선택된 자동차에 대한 종합의견

[지도상 유의점]

모든 사람들이 똑 같은 기준을 가질 수 없습니다. 학생 들이 왜 그런 선택 을 했는지에 대한 논리적 근거를 잘 설명할 수 있도록 지도해 주시고, 하 이브리드 자동차에 대한 긍정적 마인 드를 가질 수 있도 록 해 주시면 다음 수업에 많은 도움 을 줄 수 있습니 다.

Ⅷ

^{평가와 보상}

■ 평가

자신들이 선택한 자동차에 대한 합리적 기준을 만들고, 그 기준에 의한 선택과정을 프리젠테 이션으로 제작하여 발표하도록 한다. 발표하는 과정을 학생과 교사가 체크리스트 평가를 한다.

평가대상 평가 항목

평가 대상 ( ) 5

(매우좋음)

4

(좋음)

3

(보통)

2

(나쁨)

1

(매우나쁨)

발표 태도 영역

목소리의 크기는 적당하였는가?

말의 속도는 적당하였는가?

올바른 태도를 보여주었는가?

시선의 처리는 잘 되었는가?

프레젠테 이션의

구성

목적에 맞게 제작되었는가?

구성이 논리적인가?

발표 내용

분석 내용이 논리적인가?

선택의 기준이 논리적이며 설득력이 있는가?

개성 및 독창적인 기준을 제시했는가?

■ 보상

교사와 학생들의 평가 점수를 합산하여 상위 팀 또는 개인에게 상장 및 상품 또는 토큰을 제 공한다.

■ 하이브리드 자동차의 장점 하이브리드 자동차의 장점은 모터의 장점과 엔진의 장점만을 활용해서 적은 연료로 더 많은 일을 할 수 있다는 것입니다. 즉 엔진과 모터의 우수 한 점만을 잘 조합하여 종합적인 성능 향상을 실현한 것이지요.

엔진과 모터는 자동차를 달 리게 하는 데에 필요한 토크 (회전력) 발생 방법이 서로 다릅니다. 정지상태에서 출 발하고, 가속과 감속을 반복 하며, 일정한 속도로 주행하 기 위해서 엔진은 아이들링 (공회전) 600 ~ 700rpm에서 6000~7000rpm까지도 돕니다. 정지부터 시속 100km/h이상의 최고속까지 끊임없이 속도가 변하는데 맞추다 보면 엔진 에는 큰 부하가 걸리게 됩니다.

엔진은 rpm에 따라 토크가 다르게 나타납니다. 보통 엔진의 최대 토크는 2000 ~ 3000rpm에서 나타납니다. 특히 최대 토크를 필요로 할 때는 정지 상태에서 출발할 때입니다. 따라서 정지 상태에서 어느 정도의 속도까지 가속하게 되면 엔진은 제 능력을 발휘하고 있다고 보기 어렵습니다.

그러나 모터는 정지 상태에서 움직이자 마자 상당히 큰 토크를 발생시킬 수 있 습니다. 즉 돌기 시작하는 때가 최대 토 크를 발생하는 때이므로, 출발할 때에는 주로 모터를 사용하고 어느 정도 이상의 속도에 도달하면 엔진이 구동을 담당하 는 것이 훨씬 효과적입니다. 이러한 사실 은 연비 절감에 매우 중요합니다. 시내에

서 운전할 경우 가솔린 엔진은 속도가 나지 않으면 실주행 연비가 매우 좋지 않게 됩니다. 즉 교통 체증 시의 연비는 그야말로 최악이라고 말할 수 있지요. 따라서 연비효율이 떨어지는 회전수가 낮은 상태에서는 엔진보

[출처]

BOSCH

교사용 참고자료

공해물질이 더 많이 포함되기 때문입니다. 특히 정지 상태에서 출발할 때 나 시동을 걸 때는 일산화탄소나 유해 탄화수소가 급격하게 증가합니다.

가솔린 엔진의 경우 아이들링 상태일 때 배기가스를 얼마나 정화시킬 수 있는가가 배기성능을 크게 좌우한다고 할 수 있습니다.

모터와 엔진을 모두 동력으로 사용하면 엔진의 비효율적인 부분을 모터 가 보완하고, 모터의 낮은 출력을 엔진이 보완하여 엔진의 저회전부 터 고회전에 이르는 모든 영역을 효율적으로 운영할 수 있습니다. 이 러한 관점에서 볼 때 앞으로 하이 브리드 자동차가 더욱 더 주목을 받을 것이 확실시 됩니다.

■ 하이브리드 자동차의 단점

하이브리드 자동차에도 장 점만 있는 것은 아닙니다.

많은 장점에도 불구하고 하 이브리드 자동차의 보급이 더딘 이유는 바로 이 때문 입니다. 이 점은 하이브리 드 자동차가 대중적 인기를 얻고자 한다면 반드시 해결 해야만 부분이죠. 하이브리 드 자동차의 가장 큰 단점은 동급 일반 차량보다 제작비가 많이 비싸다는 것입니다. 그리고 두 번째 이유는 시스템이 복잡해져 그에 필요한 부품이 많이 사용되고, 따라서 장비가 차지하는 공간이 늘었다는 것입니다.

모터를 돌리기 위해서는 전기가 필수입니다. 그래서 배터리를 차량에 탑 재해야 하는데, 아직 만족할 만한 성능의 값싸고 질 좋은 배터리가 개발되 지 못한 것이 사실입니다.

■ 첨단 기술의 집약체, 하이브리드 자동차

하이브리드 자동차는 일본에서 가장 먼저 시판 되었습니다. 그만큼 일본의 자동차 기술이 뛰어 나다는 의미지요. 하이브리드 자동차 기술은 전 기자동차의 개발이 발단이 되었습니다. 즉 최종 적으로는 전기자동차로 넘어가기 위한 과도기적 산물이라고 할 수도 있을 것입니다.

하이브리드 자동차는 엔진이나 모터의 동력에 만 의존하는 것이 아니라 에너지를 다시 회수하 는 등 기존의 자동차에서는 시도되지 않았던 기술이 동원되었습니다. 감속 시에는 모터가 발전기 역할을 하여 전기에너지를 배터리로 회수합니다. 일 반 자동차는 브레이크를 밟으면 운동에너지가 열에너지로 전환되어 대기 중으로 방출되게 되는데, 전기자동차나 하이브리드 자동차는 이런 에너지 를 회수합니다. 그런 까닭에 이러한 시스템을 회생 브레이크라고도 부릅니 다. 이러한 시스템은 하이브리드 자동차의 연비향상율의 20% 이상을 담당 할 정도로 매우 효과가 큰 것으로 알려져 있습니다.

마지막으로 소개할 첨단 기술은 아이들링 스톱입니다. 하이브리드 자동차 는 자동으로 엔진을 멈추었다가 필요할 때 자동으로 시동이 걸립니다. 이 러한 시스템은 연비 향상에 크게 기여하고 있습니다.

■ 하이브리드 자동차와 미래 자동차

최근 차세대 자동차의 모델로 연료전지차가 거론되고 있습니다. 연료전지 란 수소연료전지를 말하는 것으로, 이 전지는 수소와 산소를 결합시켜 분 해하는 과정에서 발생하는 전기로 모터를 구동합니다. 즉, 연료 전지차란 수소연료 전지를 장착한 전기 자동차라고 할 수 있지요. 전기 자동차가 처 음 개발 될 당시에는 전기 자동차의 보급이 매우 빠르게 진행될 것으로 예상했습니다. 그러나 배터리 성능의 한계가 드러나며 전기자동차의 대안 으로 하이브리드 자동차가 떠오르게 되었습니다. 하지만 하이브리드 자동 차도 배터리의 성능에 많이 영향을 받으므로 향후 배터리의 개발이 어떻 게 이루어지느냐에 따라 하이브리드 자동차 및 전기 자동차의 미래가 결 정된다고 할 수 있습니다.

[출처]

MFI (Motor Fan Illustrated)

■ 어려운 자동차 관련 용어들 1) 엔진 형식

-VVT(Variable Valve Timing, 가변 밸브 타이밍, 가솔린엔진)

보통의 엔진과 달리, 엔진의 회전수에 따라 움직임에 변화를 줍니다. 즉 엔진이 저속으로 움직일 때와 고속으로 움직일 때 각각 다르게 반응하므 로 연비와 출력을 동시에 증가시킬 수 있습니다. 환경에 대한 규제가 강화 되면서 이 엔진을 채택하는 차량이 늘어나고 있습니다. 단, 성능을 높이기 위한 기구의 복잡성으로 인해 고속 주행 시 고회전이 어렵고 고장발생 우 려가 높다는 것이 단점이라고 할 수 있습니다.

-GDI(Gasoline Direct Injection 가솔린 직통분사, 가솔린엔진)

연료탱크에서 압축된 연료를 엔진에서 한 번 더 압축시켜서 분사 공급하 는 방식입니다. 연료의 99.99% 연소가 가능하기 때문에 연료 소비율과 배 기가스 발생량이 감소합니다. 연비와 환경 면에서 매우 좋은 엔진이라고 할 수 있습니다. 하지만 연소실의 직접분사로 인해 진동과 소음이 발생한 다는 단점이 있습니다. 부품 또한 상당히 고가입니다.

-CRDI(Common Rail Direct Injection 커먼레일 엔진, 디젤엔진)

정밀 전자제어가 가능한 압축장치와 응답성이 뛰어난 연료분사장치를 이 용해 운전상태에 맞게 연료를 분사하는 엔진입니다. 일반 디젤엔진보다 힘 이 좋고 진동이 덜하나 고장이 잦고 부품이 비쌉니다.

-VGT(Variable Geometry Turbocharger 가변용량 제어 터보차저, 디젤엔진) 터보차저는 배기가스를 이용해 흡입 공기량을 추가적으로 공급하는 장치 로, 엔진 출력을 자연 흡기대비 10% 향상시켜 줍니다. VGT엔진은 CRDI기 계식 터보차저를 보완하여 나온 것으로 전자식 가변용량 터보차저를 적용 함으로써 저속 및 고속 전 구간에서 최적의 동력성능을 발휘합니다.