자동차의 구조

자동차의 구조 및 역할

자동차는 운전을 하는 탑승자에게 안전을 제공해야 하며 높은 효율성 또한 갖춰야 하기 때문에 정교하고 복잡하게 설계되어 있습니다. 각 구조는 전체적으로 자동차가 원활하게 움직일 수 있도록 고도로 통합된 하나의 시스템이지만 각각의 역할이 존재합니다. 이러한 자동차의 구조를 하나씩 살펴보도록 하겠습니다.

1. 차체 :섀시의 위쪽에 장착되는 구조로 보통 강철 또는 알루미늄의 조합으로 만들어지며 바람의 저항을 줄이면서 연비를 향상시킬 수 있도록 공기역학적인 설계가 이뤄지고 있습니다. 또한 차량의 충돌이 발생하게 될 경우 발생하는 에너지를 흡수하여 승객에게 충격이 덜 가도록 보호할 수 있는 크럼플 존, 안전벨트, 에어백과 같은 여러 가지의 안전과 관련된 기능이 포함되어 있습니다. 또한 화물이나 짐을 보호하기도 하는 충격 방어의 역할을 하기도 합니다.
2. 섀시 :차체의 골격이라고도 할 수 있는 섀시는 자동차를 이루는 가장 기본적이고 기초적인 구성 요소이며 차체와 마찬가지로 강철이나 알루미늄으로 제작하여 가벼우면서도 단단하게 설계됩니다. 또한 모든 구성 요소의 기초가 되기 때문에 외부의 힘을 이겨낼 수 있도록 매우 강력하고 짜임새 있게 만들어져 안전성을 높입니다. 차체를 제외한 자동차의 나머지 부분이 포함되기 때문에 섀시만 있어도 실제 주행이 가능하기도 합니다.
3. 서스펜션 :현가 장치라고도 부르며 일반적으로 자동차가 움직이게 될 경우 움직임을 완충시키고 제어하는 스프링 또는 충격 흡수 장치를 포함한 구성 요소를 서스펜션이라고 하며 이러한 요소들과 함께 노면에서 발생하는 진동과 충격을 흡수하여 부드러우면서도 편안하게 운전할 수 있는 환경을 만들어 줍니다. 또한 도로와 타이어 접촉을 함에 있어 안전한 핸들링을 할 수 있게 해주며 제동을 함에 있어서도 중요한 역할을 담당하고 있습니다.
4. 브레이크 :안전 기능에 있어 가장 중요한 역할을 하는 요소로 차량의 속도를 늦추거나 정지시켜야 하는 경우 이 기능을 수행할 수 있도록 설계되어 있습니다. 보통은 자동차의 바퀴에 마찰이 생기게 하여 자동차를 감속시키거나 멈추게 하는 유압 혹은 기계요소로 구성이 됩니다. 이러한 제동 시스템은 안전이 최우선 되며 즉각 반응이 나타날 수 있도록 설계되는 것이 가장 큰 특징이며 자동차 전체 안전 시스템의 필수적인 요소입니다.
5. 엔진 :자동차의 원동력, 자동차의 심장이라고 할 수 있는 동력 장치이며 통상적으로는 자동차 앞쪽에 장착이 됩니다. 현존하는 많은 자동차의 엔진은 대부분 흡입, 압축, 폭발, 배기의 과정을 거치는 4행정 내연기관이며 이러한 내연기관은 연료가 공기 중의 산소와 완전하게 연소 되도록 잘 뒤섞인 상태로 압축된 다음 연소될 때 만들어지는 열에너지를 직접 이용해 운동에너지가 됩니다. 자동차의 엔진에는 여러 가지 유형이 존재하며 가장 일반적인 유형의 엔진으로는 가솔린과 디젤 엔진이 있습니다. 가솔린 엔진은 불꽃으로 점화되는 공기와 휘발유가 혼합하여 작동하는 원리이며 4,6,8기통(엔진에 사용되는 실린더의 개수를 나타내며 이러한 실린더는 엔진의 출력에 영향을 주게 됨)의 다양한 구성이 있습니다. 가솔린 엔진은 출력하는 힘에 비해 가볍고 크기가 작기 때문에 중소형 차량에 많이 사용됩니다. 반면 디젤 엔진은 경유를 사용하게 되며 실린더 내부의 공기를 압축하여 고온으로 만든 이후 연료를 실린더 안으로 분출하며 자체적으로 점화를 하는 엔진으로 열효율이 높고 연비와 내구성이 뛰어나 대형 차량에 많이 사용되고 있습니다. 과거보다 현재에 많이 나오고 있는 유형의 엔진으로 하이브리드와 전기가 있는데 하이브리드 엔진의 경우에는 가솔린 혹은 디젤과 전기를 결합한 형태로 연비는 높이고 배기가스를 줄일 수 있는 장점이 있으며 전기 모터는 연료를 필요로 하지 않기 때문에 운영하는 비용이 절감되고 친환경적이라 점차 영역이 확대되고 있는 추세입니다. 다만 아직은 전기 자동차에 대한 기반 시설이 완벽히 자리 잡지 못해 이에 대한 보완이 필요한 상황입니다.
6. 조향 장치 :자동차가 주행 중에 방향의 변환이 필요한 경우 사용되는 장치로 조작, 기어, 링크 기구로 나눠 볼 수 있다. 조작 기구는 말 그대로 운전자가 조작을 하여 조향하는 기어와 링크로 전달하는 장치로 스티어링 휠이 대표적이며 기어 장치는 조향하는 축이 회전하는 속도를 약 20:1로 줄여 조작하는 힘을 증가시키고 기구의 운동 방향을 바꾸어 링크로 전달하는 역할을 한다. 마지막으로 링크 기구는 기어기구로 부터 전달받은 힘을 앞바퀴고 전달하고 왼쪽과 오른쪽 바퀴의 위치를 바르게 조정하는 역할을 하게 된다.

자동차의 엔진(실린더)

기타 구성요소와 미래의 자동차 산업

위에서 설명한 구성 요소 외 다른 중요한 구성 요소로는 핸들에 붙어 있는 레버(왼쪽 레버는 각종 조명과 방향지시등, 오른쪽 레버는 워셔액을 분사시키며 와이퍼를 작동시킴) 와 쿨링, 히팅 기능 점차 다양해지는 엔터테인먼트 프로그램, 다양한 요소들에 전원을 공급해 주는 전기 시스템이 존재합니다. 모든 기능은 전반적으로 운전자와 탑승객이 안전하고 뛰어난 승차감을 느낄 수 있도록 설계되어 있으며 그 설계 또한 보다 정교해지고 있습니다. 다만 내연기관의 환경 파괴는 심각한 문제를 야기하고 있어 그 어느 때보다 환경친화적인 엔진 기술의 발전이 중요한 때가 왔습니다. 현대의 자동차 산업은 계속해서 사용하는 소재와 기술을 발전시키고 있어 친환경 자동차로 다시 한번 미래를 견인하는 산업으로 거듭나게 될 것입니다.