사진 속 차량은 렉서스 GS h.
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1. 개요
자동차는 5,000개가 넘는 부품으로 이루어져 있습니다. 이 5,000개가 넘는 부품들은 모두 깊이 연구되어야 하고 단순히 만들어낼 수 없죠. 그것들은 모든 연주자가 조화를 이루는 오케스트라에서 단 한 사람이라도 잘못 연주하면 오케스트라 전체가 잘못 연주하는 것처럼 들리는 것과 같은 이치입니다.
- 호라치오 파가니 ( #)
자동차에 사용되는 부품들을 설명한 문서. 다른 기계들이 그렇듯, 자동차에도 여러 가지 부품들이 들어간다.- 호라치오 파가니 ( #)
2. 엔진 계열 부품
왕복엔진(Recepirocating, 이니셜D와 같은 일본애니에서는 반켈 엔진과 대비하여 레시프로 엔진이라고 부른다)에만 들어가는 부품으로 피스톤, 피스톤링, 실린더 블록, 실린더 헤드, 커넥팅 로드가 있다. 내연기관의 연소실은 피스톤과 실린더, 실린더헤드를 통해 구성이 된다. 밸브기구의 경우 반켈 엔진 뿐만 아니라 2행정 왕복운동 엔진에도 없다.- 피스톤 - 연료의 연소로 발생하는 압력을 받아 직접적으로 수직 왕복운동을 하는 부품이다. 고속으로 왕복운동을 하기위해 관성이 적어야하므로 주로 가벼운 알루미늄 경합금(Al-Si계열)을 사용한다. 알루미늄 합금은 연소열에 의해 팽창하므로 열팽창계수를 감안해 실린더 직경(보어)보다 작게 설계한다. 다만 벤츠의 OM654 디젤엔진은 통상적인 설계개념을 깨고 피스톤을 알루미늄이 아닌 철합금으로 제작하였는데 열팽창이 적은 철계열의 재료적 특성을 살려 블로우바이 가스 발생을 줄이면서 설계최적화를 통해 중량증가를 최대한 억제한 것으로 보인다. 어차피 디젤엔진은 회전수를 올리는데 한계가 있기 때문에 피스톤 무게에 대해 가솔린 엔진보다 민감도가 덜하다. 생산성을 위해 주로 주조 방식으로 제작하지만 물리적 스트레스를 많이 받기 때문에 고성능 고급차량의 경우 단조 잉곳을 절삭하여 제작한다. 일반적인 왕복형 엔진들의 피스톤이 갖는 구조적 특징으로는 연소압력을 받아내는 탑랜드(크라운이라고도 한다), 피스톤링이 장착되는 링그루브(Ring Groove), 피스톤핀이 꽂히는 보스부, 피스톤핀을 중심으로 발생하는 회전을 억제하기위해 존재하는 스커트부가 있다. 열팽창 전후 슬랩 현상을 방지하기위해 정원통형이 아니라 미세하게 타원형으로 설계된다. 특이한 경우로는 혼다에서 출시하였던 NR750의 타원형피스톤이 있는데, 이것은 미세한 정도가 아니라 완전한 타원형태의 피스톤이며, 피스톤 한개당 커넥팅로드가 두개씩 연결되는 구조이다. 참고로 해당엔진은 V형 4기통이면서도 밸브의 개수가 무려 32개나 된다.
- 피스톤 링 - 크게 압축링과 오일링으로 나뉜다. 압축링은 피스톤이 왕복운동을 하면서 내부 기밀을 유지하기 위하여 장착되고, 피스톤마다 2~3개의 압축링이 설치된다. 압축링의 기밀 유지를 위해 압축링 설치시 절개부의 위치를 각각 반대 방향으로 하여 누설을 줄이도록 설치된다. 요즘 차량의 경우 1,2,3번링이 각각 다른 제품이 나오므로 설치시 꼭 확인후 설치하여야 한다. 비슷하게 생겼다고 대충 설치했다간... 오일링의 경우 컨로드 대단부 오일노즐에서 실린더 벽면으로 분사된 여분의 오일을 긁어내려 지나친 오일 소모를 막기 위해 설치된다. 가솔린 2행정 기관의 경우 오일을 같이 혼합기에 섞어 연소시킴으로 오일링이 설치되지 않는다.
- 실린더 블록 - 피스톤이 왕복운동을 하는 가이드가 되어주면서 연소가스의 압력을 견디는 엔진의 기초 토대. 엔진블록이라고도 부른다. 실린더의 내경을 보어라고 하며, 실린더 내에서 피스톤이 왕복하는 거리를 스트로크라고 한다. 보어가 스트로크보다 큰 엔진을 숏스트로크 엔진, 같은 엔진을 스퀘어 엔진, 반대로 보어가 스트로크보다 작은 엔진을 롱스트로크 엔진이라 부르며, 숏스트로크가 고회전에 유리하고 저속토크에서 불리하고 롱스트로크가 반대의 특징을 갖는다. 주로 주철로 제작했으나 현대에는 경량화를 위해 알루미늄 및 마그네슘 계열 합금으로 제작한 뒤 실린더 내면을 고경도 코팅을 하여 제작한다.
- 커넥팅 로드 - 줄여서 컨로드라고도 부른다. 피스톤과 크랭크축을 연결시키는 부품. 피스톤이 설치되는 소단부와 크랭크 축을 연결시키는 대단부가 있다. 대단부 베어링 연결부위에서 연소실 방향으로 노즐이 설치되어서 피스톤과 실린더 사이에 오일을 분사하는 방식이 대부분. 요즘 커넥팅 로드와 크랭크 축 사이의 베어링은 대부분 저널 베어링을 사용하고, 아주 오래된 기관의 경우 볼베어링이나 롤러 베어링이 설치되어 있는 경우도 있다. 다기통 엔진일 경우 컨로드와 피스톤의 개별중량을 정확하게 일치시켜 회전질감을 높이는 튜너들도 있다.
- 크랭크 축 - 그냥 크랭크라고 하기도 한다. 플라이휠을 제외하면, 엔진 회전계에서 가장 무거운 부품. 특히나 토크가 강한 디젤 엔진이라면 이 크랭크 축의 무게는 고정된 엔진 블럭을 제외하고 가장 무겁게 만들어진다. 지속적으로 비틀림을 받는 부품이기에 강하게 제조되며 회전 밸런스를 고려하여 카운터 웨이트부를 절삭가공하여 무게중심을 맞춰 만들기에 개인 튜너가 크랭크 축을 직접 경량화 하기에는 많은 무리가 따른다. 내부에 오일흐름을 위한 통로까지 있어야 되기에, 에프터마켓 부품으론 상당히 고가의 아이템. 경량화와 내구성 상승을 위해 단조 크랭크를 선택하기도 하며, 가장 고가의 방식은 절삭가공. 통짜 원통형의 니켈-크롬강을 처음부터 절삭으로 가공하는 방식으로 가격은 단조 크랭크보다 2배이상 비싸진다.
- 헤드 가스켓 - 일반적인 엔진 정비의 끝판왕. 해당 문서 참조.
- 헤드볼트 - 엔진 실린더와 엔진 헤드를 결합하는 볼트. 볼트인데 무슨 부품인가 싶겠지만, 이 헤드볼트는 생각보다 중요하다. 연료의 폭발압력으로부터 실린더 헤드가 승천(...)하지 않도록 잡아주는 역할을 한다. 단순히 적절한 힘으로 조임으로 끝이 나는게 아니라, 체결시 차종에 따라 각도법이나 뜨임 시간이 있고, 재사용이 금지된다! 1회 사용한 헤드볼트는 엔진열에 의해 제조시 열처리 된 환경이 변화해서 재사용시 늘어나거나 풀리게 되어있다. 생각보다 가격이 비싸지만, 헤드가스켓 작업이나 헤드교체작업시 반드시 교환해야 하는 부품이다. 금전적인 이유로 다시 썼다가는 값비싼 헤드가스켓이나 헤드교체작업을 다시 해야하는 일이 비일비재하니 반드시 교체하자.
- 에어 클리너 - 연소를 위해 외부로부터 흡입되는 공기중의 이물질을 거르는 필터로, 주로 건식 펄프재질이 순정으로 사용되나 르노코리아과 닛산을 비롯한 일부 메이커에서는 필터에 오일을 묻혀 여과성능을 높인 습식 필터를 쓰기도 한다. 최근 흡입저항 개선을 위해 직물재질을 활용하는 제품이 증가하고 있다. 대부분의 필터는 일회용이지만, K&N, BMC, itg 등의 세척 재사용이 가능한 습식 에어필터도 있다. 일반적으로는 에어박스라는 플라스틱 상자 형태에 아코디언처럼 꼬불꼬불하게 접어 판형으로 성형한 펄프 필터가 가운데 들어가는데, 튜닝용으로 부피에비해 여과면적을 많이 얻을 수 있는 이점이 있는 고깔형태의 콘(Cone)타입 에어필터가 나오고 있다. 요즘은 순정차량에서도 콘타입 필터가 종종 쓰이는것을 볼 수 있다. 튜닝 에어필터의 효용성에 대한 논란이 있다. 이에 대해 직접 비교실험을 한 해외 사례가 있다.[1] (아래 링크)
- 오일 필터 - 고온 고속으로 작동되는 엔진의 윤활을 담당하는 엔진오일속의 이물질을 걸러주는 필터이다. 이물질의 생성원인은 대부분 오일의 산화로 발생하는 슬러지이며, 그 다음으로 엔진 내부의 금속부품의 마멸로 발생하는 금속분말, 엔진의 분해조립 혹은 오일의 주입 보충 과정에서 유입되는 외부 먼지가 있다. 과거에는 금속용기로 된 필터 전체를 교환하는 캔타입 필터가 주를 이뤘으나, 2000년대 이후에는 오일필터 하우징을 갖추고서 내부의 필터 엘리먼트만 교체하도록 되어있는 카트리지 타입 필터로 거의 다 바뀌었다. 카트리지타입의 경우 고무 O-링이 장착되는데 고무 O-링도 재사용하면 안된다. O-링도 고열과 오일압력에 노출되기에 경화되고 부스러져 오일필터로 유입되는경우가 있기 때문이다.[2]
- 오일 펌프 - 엔진의 각 부위에 오일을 공급하는 펌프이다. 크랭크축 및 캠축의 원활한 회전을 위해서 저널베어링에 유압을 공급하는 매우 중요한 역할을 할 뿐만 아니라, 여기서 생성된 유압을 이용해 가변밸브기구를 구동하는 동력으로 사용하기도 한다.
- 밸브기구 - 4행정 내연기관의 혼합기(혹은 흡입공기)의 충전과 연소후 배기가스의 배출을 단속하는 기구이다. 드물게 2행정 디젤엔진 중에도 연소실 상단에 배기밸브만을 갖춘 경우가 있다(선박용 유니플로 엔진, 흡기는 실린더 하단의 소기포트를 통해 들어옴). 흡기밸브와 배기밸브로 이뤄지며 보통 흡기밸브가 배기밸브보다 크기가 크다. 작동은 캠축을 통해 이뤄지며, 엔진의 운전효율을 높이기 위해 가변밸브기구와 같은 전자장비가 조합된다. 4행정 기관은 크랭크축이 2회전 할 동안 캠축이 1회전 한다.
3. 실내 부품
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4. 실외 부품
5. 전자제어장치
자동차에서의 전자제어는 주로 엔진의 점화타이밍, 연료 분사량 조정 등에 이용되어 왔으나, 전자제어를 이용할경우, 기계식에 비해 정밀하게 제어 할 수 있기 때문에 많은곳에 채택되는 추세이며, 현재 생산되는 승용자동차의 거의 모든 부분은 전자제어의 영향을 받고있다.이 문단에서는 전자제어에 이용되는 센서류까지 같이 묶어서 설명한다.
5.1. 엔진 계통
- ECU(Electronic Control Unit) - ECM, ECS 등으로 불리기도 한다. 엔진 제어 전반을 담당한다.
- TPS(Throttle Position Sensor) - 스로틀 포지션 센서. 스로틀이 열린 정도를 감지하여 ECU에서 공기량을 계산한다. GM계열사에선 보통 MTIA(Main Trottle Idle Actuator)라는 아이들러 일체형 스로틀 바디에 장착되어있다.
- MAP(Manifold Air Pressure Sensor) - 흡입 압력 센서. 흡기 매니폴드 내의 공기 압력, 유량을 측정한다.
- 산소센서 - 배기가스 중의 산소 농도를 측정한다. 연료 과다에 의한 불완전 연소나 연료 과소에 의한 희박연소를 감지한다.
- CAS(Crank Angle Sensor), CPS(Crankshaft Position Sensor)[3] - 크랭크축이 돌아간 각도를 측정해 ECU가 점화 타이밍을 계산할 수 있게 해 준다.
- CMP(CaM Position sensor) - 캠 포지션 센서. 캠축의 회전 정도를 측정해 ECU가 점화 타이밍을 계산할 수 있게 해 준다.
- MAT(Manifold Air Temperature) - 흡기 온도 센서. 매니폴드로 흡입되는 공기의 온도를 측정한다.
- CTS(Coolant Temperature Sensor), WTS(Water Temperature Sensor) - 냉각수 온도 센서. 냉각수 온도신호를 보내 ECU의 냉간시동 보정을 담당한다.
- 노크센서 - 엔진에 장착되어있는 진동센서로, 노킹현상의 발생을 감지한다. 가솔린 엔진에서 노킹이 발생하게 되면 노크센서에 의해 센서신호를 ECU로 보내주면 ECU에서는 점화시기를 조절한다. 노킹이 발생하면 점화시기를 지각시키는 방향으로 제어를 한다. 보통 자동차 메이커에서는 노킹을 최대한 억제하기 위해 약간 지각시킨 방향으로 설정한다. 그렇기 때문에 점화시기를 조정하여 차량의 출력을 올리 수 있다. 다만 노킹이 발생할 가능성이 있기 때문에 옥탄가가 높은 고급휘발유가 권장되기도 한다.
5.2. 파워트레인 계통
- VSS (Vehicle Speed Sensor) - 차량의 속도를 측정하는 센서. 차량의 속도에 따라 연료 분사량등을 조정하여 출력을 조정함. 보통 수동변속기 차량에만 있는 경우가 많으며, 변속기 출력축에 장착되어 있는게 보통이다.
5.3. 서스펜션(현가장치) 계통
- ECS (electronic controlled suspension) - 전자제어서스펜션 또는 전자제어현가장치라고도 한다. 노면의 상태에 따라서 자체의 높이를 제어하고, 코너를 돌 때 롤링을 잡아주어 주행에 안정성을 주는 장치. 종류로는 유압식과 공압식이 있다.
5.4. 브레이크(제동장치) 계통
5.5. 주행 보정 계통
| ABS | Anti-lock Brake System. | 브레이크 관련 장치. 급브레이크 시 바퀴가 잠기지 않도록 한다. |
|
ESC/ ESP |
Electronic Stability Control / Electronic Stability Program | 달리고 있는 자동차의 속도와 회전, 미끄러짐 등을 수십분의 1초 단위로 계산하여 실제 값과 운전자가 의도한 값을 비교, 계산하여 차이가 나는 경우, 브레이크와 엔진출력 등을 운전자가 의도한 만큼 제어할 수 있도록 스스로 개입해 사고를 미연에 방지하는 기술. |
| EBD | Electronic Brake force Distribution | 제동력 분배장치. 운전하다 브레이크를 밟았을 때 차가 앞으로 쏠리는 것을 줄여주는 역할을 한다. |
| EDC | Engine Drag Control | 노면이 미끄러운 상황에서 엔진 브레이크 때문에 차가 미끄러질 경우 일정량의 토크를 발생시켜 미끄러지는 것을 막아주는 역할을 한다. |
| LSD | Limited Slip Differential | 차동제한장치. 한 쪽 바퀴가 도랑처럼 땅에 닿지 않는 곳에 빠져 헛도는 것을 줄여 험로탈출을 돕는다. 스포츠카나 SUV에 장착되는 경우가 많다.[4] |
| TCS | Traction Control System | 구동력 제어 시스템. 출발·가속 시 의도적으로 구동력을 줄여 타이어가 헛돌지 않게 하며 접지력을 유지한다. |
| CBC | Corening Brake Control | 운전자가 스티어링 휠을 돌렸을 때, 운전자가 스티어링 휠을 돌린 각도와 실제 차량의 선회 각도를 자이로 센서 데이터를 기반으로 비교한다. 언더스티어가 발생한다면 안쪽 앞/뒤바퀴를, 오버스티어가 발생한다면 바깥쪽 앞/뒤 바퀴에 브레이크를 건다. 엔진 출력은 따로 제어하지 않는다. [5] |
6. 인포테인먼트 시스템
탑승자에게 멀티미디어나 주행 정보 등을 제공하는 장치이다.6.1. 카 PC
6.2. 카오디오
6.3. 트립 컴퓨터
6.4. HUD
7. 관련 회사
| 순위 | 회사 | 국가 |
| 1 | 보쉬 |
[[독일|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] |
| 2 | 덴소 |
[[일본|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] |
| 3 | 콘티넨탈 |
[[독일|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] |
| 4 | ZF 프리드리히스하펜 AG |
[[독일|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] |
| 5 | 마그나 |
[[일본|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] |
| 6 | 현대모비스 |
[[대한민국|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] |
| 7 | 아이신 |
[[일본|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] |
| 8 | 미쉐린 |
[[프랑스|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] |
| 9 | 브리지스톤 |
[[일본|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] |
| 10 | CATL |
[[중국|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] |
| 2021년 실적 기준 출처 | ||
[1]
흡기튜닝은 튜닝된 흡입 공기량을 더 안정적으로 빨아들일수 있게 하는역할이 크다. 순정흡기로는 한계치가 있기 때문이다.
[2]
오일필터도 교체주기를 훨씬 넘겨서 사용 시 필터내부가 부스러지는 경우가 있다. 필터가 부스러저 엔진 내 오일라인으로 유입되어 엔진이 손상되는 사례도 있다.
[3]
CKP=CKPS(CranKshaft Position Sensor)로도 불린다.
[4]
기존 LSD는 대부분이 기계식이며,
전자식 LSD는 이제 막 일반 양산차량에 보급되기 시작한 상황이다.
[5]
쌍용에서 생산하는 차량은 스티어링 휠이 4~7 도 이상 회전하면 CBC 제어에서 ESP 제어 대기(혹은 작동)로 넘어가도록 설정하고 있다. 이를 모르는 오토뷰 시승자들은 하나같이 ESP 개입과 해제가 늦는다는 소리를 한다. 이 '개입/해제가 느린 느낌'은 CBC 제어의 한계를 넘어 ESP 제어로 전환되는 과정에 발생한다. G4 렉스턴이 이런 반응을 보여주는 것은 차체 자세 안정성 회복이 늦다는 것인데, 아마 I-ECS (무단 연속 전자제어 서스펜션)가 장착되지 않은 것이 원인일 가능성이 크다.