최 전단에서, 최 후단까지의 거리
전폭(vehicle width) 자동차 차체의 제일 넓은 곳의 폭 전고(vehicle height) 접지면으로부터 자동차 차체의 최고 높은 지점까지의 거리 윤거 ( tread) 좌우 바퀴의 접지면 중심 간 거리 축거 (wheel base) 자동차의 앞 바퀴와 중심, 뒷바퀴 중심 사이의 거리(앞뒤 차축 간의 거리)

30 자동차의 치수 (Dimension) 와 각도
최대안전경사각 공차상태에서 자동차를 옆으로 경사 시켰을 때 반대측 바퀴가 바닥면에서 떨어질 때의 각도 중심고 (height of gravitation center) 접지면에서 자동차의 무게중심까지의 높이 최저 지상고 (ground clearance) 접지면과 차체의 가장 아랫 지점까지의 거리 프런트 오버행 (front overhang) 앞바퀴 중심부터 자동차 최전단부까지의 거리 리어 오버행 (rear overhang) 뒷바퀴 중심부터 최후단까지의 거리 어프로치 앵글 (approach angle) 자동차의 앞부분 하단부터 앞바퀴 타이어 외주의 접지점을 이은 선이 노면과 이루는 각 디파처 앵글 (departure angle) 자동차의 뒷 부분 하단부터 뒷바퀴 타이어 외주의 접지점을 이은 선이 노면과 이루는 각

31 (unload vehicle weight)
공차중량 (unload vehicle weight) 주행에 필요한 장비(연료, 오일,냉각수 등)를 갖춘 상태의 차량중량 최대 적재하중(maximum pay load) 적재할 수 있는 최대의 중량 승차정원 (riding capacity) 좌석, 입석을 합하여 최대승차 인원 ㄱ)좌석정원 – 좌석에 앉을 수 있는 최대정원 ㄴ)입석정원 – 서서 승차할 수 있는 최대정원 차량 총중량 (gross vihicle weight :G V W) 공차중량과 최대 적재하중 또는 승차정원(1인 무게 55 kg)의 중량을 합친 것 배분중량 (distribued weight) 최대적재상태에서 자동차 각 차축에 배분된 중량

32 (hill climbing ability)
자동차 성능 (Performance) 자동차가 적재상태에서 언덕을 올라 갈수 있는 능력으로 등판 경사각도를 tanθ=b/c 또는 %로 나타낸다 등판성능 (hill climbing ability) 최고속도(maximum speed) 최대 적재상태의 자동차가 수평인 평탄한 노면에서 낼 수 있는 최고속도 연료 소비량 (fuel consumption) 자동차가 어떤 주행 거리간을, 혹은 어떤 주행 시간에 사용한 연료량(km/l) 최소 회전 반경(mimimum turning radius) 자동차가 최대의 조향각으로 저속으로 선회할 때, 가장 바깥측 바퀴의 접지면의 중심이 나타나는 궤적의 반경

33 (accelerating ability)
자동차 성능 (Performance) 자동차가 정지상태에서 출발하여 적절하게 변속하여 일정 속도에 이르는 시간 발진 가속 능력 (standing start accelerating ability) 가속 능력 (accelerating ability) 추월 가속 능력 (passing accelerating ability) 자동차가 어느 초속도에서 변속하지 않고 일정속도까지 가속하는데 걸리는 시간 운전자가 진로상의 이상을 발견하고 가속페달에서 발을 이동하여 브레이크 페달을 밟아 제동작용으로 감속이 되기까지 걸리는 시간 공주 거리 정지 거리 제동 거리 브레이크가 작동하여 감속이 시작되고 정지할 때까지의 거리

34 차속에 따른 승용차의 정지거리 시속(Km/h) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 공주거리(m) 2 6 9 11 14 17 19 22 25 28 제동거리(m) 1 3 18 27 39 54 68 84 정지거리(m) 15 32 44 58 76 93 112 비올 때는 1.5 배 결빙 노면에서는 3 배 이상 정지거리가 증가한다