자동차 선진국인 일본이 미국, 유럽수준을 능가할 정도로 성장한 이유는 고도의 ELECTRONICS(전자화)를 도입한 결과라고 이야기해도 과언이 아니다.
현재는 자동차설계부터 생산공정까지가 자동화되어 있으며, 자동차 내부에도 엔진시동부터 트랜스밋션, 서스펜션, 브레이크등도 컴퓨터에 의해 집중적으로 자동제어가 가능하게 되었다.
약 10년 전까지만 해도 엔진의 보조 역할밖에 하지 못했던 전기장치가, 현재에는 주력장치가 되어 나머지 부품을 제어하고 있는 정도이다.
여기에서는 자동차 전기장치의 기본인 밧데리, 시동장치, 충전장치, 점화장치외에 등화류에 대해서도 간단히 살표보고자 한다.

 

밧데리

자동차의 엔진을 회전하기 위해 필요한 전기(플러그로 점화시키며, 연료분사장치와 컴퓨터를 작동하는데 필요함)는 부속되어 있는 발전기(알터네이터)에서 공급되는 구조로 되어 있다.
그러나 엔진시동을 위해 플라이휠을 돌려 스타트모타를 작동시키기 위한 전원장치로서는 다른 설계가 필요하다. 즉 그것이 밧데리로서 일반적인 전지와는 달리 승용차용은 12V(일부 디젤차는 24V)의 충전가능한 것이 되고 있다.

밧데리의 충전상태를 확인하는 방법으로는 용액의 비중을 측정하는 방법이 있는데
요즈음의 밧데리는 MF(MAINTENANCE FEE)밧데리가 주로 장착되는데 충전상태는 밧데리의 점검창을 통해서 확인할 수 있다.
점검창이 녹색이면 정상, 흑색이면 충전이 필요한 상태이고, 백색이면 완전 방전된 상태로 밧데리를 교환하여야 한다.

 

시동장치

시동장치는 운전자가 시동키를 돌려 엔진을 스타터모터로 강제로 회전시킴으로써 (크랭킹이라고 부르기도 함) 엔진이 스스로 회전할 수 있도록 작동시켜 주는 기구이다.

 

스타터모터의 구조와 작동

아래 그림에서 알수 있는 바와 같이 스타터모터는 모터부와 스위치부로 구성되며, 운전자가 시동키를 돌리면 크랭크샤프트에 부착되어 있는 플라이휠이 회전한다.
플라이휠의 주위에는 스타터모터의 피니언기어보다 수배나 많은 기어가 부착되어 있기 때문에 스타터모터의 회전은 감속되어 크랭크샤프트로 전달된다.
따라서 크랭크샤프트는 감속된 만큼 큰힘으로 회전되어 피스톤을 압축행정 상태로 작동시킴으로써 엔진시동이 가능하게 된다.
이와같이 감속에 의해 힘을 크게하는 방법은 자동차의 여러곳에 이용되고 있으므로 잘 기억해 두기 바란다.

스타터시 발생하는 문제

가장 많은 경우는 밧데리의 부조화이다.
시동키를 회전시켜도 스타터가 작동되지 않거나, 작동음이 들리지 않는 경우 등에는 헤드램프, 혼, 와이퍼등을 작동시켜 보기 바란다.
또한 스타터에는 큰 전류가 흐르므로, 특히 디젤차의 경우에는 엔진이 작동되지 않는다고 해서 장시간 계속해서 시동을 거는 것은 금물이다.
밧데리가 올라기지 않는만큼 경우에 따라서는 배선이 열때문에 녹아버릴 수 있기 때문이다.

 

충전장치

밧데리는 엔진을 시동할때와 정지중일 경우를 제외하고 전기장치에 전력을 공급해주고 있지만 밧데리의 축전량에는 한계가 았어 사용하면 당연히 밧데리의 전압이 떨어지게 된다.
그래서 엔진회전중에는 엔진동력의 일부를 사용하여 발전기를 돌려줌으로써 밧데리를 충전시켜 주행중에 필요한 전력을 공급해 주고 있다.
크랭크샤프트의 회전은 V벨트에 의해 알터네이터라고 불리는 교류발전기를 돌려준다. 여기서 발생된 전기는 레귤레이트(제어장치)로서 제한되어 각 전기장치와 밧데리에 공급된다.

알터네이터의 구조와 작동

아래그림은 알터네이터의 내부이지만 로타라고 불리는 부품이 엔진에 의해 회전된다. 이 로타에서는 전자석(코일)이 부착되어 있어 밧데리 또는 자체발생 전류에서 자화되기 때문에 로타와 동시에 회전된다.
로타가 회전하면, 주위에 있는 또 하나의 코일에 교류전압이 발생한다.
교류는 아는바와 같이 + 극과 - 극이 교대로 발생하는 것으로 이상태로는 자동차의 전기장치와 밧데리에는 사용할 수 없다.
그래서 다이오드라고 불리는 부품을 사용하여 교류를 직류로 교환(정류)하여 사용하고 있다.

알터네이터에 발생하는 문제

V벨트의 절단이 흔히 발생하는 문제이다.
여행중일때 V벨트가 끊어지면 발전이 불가능하게 되어 냉각장치의 워터펌프까지 작동되지 않는 경우도 있는데 이것은 중대한 문제이다.
매일 벨트의 상태를 눈으로 확인하여 벨트의 장력이 적절하게 유지되는지 확인하는 일이 무엇보다도 필요하다.

 

엔진이 작동하고 있어도 밧데리는 방전되는가?

알터네이터는 엔진이 회전하면 확실히 발전작용을 한다.
여기서 알터네이터가 원래의 성능을 발휘하기 위해서는 엔진이 1500RPM(1분당 1500회전) 수준이 되지 않으면 안된다.
막상 밧데리에 의한 최악의 상태를 생각해보자.
장마시 밤에 습지에 들어가는 경우에는 에어콘, 헤드라이트, 와이퍼, 카오디오등등 전장부품을 전부 가동함에 따라 엔진은 상당히 고회전하는 상황이 발생할 수 있다.
이러한 경우 알터네이타의 발전량만으로 전장부품을 작용시켜 주지 못하므로 밧데리는 방전된다.
따라서 이와같은 상태가 오래 지속되면 당연히 밧데리는 전압이 떨어지므로 습기찬 도로에서는 헤드라이트를 소등하고, 에어콘을 꺼서 밧데리르 보호하는 것이 필요하다.