전기를 알면 자동차가 보인다.

전기를 알면 기름 값이 보인다. 자동차 전기를 잘 못 알고 사용함으로써 기름 소모가 증가하고 고장이 잦아지며 차 수명까지 짧아지게 합니다. 따라서 전기 및 제어(자동차기술문화)에 대한 인식을 새롭게 하여 기름 값과 유지비를 줄이고 나아가 차 수명도 연장시켜 드리고자 합니다. 1. 접지 자동차 접지(接地)란 영어로는 Earth 또는 Ground라고도 하며 전기에 있어서는 지구를 영(0) 전위(電位) 또는 0 Volt로 하여 기준전위(基準電位)로 한다. 자동차의 경우 차체가 지구가 되므로 배터리 마이너스단자(-)와 차체사이에 굵은 선으로 연결을 해둔다. 그런데 접지를 해주지 않으면 자동차 알터네이터(발전기)가 전기를 만들어도 선로를 타고 흐르는 과정에 선로의 분포정수(L, C, R)와 온습도 등으로 전체전압이 흔들려 전기를 이용하는 장치들의 동작이 불안하여 자동차성능에 치명적인 영향을 주게 된다. ※ 참고 : 접지는 마이너스(-)를 의미하며, 플러스(+) 접지 용어는 없음 그래서 차가 오래되면 접지저항이 증가하여 전압이 흔들리게 되므로 접지선을 수리하거나 보강(접지DIY))해주기도 한다. 2. 전기 종류 전기에는 교류(AC)와 직류(DC) 두 종류가 있다. 자동차 전기는 순수한 직류가 아니고 알터네이터가 교류를 만들면 정류다이오드가 교류를직류로 변환시켜 배터리에 공급하므로 일반적으로 자동차는 직류만 있는 것으로 알고 있다. 한국전력에서 양질의 전기 정의는 무정전(無停電), 일정한 전압(V), 일정한 주파수(Hz)이고 자동차에서의 양질의 전기는 일정한 전압(V)이면 된다. 자동차가 에어컨을 키거나 라이트를 켰을 때 떨림이 생기는 것은 이들이 전기를 많이 소모하여 전압이 많이 떨어지기 때문이다. 가령 평상시 알터네이터에서 15V가 나오다가 에어컨 가동으로 전압이 12V로 떨어진다면 전압변동은 15%가 되며 이로 인하여 기타 전기장치들의 성능이 떨어지기 때문에 에어컨을 키면 연비가 30%까지 떨어진다고 한다. 3. 배터리전기와 알터네이터전기의 차이 자동차에는 1차전기(배터리와 알터네이터 전기), 2차전기(ECU 및 센서용 전기), 3차전기(간섭전기, 기생전기)가 있다. 여기서 배터리전기와 알테네이터전기는 같은 1차전기에 속하지만 이들은 용도가 다르다. 가. 배터리 전기 배터리전기는 시동이 걸리기 전에 사용하는 전기로 일종의 비상 전기에 속한다. 배터리전압은 2V/Cell을 기준으로 설명을 하며 Cell이 2개 3개 등으로 늘어나면 전압은 2V, 4V, -- 12V, 24V로 증가 하는데 12V는 6개 Cell이 한 통안에 들어 있다. 배터리가 잘 충전되고 수명이 좋으려면 알터네이터전압이 안정되어야 하며 이론적으로는 13.5V~14.1V가 바람직하다. ※ 공식 : 2V/Cell× 6개× (1.125~1.175)배 = 13.5V ~14.1V 이유는 알터네이터전압이 너무 낮으면 충전부족이 생기고 너무 높으면 과충전(過充電)이 생겨 배터리 수명을 단축시키기 때문이다. 또한 배터리용량을 12V/60AH, 12V/80AH 등으로 표시 하는 것은 예를 들어 배터리에 60A를 소모하는 부하를 달면 한시간(Hour)을 견딘다는 뜻이며,   배터리전류(AH)는 물그릇으로 물(전류)이 가득 차고 나면 더 이상 충전을 멈추었다가 소모가 되면 다시 충전이 된다. 배터리의 상태를 눈으로 이상 여부를 판가름 하도록 표시되어 있는 것도 있지만 이것은 배터리 안에 황산액이 적정한가를 보는 것이지 충전상태를 진단하는 것은 아니다. 그리고 배터리단자가 부식하는 것은 충․방전에 의한 화학반응으로 가스가 분출하기 때문인데 이때는 단자 청소를 자주 해주면 된다. 나. 알터네이터 전기 알터네이터 전압은 통상적으로 14V~15V정도 나온다. 그런데 만일에 알터네이터 전압이 너무 약하거나 하면 신속하게 점검을 해야 하지만 소비자들이 전기에 대한 이해 부족으로 방치를 하여 많은 고장을 유발시키는 사례가 많다. 예를 들어 연료를 절감한다 배터리전압을 감시한다는 명분으로 배터리양단에 부가장치를 부착하거나 오디오장치 전원을 배터리에서 직접 연결하게 되면 알터네이터의 전압안정회로의 센서기능이 둔해지거나 기능을 상실하므로   알터네이터가 전압을 정상적으로 만들지 못하게 되는 경우가 생긴다. 이를 경우 시동과 RPM에 문제가 생기고 엔진동작이 불안전(찜바 현상)하여   출력이 감소하고 소음이 증가하며 진동과 노킹이 생겨 연비와 배출가스가 나빠진다. 따라서 부가장치를 남용하고 배선구성을 잘못하면 알터네이터를 망가뜨리고 배터리수명을 단축시키는 요인이 되는 것이다. 다. 전기용량을 이해하는 요령 알터네이터 전압은 배터리전압보다 절대적으로 높아야 하며, 통상 배터리전압 보다 2~3V 정도 높으면 된다. 예를 들어 배터리용량이 12V/80AH이고 알터네이터용량이 12V/60A라는 자동차의 경우 용량을 12V/80AH+12V/60A = 12V/140A로 합산하여 계산하지는 않는다. 이는 전기장치들은 높은 전압에만 동작하는 성질(전기의 성질)을 가지고 있기 때문에 시동이 걸린 상태에서는 알터네이터 전기 (14~15)V/60A 에만 영향을 받는 것이지 배터리용량 하고는 무관하다. 4. 전기 관리 주의 사항 자동차가 운행중에 전기가 부족한 것은 다음과 같은 사례 때문이다. 가.  과부하     예를 들어 알터네이터 용량이 12V/50A 인데 에어컨 라이트 오디오 네비게이션 TV등 여러 가지 전기장치를 동시에 사용하면 과부하로 용량이 부족해진다. 나. 병렬 배선으로 상호 간섭     배터리와 알터네이터를 묶어서 전원부라고 하는데 이들은 상호 병렬로 구성되어 있으므로 배터리나 알터네이터 어느 한 쪽에서 문제가 생기면 다른 쪽에 직접적인  영향을 미치게 된다. 다. 부가장치 장애     알터네이터 안에는 전압안정회로가 내장되어 있으며 이 장치는 배터리단자전압을 검출하여 알터네이터 전압이 일정하도록 조절(엔진회전에 관계 없이)하는 역할을 하는데 배터리양단에 부착된 각종 부가장치에 문제가 생기면 이 검출기능이 둔해지거나 마비되면 전압 조정이 잘 안 된다. 5. 제 어 자동차제어에는 기계적인 제어와 전기적인 제어가 있는데 현재의 자동차기술 추세는 기능을 다양화하고 성능을 고급화하기 위하여 전부 전자제어방식으로 만들고 있다. 따라서 전자제어의 역할을 열거 해보면 가. 시동을 건다 :  걸까 말까 ? 나. 차를 움직인다 :  움직일까 말까 ? 다. 속도를 낸다 : 속도를 낼까 말까 ? 라. 소음을 줄이고 싶다 : 소음을 줄일까 말까 ? 마. 배출가스를 줄여 합격을 시켜야 겠다 : 배출가스를 줄일까 말까 ? 바. 앞차를 추월해야 겠다 :  힘을 높여 추월을 시켜 줄까 말까 ? 사. 진동이 심해서 못 견디겠다 : 진동을 줄여 줄까 말까? 아. 오디오음이 좋았으면 좋겠다 : 좋게 해 줄까 말까 ? 자. 기름 값이 비싸  연비가 좋았으면 좋겠다 : 좋게 해줄까 말까 ? 차. 차가 고장이 안 나고 오래 탔으면 좋겠다 : 오래 타게 해줄까 말까 ? 카. 승차감이 좋았으면 좋겠다 : 좋게 해줄까 말까 ? 타. 에어컨이 잘 나왔으면 좋겠다 : 잘 나오게 해줄까 말까 ? 파. 라이트가 잘 망기지지 않았으면 좋겠다 : 망가지지 않게 해줄까 말까 ?       (기타는 생략) 위 13개 사항중 사람(운전자)이 직접 할 수 있는 것은 착각일 뿐 하나도 없다고 보아야 한다. 가령 사람이 시동을 걸기 위해 키를 돌리드라도 그것은 단순히 키만 돌릴 뿐이지 시동을 걸까 말까를 결정하는 것은 제어장치(신경계통)에 해당하는 제어신호가 결정한다. 이처럼 제어신호는 전자센서라는 부품들이 자동차 구석구석을 감지하여 정보(신호)를 ECU라는 컴퓨터(사의 뇌)에 전달하면 컴퓨터는 이를 분석하고 조합하여 위의 13개항들에 대한 결정과 명령을 하는 것이다. 참고로 여기서 관가해서는 안 되는 것이 제어를 하이스켄이라는 계측기로 측정을 하여 이상이 없다고 하더라도 "하이스켄은 메이커가 정해준 데이터 외는 측정이 불가능하다"는 것을 알아야 한다. 6. 온습도와 자동차 시동 현재의 연료형자동차는 공기를 이용하기 때문에 온도 습도 엔진열 등에 민감한 반응을 일으킨다. 예를 들어 아침에 시동이 잘 안걸리거나 겨울과 여름 그리고 엔진열이 났을 때와 식었을 때 등으로 시동에 문제가 생기는 차들의 대부분이 점화온도 연료 및 기계적인 문제보다는 “온도에 의한 제어신호의 변화폭”이 심하기 때문이라는 것을 염두에 두어야 한다. 7. 결론 연료형자동차는 기계기술 전기기술 제어기술로 만들어 지지만 동작을 할 때는 하드웨어기술과 소프트웨어기술에 의한다고 보아야 한다. 그러므로 차가 고장이 나면 무조건 부품으로 해결하려 들지 말고 전기전자분야를 잘 아는 정비소를 택하여야 수리비도 절약하고 자동차 수명도 연장시키며 나아가 연비나 배출가스도 개선 시킬 수가 있다. 앞으로는 전기자동차 하이브리드자동차 등 전기적인 기술이 주축이 되는 차들이 보편화 할 것이므로 자동차를 “기계적인 기술문화에서 전기적인 기술문화”로 전환하는 자세가 필요합니다.     저희학교 게시판에서 하성용교수님 게시글입니다...   출처: <A href="http://motor-shc.net/bbs/view.php?id=lecture&page=1&sn1=&divpage=1&sn=off&ss=on&sc=on&select_arrange=headnum&desc=asc&no=69">http://motor-shc.net/bbs/view.php?id=lecture&page=1&sn1=&divpage=1&sn=off&ss=on&sc=on&select_arrange=headnum&desc=asc&no=69</A>