전기 18 > 등화장치의 개요 및 전조등

1.등화 장치의 개요

   자동차의 등화 장치는 다양한 종류의 전등이 운전자의 시야와 정보 전달에 이용되고 승객을 편리하게 해 주며, 다른 운전자에게 신호와 경고 표시를 해 준다.

 

2. 등화 장치의 종류

    등화 장치는 조명용, 신호용, 지시용, 경고용, 장식용 등 각종 목적에 따라 램프, 릴레이, 배선, 퓨즈, 스위치 등으로 구성되어 있다. 등화 안전 장치의 종류에는 용도에 따라 표와 같이 여러 종류가 있다.

용 도

종류

용 도

조명용

전조등

야간 안전 주행을 위한 조명

안개등

안개 속에서 안전 주행을 위한 조명

후진등

변속기를 후진 위치에 놓으면 점등되며, 후진 방향을 조명

실내등

실내 조명

계기등

계기판 조명

표시용

차폭등

차폭을 표시

주차등

주차를 표시

번호등

차량 번호판 조명용

미등

차의 뒷부분 표시

신호용

방향 지시등

차의 좌우 회전을 알림

제동등

상용 브레이크를 밟을 때 작동

비상 경고등

비상 상태를 나타낼 때 작동

경고등

유압등

유압이 규정값 이하로 되면 점등 경고

충전등

축전지의 충전이 안 되었을 경우 점등 경고

연료등

연료가 규정량 이하로 되면 점등 경고

장식용

장식등

버스와 트럭의 상부를 장식

등화 안전 장치의 종류

 

3.  등화 장치의 배선 및 전구의 종류

1) 전선의 종류와 배선 방식

       배선 방식

    자동차 전기 회로에 사용되는 전선의 심선에는 단선과 여러 가닥으로 된 것이 있으며, 심선을 피복한 피복선과 피복을 입히지 않은 비피복선이 있다. 피복선은 무명(cotton), 명주(silk), 비닐 등의 절연물로 피복되어 있다. 전선의 배선 방식은 그림과 같이 각 부하의 접지 방식에 따라 단선식과 복선식으로 구분된다. 단선식은 부하의 한쪽 끝을 자동차의 차체나 설치 기구의 금속부를 이용하여 접지하는 방식으로, 작은 전류의 회로에 사용된다. 복선식은 접지 쪽에도 전선을 사용하여 확실히 접지하는 방식으로, 전조등 회로와 같이 비교적 큰 전류가 흐르는 곳에 사용된다.

전기 회로의 배선 상태 예

 

2) 전구의 종류  : 자동차에 사용되는 전구에는 그림과 같은 것이 있다.

3) 조명용어

▶광속 : 광원으로부터 나오는빛의 다발을 광속이라 하고, 단위는 루멘(lumen: 기호[lm])으로 표시한다. 따라서, 광속이 많이 나오는 광원은 밝다고 할 수 있다. 1[lm]은 모든 방향으로 방출되는 빛의 광도가 동일하게 1[cd]인 점광원으로부터 1[sr]의 입체각 내로 방사되는 에너지이다.

▶ 광도  : 어떤 방향의 빛의 세기를 광도라 하고, 단위는 칸델라(candela: 기호[cd])로 나타낸다. 1[cd]는 광원으로부터 1[m] 떨어진 1[㎡]의 면에 1[lm]의 광속이 통과할 때, 그 방향의 빛의 세기이다.

▶ 조도 : 피조면의 밝기의 정도를 나타내는 것을 조도라 하고, 단위로는 럭스(lux: 기호[lx]로 표시한다. 1[lx]는 1[cd]의 광원을 1m의 거리에서 광원 방향의 수직인 면의 밝기로, 피조면의 조도는 광원의 광도에 비례하고, 광원으로부터의 거리 2제곱에 반비례한다. 즉, 광원으로부터 rm 떨어진 빛의 방향에 수직인 피조면의 조도를 E[lx], 그 방향의 광원의 광도를 I[cd]라고 하면, 조도는 다음과 같이 표시된다.

    

4. 전조등

    전조등(headlight)은 야간에 전방을 밝혀 주는 조명 등화 기기로 자동차의 전방 양쪽에 대칭으로 부착되어 있으며, 자동차 관리법의 안전 기준에 규정된 밝기를 가져야 한다. 전조등은 전구, 반사경, 렌즈 등으로 구성되어 있다. 전조등의 종류로는 전조등의 빔 방향을 조정하는 조준 방법에 따라 전조둥의 설치 위치 조정으로 조준하는 유닛 가동형과 하우징 내에서 반사경을 움직여 조준하는 반사경 가동형이 있다. 또한 용도별로 2등식과 4등식으로 분류한다.

 

1) 전조등의 종류

▶ 실드 빔식 전조등(sealed beam type) ": 이 형식은 반사경에 필라멘트를 붙이고 여기에 렌즈를 녹여 붙인 후 내부에 불활성 가스를 넣어 그 자체가 1개의 전구가 되도록 한 것이다. 이 형식의 특징은 다음과 같다.

① 대기(大氣)의 조건에 따라 반사경이 흐려지지 않는다.

② 사용에 따르는 광도의 변화가 적다.

③ 필라멘트가 끊어지면 렌즈나 반사경에 이상이 없어도 전조등 전체를 교환하여야 한다.

 

▶ 세미 실드 빔식 전조등(semi sealed beam type) : 이 형식은 렌즈와 반사경은 일체로 되어 있으나 전구는 별개로 설치한 것이다. 필라멘트가 끊어지면 전구만 교환하면 된다. 그러나 전구의 설치 부분으로 공기 유통이 있어 반사경이 흐려지기 쉽다.

▶ 할로겐 전조등(halogen head lamp) : 이 형식은 할로겐 전구를 사용한 세미 실드 빔형이며, 할로겐 전구란 전구에 봉입하는 불활성 가스와 함께소량(小量)의 할로겐족(族)원소를 혼합한 것으로 필라멘트에서 증발한 텅스텐 원자와 휘발성의 할로겐 원자가 결합하여 휘발성의 할로겐화 텅스텐을 형성한다.

이 할로겐화 텅스텐은 전구 벽(유리)이 일정 온도 이상일 경우 전구 벽에 부착하지 않고, 전구 안을 이동하다가 필라멘트 부근의 고온 영역 내에 들어오면 다시 텅스텐 원자와 할로겐 원자로 해리(解離)한다. 해리된 텅스텐 원자는 필라멘트 또는 그 부근에 부착하고 할로겐 유리로 된 전구 벽을 향하여 확산하는  반응을 반복한다. 따라서 할로겐 전구는 종전의 백열전구에 비하여 다음과 같은 우수한 특징이 있다.

① 할로겐 사이클로 흑화(黑化) 현상(필라멘트로 사용되고 있는 텅스텐이 증발하여 전구 내부에 부착하는 것)이 없어 수명을 다할 때까지 밝기가 변하지 않는다.

② 색 온도가 높아 밝은 백색 빛을 얻을 수 있다.

③ 교행용의 필라멘트 아래에 차광판이 있어서 차측 방향으로 반사하는 빛을 없애는 구조로 되어 있어 눈부심이 적다.

④ 전구의 효율이 높아 밝기가 크다.

또 할로겐 전조등과 일반 전조등과의 배광 특성을 비교하면 다음과 같다.

① 좌우로의 확산 각도가 크기 때문에 갓길 위의 장애와 도로 표지 등을 보기 쉽다.

② 최고 광도 부근의 빛이 스폿(spot)으로 되지 않기 때문에 노면의 조도가 균일하다.

③ 위 방향으로의 빛이 차단되므로 명암 경계가 명료하여 대향 자동차에 눈부심이 적다.

2. 전조등의 기능

   전조등은 법령에 정해진 밝기를 가지고, 대향차와 교행할 때 마주오는 차의 운전자의 눈이 부시지 않도록 배광해야 한다. 이 때문에 전구에는 그림 과 같이 주행용의 하이 빔(high beam) 필라멘트와 교행용의 로 빔(low beam) 필라멘트가 있다.
또한 렌즈에 의해 수평 방향으로는 넓게, 수직 방향으로는 좁고 편평하게 배광되도록 되어 있다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2등식 전조등의 배광 특성

2등식 전조등 " 한 전조등에 2개의 필라멘트가 내장되어 있다. 배광 특성은 그림 Ⅶ-11과 같이 하이 빔 필라멘트는 반사경의 초점 위치에 있어 거의 평행한 광선으로 내보내지고, 로 빔 필라멘트는 초점보다 약간 위에 있어 배광은 전체적으로 오른쪽으로 쏠리며, 하향으로 내보내진다.

4등식 전조등 : 그림과 같이 하이 빔 필라멘트만 가진 전조등과 로 빔 필라멘트만 가진 전조등 2개가 1세트로 되어 자동차의 좌우에 모두 4개 설치된 것이다.

 

4등식 전조등의 배치

(3) 전조등 회로

     전조등 회로는 퓨즈, 라이트 스위치, 디머 스위치(dimmer switch) 등으로 구성되어 있으며, 양쪽의 전조등 은 하이 빔(high beam)과 로우 빔(low beam)이 각각 병렬(竝列)로 접속되어 있다. 전조등 스위치는 2단으로 작동하며, 스위치를 움직이면 내부의 접점이 미끄럼 운동하여 전원과 접속하게 되어 있다. 디머 스위치는 라이트 빔을 하이 빔과 로우 빔으로 바꾸는 스위치이다

전조등 회로