기관 02 >자동차 기관 및 자동차 분류

1. 원동기 종류에 따른 자동차 분류

  • 기솔린 기관 자동차
  • 디젤 기관 자동차
  • 로터리 기관 자동차
  • 액화가스 기관 자동차(LPG  &  LPI 기관)
  • 천연가스 기관 자동차
  • 가스터빈 기관 자동차
  • 전기 모터 자동차
  • 하이브리드 자동차
  • 연료전지 자동차(수소 자동차)

1) 가솔린 엔진 자동차  :  휘발유와 공기의 혼합 가스를 압축하여 높은 전압의 전기적인 불꽃으로 연소시켜 동력을 발생하는 기관이며, 고속, 경쾌하여 승용 자동차에서 많이 사용한다,

                      

2) 디젤 엔진 자동차  :  순수한 공기만을 흡입, 압축한 후 경유를 분사하여 압축 열에 의한 자기 착화 방식이며,  출력이 크기 때문에 대형 자동차 및 건설 기계에 많이 사용되며, 엔진에 사용되는 연료는 경유이다.

 

3) 로터리 엔진 자동차 :  타원형의 실린더 내에 로터를 회전시켜 전기 불꽃으로 점화하는 엔진이며,  RC 엔진 또는 방켈 엔진이라 한다. 장점은  압축비에 제한을 받지 않으며, 저 옥탄가 연료의 사용이 가능하고,  최고 회전 속도가 높고 냉각이 원활하며, 단위 중량 당 출력비가 크다.

 

4) LPG 엔진 자동차  : LPG(liquefied petroleum gas) 기관은 액화석유가스 프로판·부탄 등 액화석유가스를 연료로 하여 달리는 자동차. 엔진은 기본적으로 가솔린엔진을 사용하는데, 가솔린을 기화하는 기화기 대신에 LPG를 감압·기화하여 흡입시키는 장치를 설치한다. 동일한 가솔린엔진보다 다소 출력은 떨어지지만, 배기가스는 본래의 가솔린엔진보다 깨끗하다. 또한 연료비가 싸서 영업용차량에 알맞다.(LPG : 액화석유가스.일반적으로는 프로판가스라 불리나 프로판가스와 부탄가스를 총칭해서 LPG라 부른다. 우리나라의 LPG는 석유를 정제할 때 나오는 가스 혹은 석유화학 공장에서 나프타를 분해할 때 나오는 가스 등에 있는 프로판, 프로필렌, 부탄, 부틸렌 등을 냉각 또는 고압(7~10기압)에 의해 액화한 것이다.

 

5) LPI 엔진 자동차 : LPG를 직접 실린더에 공급하는 엔진이다.

 

6) CNG 엔진 자동차  : 압축 천연가스 와 공기의 혼합 가스를 전기적인 불꽃으로 연소시켜 동력을 발생한는 엔진이며,  고압의 기체 상태로 실린더에 공급되기 때문에 열효율이 LPG보다 높다.

                                                

 

7) 알코올 자동차 : 가솔린에 10∼20%의 알코올을 혼합하여 만든 가소홀이나 사탕수수에서 정제한 에탄올은 자동차 연료로 널리 보급되어 있다. 천연 가스에서 얻은 화학원료로서의 메탄올도 자동차용 연료로 이용할 수 있다. 이러한 알코올 연료 자동차는 배기 가스가 깨끗한 것이 가장 큰 장점이므로 환경오염에 대한 대책이라는 측면에서도 크게 기대되고 있다. 알코올 연료 자동차의 확산을 가로막는 가장 큰 걸림돌은 석유류보다 비싼 가격이다. 전세계에 알코올 연료 자동차는 약 300만 대에 달하며, 브라질에서는 에탄올 연료 자동차가 실용화되어 있다.

 

8) 가스터빈 기관 자동차 : 가스터빈 기관은은 연료를 연속적으로 연소시켜 연소가스로 직접 터빈을 돌리기 때문에 운동부분을 회전운동만으로 구성할 수 있다. 때문에 내연기관과는 달리, 왕복운동과 폭발적인 연소에 따르는 진동이 없고, 소형·경량이면서 고출력(高出力)을 얻을 수 있으며 구조가 간단하고 효율성이 높은 원동기가 될 수 있다.

 

9) 전기 자동차 : 전기 에너지를 전동기에 공급하여 구동되는 자동차로서  배터리, 제어기, 전동기, 구동 장치 등으로 구성되어 있다. 장점은  중량이 가볍고 에너지의 밀도가 크다. 

                                     

 

10) 하이브리드 자동차 : 하이브리드(hybrid) 자동차는 ‘잡종, 혼혈’ 등을 의미하는 단어의 뜻 그대로 두 가지의 동력원을 함께 사용하는 차를 의미한다. 일반적으로는 기존 자동차에 사용되던 내연기관 엔진에 전기 모터를 결합한 형태를 일컫는다. 전기 모터는 차량 내부에 장착된 고전압 배터리로부터 전원을 공급 받고, 배터리는 자동차가 움직일 때 다시 충전되는 시스템이다.(아래 그림 자료 출저 : 현대자동차)

 

 

11) 연료 전지 자동차( FCEV : Fuel Cell Electrical Vehicle )

▶ 개요 : 전기로 물(H2O)을 분해하여 수소와 산소(O2)를 만든다, 수소만 따로 모아서 저장하였다가 필요할 때  다시 공기중의 산소와 반응시켜 물과 열을 만들어 이때 생기는 열을 이용하여 에너지를 만든다,

▶ 연료전지 작동원리 : 수소와 산소를 직접 만나게 하면 급격한 반응이 일어나 물과 열이 만들어집니다. 연료전지는 수소와 산소를 직접 만나게 하지 않고 이온 상태로 만나게 해서 물과 전기를 만듭니다. 이 역할은 수소를 이온 상태로만 통과시키는 프로톤 교환막이 합니다. 프로톤 교환막을 사이에 두고 수소와 공기을 흘려주었을 때, 수소가 교환막과 만나면 전자를 내주면서 이온 (프로톤) 이 됩니다. 프로톤은 교환막을 지나가고 전자는 외부로 연결된 도선을 타고 반대쪽 공기 있는 곳으로 갑니다. 공기 중의 산소와 교환막을 지나온 프로톤, 전극을 타고 온 전자들이 만나 물이 되는 것입니다. 외부의 도선을 타고 전자가 이동할 때 전자는 전구의 불을 밝힌다든지 모터를 돌린다든지 하는 우리가 필요로 하는 일을 합니다.

프로톤 { 양성자, 보통의 물질을 구성하고 있는 양전하를 가진 입자

 

▶  연료전지 스택 구조 : 연료전지 하나는 보통 1볼트 내외의 전압을 낼 수 있습니다. 일반 전원으로 사용하기에는 너무 낮기 때문에 이들 연료전지 수백 개를 직렬로 연결하여 원하는 전압을 만듭니다. 직렬로 연결할 때 수소와 산소를 분리하면서 전기도 통하게 하는 역할을 위해 프로톤 교환막들 사이에 분리판을 둡니다. 분리판에는 수소와 공기가 잘 흘러 프로톤 교환막에 고르게 닿게 하고, 반응에 의해 생긴 물을 효과적으로 제거하기 위해 적절한 유로가 형성되어 있습니다. 일정한 순서로 쌓아올린 연료전지 부품들을 적절한 압력을 가하여 체결을 합니다. 연료전지 스택은 이렇듯 판상의 부품들을 적층한 구조로 되어있습니다. 스택(stack)이라 부르는 이유가 여기에 있습니다

 

▶  연료전지 자동차 구조 : 연료전지자동차는 연료전지로부터 생산된 전기로 구동되는 전기자동차입니다. 모터에서부터 바퀴에 이르는 구조는 기존의 전기자동차와 같습니다. 그러나 기존의 전기자동차와는 달리 저장된 전기를 사용하는 것이 아니라 전기를 만들면서 모터를 구동시켜 자동차를 주행하게 합니다

 

2. 기관 위치에 따른 자동차 분류

1) F.F 형식 (Front Engine, Front Drive)(앞 엔진 앞 바퀴 구동 방식) "

 ▶ 동력전달순서  : Engine → Clutch → Trans Axle ( 변속기,  종감속기어, 차동기어)  → 등속축 → 구동바퀴(앞)

① 엔진의 동력 전달 거리가 짧아진다.

② 적차 상태에서 앞.뒷차축의 하중 분포가 비교적 균일하다.

③ 선회 및 미끄러운 노면에서의 주행 안전성이 크다.

④ 뒷차축의 구조가 간단하며, 차 실내의 공간을 넓게 할 수 있다.

⑤ 앞차축의 구조가 복잡하며, 기계식 조향 장치인 경우에는 핸들 조작에 큰 힘이 필요하다.

⑥ 앞바퀴의 마모가 비교적 크다.

⑦ 고속 선회에서 언더 스티어링(주행속도가 빨라짐에 따라 조향 각도가 커지는 현상)이 발생한다.

 

2) F.R 형식 (Front Engine, Rear Drive)(앞엔진 뒤바퀴 구동 방식)
 ▶ 동력전달순서  :  Engine→Clutch→Transmission→Driv Line → Rear Axle Assembly (종감속기어,차동기어 액슬축)  →바퀴(뒤)

① 앞차축의 구조가 간단하며, 적재 상태에 따른 축하중의 편차가 적다.

② 온수(溫水)의 순환 경로와 난방용 공기의 경로가 짧아 차 실내의 난방이 빠르다.

③ 긴 추진축을 사용하므로 차 실내의 공간 이용도가 낮다.

④ 공차 상태에서 빙판 길이나 등판 주행을 할 때 뒷바퀴가 미끄러지는 경향이 있다.

⑤ 긴 구동 라인을 사용하므로 진동 발생과 에너지 소비량이 앞 엔진 앞바퀴 구동 자동차보다 크다.

 

3) R.R 형식 (Rear Engine, Rear Drive) ; 뒤엔진 뒤바퀴 구동 방식

▶ 동력전달순서  :  Engine → Clutch → Trans Axle ( 변속기, 종감속기어, 차동기어)  → 등속축 → 구동바퀴(뒤)

이 형식은 엔진 및 트랜스 액슬이 자동차 뒷부분에 설치되어 있으며, 뒷바퀴 접지 면적에 작용하는 구동력으로 주행한다. 주로 승합 자동차에서 많이 사용되며, 그 특징은 다음과 같다.

① 앞차축의 구조가 간단하며, 동력 전달 경로가 짧다.

② 언덕길이나 미끄러운 노면에서의 출발이 쉽다.

③ 변속 제어 기구의 길이가 길어진다.

④ 엔진 냉각이 불리하다.

⑤ 고속 선회에서 오버 스티어링(주행속도가 빨라짐에 따라 조향 각도가 작아지는 현상)이 발생한다.

 

4) A.W(4DW) 형식 (All wheel drive)(4륜 구동)

 ▶ 동력전달순서 : Engine → Clutch → Transmission → Driv Line ear Axle Assembly( 종감속기어, 차동기어) → 액슬축  → 구동바퀴(뒤) ↓→Trans For Casen → Front Axle → 등속축 → 구동바퀴(앞)

 형식은 앞바퀴와 뒷바퀴 모두에 작용하는 구동력으로 주행하며, 엔진의 동력은 변속기 뒤에 설치되어 있는 트랜스퍼 케이스에 의해서 분배된다. 미끄러운 노면, 모래 길, 등판 주행 및 험한 도로를 주행할 때 모든 바퀴를 구동하고, 평지 주행에서는 연료 소비량이 증가되므로 뒷바퀴의 구동력으로 주행한다.

  

   FF 형식                                             FR형식                                 RR 형식                                            4DW형식

 

3. 기관용도에 따른 자동차 분류 (자동차 관리법 제2조)

1) 승용자동차 : 10인이하를 운송하기에 적합하게 제작된 자동차

2) 승합자동차 : 11인이상을 운송하기에 적합하게 제작된 자동차. 다만, 다음 각목의 1 에 해당하는 자동차는 그 승차인원에 관계없이 이를 승합자동차로 본다.

         가. 그 내부의 특수한 설비로 인하여 승차인원이 10인이하로 된 자동차

         나. 별표 1의 규정에 의한 경형자동차로서 승차인원이 10인이하인 전방조종자동차

         다. 캠핑용자동차 또는 캠핑용트레일러

3) 화물자동차 : 다음 각목의 1에 해당하는 자동차

          가. 주로 화물을 운송하기에 적합하게 제작된 자동차

          나. 화물을 운송하는 기능을 갖추고 자체적하 기타 작업을 수행할 수 있는 설비를 함께 갖춘 자동차

4) 특수자동차 : 다른 자동차를 견인하거나 구난작업 또는 특수한 작업을 수행하기에 적합하게 제작된 자동차로서 승용자동차·승합자동차 또는 화물자동차가 아닌 자동차

5) 이륜자동차 : 1인 또는 2인의 사람을 운송하기에 적합하게 제작된 2륜의 자동차   (2륜인 자동차에 1륜의 측차를 붙인 것과 배기량 125씨씨이하로서 3륜이상인 자동차를 포함한다). 다만, 배기량이 50씨씨미만인 것(전기로 동력을 발생하는 구조인 경우에는 정격출력이 0.59킬로와트미만인 것을 말한다)을 제외한다.

▶ 규모별 세분기준

종 류

경 형

소 형

중 형

대 형

승용 자동차

배기량 800㏄미만으로서 길이 3.5미터·너비 1.5미터·높이 2.0미터 이하인 것

배기량이 1,500㏄미만인 것으로서 길이 4.7미터, 높이 2.0미터 이하인 것

배기량이 1,500㏄이상 2,000㏄미만이거나 길이·너비·높이중 어느 하나라도 소형을 초과하는 것

배기량이 2,000㏄이상이거나, 길이·너비·높이 모두가 소형을 초과하는것

승합 자동차

배기량 800㏄미만으로서 길이 3.5미터·너비 1.5미터·높이 2.0미터 이하인 것

승차정원이 15인 이하인 것으로서 길이 4.7미터, 너비 1.7미터, 높이 2.0미터 이하인 것

승차정원 16인 이상 35인 이하인 거나, 길이·너비·높이중 어느 하나라도 소형을 초과하여 길이가 9미터 미만인 것

승차정원이 36인 이상이거나 길이·너비·높이 모두가 소형을 초과하여 길이가 9미터 이상인 것

화물 자동차

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 미만이거나, 총중량이 3톤 초과 10톤 미만인 것

최대적재량이 5톤 이상이거나, 총중량이 10톤 이상인 것

특수 자동차

배기량 800㏄미만으로서 길이 3.5미터·너비 1.5미터·높이 2.0미터 이하인 것

총중량이 3톤 이하인 것

총중량이 3톤 초과 10톤 미만인 것

총중량이 10톤 이상인 것

이륜 자동차


배기량이 100㏄이하(정격출력 1킬로와트 이하)인 것으로서, 최대적재량(기타형에 한 한다)이 60킬로그램 이하인 것

배기량이 100㏄ 초과 260㏄ 이하(정격출력 1킬로와트 초과 1.5킬로와트 이하)인 것으로서 최대적재량이 60킬로그램 초과 100킬로그램인 것

배기량이 260㏄(정격출력 1.5킬로와트)를 초과하는 것

 

 유형별 세부기준

종 류

유 형 별

세 부 기 준

승용자동차

일 반 형

2개 내지 4개의 문이 있고, 전후 2열 또는 3열의 좌석을 구비한 유선형인 것

승 용 겸 화 물 형

차실안에 화물을 적재하도록 장치된 것

다 목 적 용

후레임형이거나 4륜구동장치 또는 차동제한장치를 갖추는 등 험로운행이 용이한 구조로 설계된 자동차로서 일반형 및 승용겸화물형이 아닌 것

기 타 형

위 어느 형에도 속하지 아니하는 승용자동차인 것

승합자동차

일 반 형

주목적이 여객운송용인 것

특 수 형

특정한 용도(장의·헌혈·구급·보도 등)를 가진 것

화물자동차

일 반 형

보통의 화물운송용인 것

덤 프 형

적재함을 원동기의 힘으로 기울려 적재물을 중력에 의하여 쉽게 미끄러뜨리는 구조의 화물운송용인 것

밴 형

지붕구조의 덮개가 있는 화물운송용인 것

특 수 용 도 형

특정한 용도를 위하여 특수한 구조로 하거나, 기구를 장치한 것으로서 위 어느 형에도 속하지 아니하는 화물운송인 것

특수자동차

견 인 형

피견인차의 견인을 전용으로 하는 구조인 것

구 난 형

고장·사고 등으로 운행이 곤란한 자동차를 구난·견인할 수 있는 구조인 것

특 수 작 업 형

위 어느 형에도 속하지 아니하는 특수작업용인 것

이륜자동차

일 반 형

자전거로부터 전화한 구조로서 사람 또는 소량의 화물을 운송하기 위한 것

특 수 형

경주·오락 또는 운전을 즐기기 위한 경쾌한 구조인 것

기 타 형

3륜 이상인 것으로서 승차정원 1인, 최대적재량이 100㎏ 이하이면서 배기량이 125㏄ 이하인 것

 

4. 자동차의 구조에 따른 분류

1) 자동차

 1) 섀시 → 자동차 주행에 필요한 주요장치와 부품

 2) 차체 → 자동차 외형,사람이나 화물의 적재,수용부위

  

 2) 섀시

  1) 기관 → 기관본체, 윤활장치, 냉각장치, 점화장치, 배기장치

  2) 섀시 → 동력전달장치,  현가,  조향,  제동,  기타(프레임,휠)

  3) 전기 → 기동장치, 점화장치, 충전, 등화,  기타(에어콘,히타)