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가속페달
가속페달(accelerator pedal)은 자동차에서 가속기를 작동하기 위한 페달이다. 가속페달은 운전석 맨 오른쪽 아래에 있다. 액셀이라고도 한다. 한국에선 악셀이라는 표현을 자주 쓰는데 이는 일본인들이 액셀러레이터(accelerator)를 자의적으로 줄인 '아쿠세루'(アクセル)를 그대로 받아들인 것이다. 참고로 액셀러레이터(accelerator)는 영국식 표현이고, 미국에서는 '가스페달'(gas pedal)이라고 부른다. 액체 기름 연료로 자동차 바퀴의 회전수를 증가시키는데 왜 기체를 뜻하는 '가스'(gas)를 붙이냐고 반문하는 사람도 존재하나, 여기서 말하는 가스는 기체라는 뜻이 아니라 휘발유를 뜻하는 가솔린(gasoline)의 준말이다.[1]
목차
개요
가속페달은 사실 엔진에 유입될 공기의 양을 결정하는 '공기 페달'이다. 가속페달을 밟으면 가속기 케이블과 연결된 쓰로틀 밸브가 엔진에 유입될 공기의 양을 결정한다. 이때 전자제어 장치(ECU)가 결정된 공기의 양에 따라 적절한 비율로 기화된 연료를 섞어준다. 연료와 섞인 공기를 혼합기라고 하는데 이 혼합기는 부압에 의해 폭발 이후 진공상태가 된 실린더 안으로 빨려 들어간다. 여기서 흡입되는 혼합기의 양이 곧 폭발의 힘이므로 결국 가속페달을 얼마나 강하게 밟는지 여부가 자동차의 가속을 결정하게 된다.[2]
가속페달 원리
접근 방식
- 가장 일반적인 방법은 가속기가 링키지를 통해 쓰로틀 바디 또는 기화기 버터 플라이 밸브에 연결되는 것이다. 사람이 이런 종류의 가속기를 누르면 밸브가 열리고 더 많은 공기를 엔진으로 가져간다. 반면에 페달을 떼면 밸브가 닫히고 엔진에 더 적은 공기가 지원된다.
- 가속기는 링 키지를 통해 스로틀 바디가 아닌 인젝터 펌프에 연결된다. 밀어 넣으면 차가 더 많은 연료를 얻는다. 그것을 풀어 주면 차는 연료가 거의 없어진다. 스로틀이 없기 때문에 엔진은 원하는 만큼 많은 공기를 흡수할 수 있다.
- 안전 기능에 초점을 맞춘 가속기의 새로운 접근 방식이다. 일반적으로 가속기는 3개의 위치 센서에 연결된다. 모든 센서가 서로 일치하면 운전자는 차의 속도를 높일 수 있다.
작동 방식
차종에 따라 가속기를 누르면 차의 속도가 빨라진다. 대부분의 가속기는 스로틀, 밸브 또는 인젝터 펌프에 연결되어 엔진에 더 많은 연료 또는 공기를 공급한다. 유사점은 페달을 밟을수록 자동차에 더 많은 연료 또는 공기가 공급된다는 것이다. 그러나 일부 추가 안전 기능을 갖기 위해 추가로 복잡한 센서를 사용하는 일부 자동차의 가속기가 있다. 이것이 바로 자동차에서 가속기가 작동하는 방식에 관한 것이다. 예전처럼 가속되지 않는 자동차의 증상은 많은 주행 거리가 높은 차량에서 발생할 수 있다. 운전자는 일상적인 운전에서 이러한 알림을 알아차리지 못할 수 있지만 가파른 언덕을 오르거나 빠르게 움직이는 차량으로 빠르게 가속하려고 할 때 분명하게 나타난다. 이러한 상황에서 운전자는 명백한 느린 가속과 차량의 엔진을 따라잡기 위해 고군분투하고 있다는 사실을 알게 될 것이다. 이는 주행 거리가 높은 차량에서 흔히 발생하는 문제이지만 주요 엔진 문제에 대해 심각하거나 즉각적인 우려는 없다.[3]
고장 원인
- 대량 공기 유량 센서가 막히거나 작동하지 않는 것이다. 질량 공기 유량 센서(또는 m)가 위치하며, 흡입 공기 청정기에 부착된다. 공기 흐름 센서의 기능은 공기 흡입구로 흐르는 공기 질량을 측정하는 것이므로 막히거나 불량 공기 흐름 센서는 공기 연료 혼합물을 계산하기 위해 엔진 ECU에 잘못된 데이터를 보낼 수 있다. 공기 유량계 오작동의 가장 큰 증상은 올바르게 가속되지 않는 자동차다.
- 산소 센서 오작동의 산소 센서는 그 기능이 그 차량의 엔진을 통과하는 공기-연료 비율을 분석할 수 있도록, 차량의 배기가스를 감시하는 장치이다. 간단히 말해서, 자동차는 연소 실린더에서 연료가 적절하게 연소하여 원활하게 작동하고 필요에 따라 가속할 수 있도록 적절한 양의 연료가 필요하다. 이 센서는 사용 중인 연료의 양에 대한 정보를 엔진의 컴퓨터 장치에 전송하고 이 센서가 손상되면 해당 차량의 엔진은 사용할 공기-연료 혼합물의 비율을 알지 못한다. 연료가 풍부한 혼합물로 인해 가속 페달을 완전히 밟아도 차량의 느린 가속이 발생하여 필요할 때 정상적인 작동을 기대할 수 없게 된다.
- 더럽거나 막힌 연료 필터는 필요할 때 예상대로 가속되지 않는 또 다른 이유다. 더러운 연료 필터를 사용하면 엔진에 충분한 연료가 공급되지 않아 차량이 가속 성능을 제공하지 못한다. 가능한 한 빨리 연료 필터를 교체해야 한다.
- 스로틀 위치 센서(TPS)의 기본 원리는 가속 페달로 제어되는 스로틀 밸브 개방 각도를 감지하는 것이다. 그런 다음 스로틀 위치 센서는 이 데이터를 ECU로 보낸다. 스로틀 위치 센서가 오작동하면 가속 페달로 엔진 속도를 제어할 수 없으며 페달을 밟거나 밟지 않으면 엔진 속도가 증가하거나 감소한다.
- 연료필터가 엔진에 깨끗한 연료를 제공하는 것처럼 공기 필터는 연소실로 보내져 연소할 공기-연료 혼합물에 사용되는 깨끗한 공기를 차량 엔진에 제공한다. 공기 필터가 막히면 엔진이 올바른 공기-연료 혼합물을 얻지 못해 가속이 느려진다. 가능한 한 빨리 공기 필터를 교체해야 한다.
- 타이밍 벨트이다. 이 구성 요소는 말 그대로이다. 타이밍 벨트는 엔진의 구성 요소 목록 키의 VIP 같은 것이다. 이 벨트가 1개의 톱니로도 떨어져 있으면 꽤 눈에 띄는 가속 문제가 발생할 수 있다.[3]
가속페달의 종류
서스펜디드 페달
주변에서 가장 많이 접할 수 있는 방식인 서스펜디드(Suspended) 타입, 혹은 행잉(Hanging) 타입으로 불리는 가속 페달이다. 가장 흔한 방식이기에 보통‘일반 페달’이라 통칭하기도 한다. 서스펜디드 타입 페달은 페달 상단 부분이 고정되어 있고, 페달의 하단은 비어져 상단 고정축을 따라 움직이는 방식이다. 비유하자면, 그네가 움직이는 것처럼 고정축을 따라 앞뒤로 움직이는 것이다. 서스펜디드 타입의 장점은 구조가 단순하다. 특히 엔진으로 가속 신호를 보내는 쓰로틀 케이블이 가속 페달과 직접 연결돼있던 과거 차량들의 경우, 서스펜디드 타입은 간단한 구조 덕분에 널리 사용됐다. 현재는 대부분의 차량이 전자식 쓰로틀 제어 방식을 사용하지만, 구조가 단순하고 수리가 쉬우며, 무엇보다 많은 사람에게 익숙한 방식이라는 점 때문에 여전히 많이 사용되고 있다. 또한, 가속과 감속을 위한 페달 조작을 위해 두 페달을 오가기에 편리하다는 장점도 있다. 운동 방향이 브레이크 페달과 동일하기 때문에 빠르고 편리하게 두 페달 사이를 오갈 수 있어 시내 주행이 많은 사람에게 좀 더 편리한 방식이다. 하지만, 서스펜디드 타입 페달의 경우, 페달 아래에 이물질이 낄 수가 있고, 이 경우 조작이 불가능해질 가능성이 있어 큰 사고가 날 수 있다. 브레이크 페달도 마찬가지이므로 차량 실내는 안전을 위해 항상 음료수 캔 등의 이물질이 없도록 관리하는 것이 중요하다. 서스펜디드 타입 페달은 우리나라에서 가장 많이 쓰이는 방식으로, 현재 시판 중인 현대자동차 중에는 엑센트, 아반떼, i30, 벨로스터, 아이오닉, 코나에 적용되어 있다.
오르간 페달
오르간 타입 페달은 아직은 국내 소비자들에게 아직 생소한 방식의 페달이다. 하지만 최근의 현대자동차에서도 이 방식을 적용한 페달을 찾아볼 수 있어 점점 익숙해지고 있기도 하죠. 앞서 살펴본 행잉 타입과는 또 다른 매력을 지니고 있다. 이름에서 알 수 있듯, 오르간 발판처럼 작동하는 오르간 타입 페달은 페달 하단부가 바닥에 고정되어 있고, 상단이 앞뒤로 움직이는 방식으로 작동한다. 오르간 타입 페달은 발뒤꿈치를 바닥에 대고 발목의 각도 조절만으로도 가속을 조절할 수 있기 때문에 운전자의 피로가 덜하다는 장점이 있으며 덕분에 장거리 운전 시 그 장점이 더욱 극대화된다. 이 외에도 좀 더 정교한 조작이 가능하다는 장점도 있다. 오르간 타입 페달은 현대자동차 쏘나타 뉴라이즈, 그랜져, 투싼, 싼타페, 넥쏘 등의 차종에 적용되어 있다.
오르간 스타일 페달
서스펜디드 페달, 오르간 페달의 두 페달의 장점을 고루 담은 방식이 바로 오르간 스타일 페달이다. 오르간 스타일 페달은, 페달의 상부에서 힘을 받는 행잉 페달의 구조에 오르간 페달의 발판 형상과 작동 방향을 적용한 방식이다. 가속 신호를 전달하고 작동하는 기본 구조는 행잉 타입이지만 운전자의 발이 닿는 페달은 오르간 모양을 적용한 방식이다. 단순한 구조의 행잉 타입 페달과 조작이 편한 오르간 타입 페달의 장점을 접목한 오르간 스타일 페달은 현대자동차의 i40과 맥스크루즈에서 찾아볼 수 있다.[4]
각주
- ↑ 〈액셀러레이터〉 , 《나무위키》
- ↑ 현대모비스 공학교실, 〈속력내기 위한 '가속페달' 은 '공기페달'?〉 , 《매일경제》, 2012-05-07
- ↑ 3.0 3.1 조은꿈, 〈엑셀러레이터의 구성과 작동원리 및 주요고장원인〉 , 《티스토리》, 2021-03-09
- ↑ HYUNDAI, 〈가속 페달에도 종류가 있다! 다양한 가속페달의 세계〉 , 《HYUNDAI》, 2018-06-29
참고자료
- 〈액셀러레이터〉 , 《나무위키》
- 현대모비스 공학교실, 〈속력내기 위한 '가속페달' 은 '공기페달'?〉 , 《매일경제》, 2012-05-07
- 조은꿈, 〈엑셀러레이터의 구성과 작동원리 및 주요고장원인〉 , 《티스토리》, 2021-03-09
- HYUNDAI, 〈가속 페달에도 종류가 있다! 다양한 가속페달의 세계〉 , 《HYUNDAI》, 2018-06-29
같이 보기
