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자동차

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1. 개요

자동차는 18세기 증기 자동차의 등장으로 시작되어 19세기 내연기관 발명으로 발전한 운송 수단이다. 현재 자동차는 크기, 용도, 외형, 연료 등에 따라 다양하게 분류되며, 역사적으로 차체 구조, 엔진, 동력 전달 장치, 조향 장치, 현가 장치, 제동 장치 등의 발전을 거듭해왔다. 자동차는 편리함을 제공하지만, 교통 체증, 대기 오염, 소음 공해, 교통사고 등 사회 문제를 야기하며, 안전과 환경 문제 해결을 위해 자율 주행, 친환경 기술 개발이 진행되고 있다.

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자동차
자동차 정보
1966년부터 생산된 도요타 코롤라는 역대 가장 많이 팔린 자동차 시리즈이다.
분류차량
산업다양함
용도수송
연료 출처휘발유
디젤
천연가스
수소
바이오디젤
배터리
연료 전지
태양 전지
위의 하이브리드
동력 여부있음
자가 추진 여부있음
바퀴 수3–6개, 가장 흔하게 4개
차축 수2개, 덜 흔하게 3개
발명일1886년
발명가카를 벤츠
자동차 역사
최초의 자동차칼 벤츠가 1886년에 발명한 페이턴트 모터바겐이 최초의 자동차로 여겨짐
대량 생산헨리 포드가 1908년 포드 모델 T를 대량 생산하여 자동차 가격을 낮춤
자동차 산업 성장20세기 초반부터 자동차 산업이 급속하게 성장
현대 자동차 기술 발전배터리 전기 자동차 기술 발전으로 친환경 자동차 개발
미래의 자동차자율 주행 자동차 및 더욱 다양한 친환경 자동차 기술 개발 중
자동차 산업
자동차 산업 규모세계적으로 거대한 산업
자동차 생산량매년 수천만 대의 자동차가 생산됨
주요 자동차 생산 국가중국
미국
일본
독일
한국
자동차 산업의 고용 효과많은 일자리를 창출하는 주요 산업
자동차 산업의 변화전기 자동차 및 자율 주행 자동차 기술 발전으로 급격한 변화 겪는 중
자동차의 종류
차체 형태세단
해치백
SUV
쿠페
컨버터블

픽업트럭
동력 방식내연기관 자동차
전기 자동차
하이브리드 자동차
수소 자동차
기타 분류스포츠카
럭셔리카
미니카
자동차의 영향
긍정적 영향개인 이동성 증가
물류 효율성 향상
경제 발전 기여
관광 및 여가 활동 지원
부정적 영향교통 체증 유발
대기 오염 및 환경 문제 악화
교통 사고 발생
주차 공간 부족 문제
화석 연료 의존 심화
미래의 자동차
전기 자동차탄소 배출 감소 및 환경 보호 노력 증가로 중요성 증대
자율 주행 자동차운전 안전 개선 및 편의성 향상 기대
커넥티드 카정보 통신 기술과 자동차 융합
공유 자동차개인 소유 자동차 감소 추세
친환경 소재 및 재활용지속 가능한 발전 노력 증가
자동차 관련 용어
자동차 모델특정 자동차 제조사가 생산하는 자동차의 종류
자동차 제조사자동차를 생산하는 회사
배기량엔진의 실린더 내부 총 부피
마력엔진의 출력 단위
토크엔진의 회전력
연비연료 1단위당 주행 거리
안전 장치에어백, ABS, ESP 등 사고 발생 시 탑승자를 보호하는 장치
자동차 부품엔진
변속기
타이어
브레이크
스티어링 휠
서스펜션
관련 법규
자동차 안전 기준국가별로 자동차 안전 기준 제정
배기가스 규제자동차 배출 가스에 대한 규제 강화
자동차 보험교통 사고 발생 시 피해 보상을 위한 보험 가입 의무화
운전면허자동차 운전을 위한 면허 취득 필요
자동차 등록자동차 소유 권리 및 책임 증명을 위한 등록 제도 시행
기타
자동차 가격신차 및 중고차 시장 존재, 가격은 모델 및 옵션에 따라 다름
자동차 유지비연료비, 보험료, 수리비, 세금 등 포함
자동차 커뮤니티자동차 동호회 및 온라인 커뮤니티 활성화
자동차 문화자동차 관련 축제 및 행사 개최
자동차 예술자동차 디자인 및 개조

2. 역사

자동차는 18세기에 증기기관을 이용한 증기자동차로 등장했다. 1672년경 중국의 예수회 소속 페르디난드 베르비스트가 강희제를 위해 65cm 길이의 증기 자동차 모형 장난감을 설계했다.[33][34][35] 니콜라 조제프 쿠뇨는 1769년경 최초의 자체 추진 기계식 차량을 제작한 것으로 알려져 있으며, 프랑스 육군을 위해 두 대의 증기 트랙터를 제작했는데, 그중 한 대는 프랑스 국립 장식미술관에 보존되어 있다.[36] 1801년, 리처드 트레비식은 퍼핑 데빌 도로 기관차를 제작하여 시연했지만, 장시간 충분한 증기압을 유지할 수 없었고 실용적이지 못했다.

1678년 베르비스트의 증기 기관 (페르디난드 베르비스트)


1771년 쿠뇨의 증기 삼륜차. 파리의 장식미술관에 보존되어 있음


19세기 초에는 증기 자동차, 증기 버스 등 다양한 증기 자동차가 사용되었으나, 영국에서는 1865년 기관차법이 제정되기도 했다.

1807년, 니세포르 니에프스와 그의 형제 클로드는 피레올로포르라는 내연 기관을 만들었지만, 사오네 강에 있는 보트에 설치했다.[37] 같은 해, 스위스 발명가 프랑수아 이삭 드 리바즈는 드 리바즈 내연 기관을 설계하고, 이를 사용해 차량을 개발했다. 새뮤얼 브라운, 새뮤얼 모리, 에티엔느 레누아 등도 내연 기관 차량을 만들었지만 성공적이지 못했다.[38][39]

1881년 11월, 프랑스 발명가 귀스타브 트루베는 국제 전기 박람회에서 전기로 작동하는 삼륜차를 시연했다.[40] 1886년은 독일의 칼 벤츠가 벤츠 파텐트 모토르바겐에 대한 특허를 받은 해로, 현대 자동차의 탄생 연도로 여겨진다.[39][41][42]

벤츠 아우토, 1886


현대 자동차의 발명가 칼 벤츠


1885년에 제작되어 개념에 대한 특허를 받은 최초의 현대 자동차인 벤츠 파텐트 모토르바겐


최초의 장거리 운전자 베르타 벤츠


최초의 4륜 전기 자동차인 플로켄 일렉트로바겐


1879년, 벤츠는 1878년에 설계된 그의 최초 엔진에 대한 특허를 받았다. 그의 첫 번째 ''모토르바겐''은 1885년 독일 만하임에서 제작되었다. 1888년 8월, 베르타 벤츠는 남편의 발명품의 도로 적합성을 증명하기 위해 최초의 로드 트립을 감행했다.[43]

1890년, 프랑스의 에밀 르바소와 아르망 푸조는 다임러 엔진을 장착한 차량을 생산하기 시작하여 프랑스 자동차 산업의 기반을 마련했다. 1891년, 오귀스트 도리오와 그의 푸조 동료 루이 리구로는 자신들이 설계하고 제작한 다임러 엔진을 장착한 푸조 타입 3이 발랑티니에서 파리와 브레스트까지 왕복 2100km를 완주했다.

휘발유 내연 기관을 사용한 미국 자동차의 최초 설계는 1877년 조지 볼드윈 셀든이 만들었다. 1893년, 최초의 휘발유 구동 미국 자동차가 듀리어 형제에 의해 제작되어 도로 테스트를 거쳤다.[44][45]

영국에서는 1894년에 산틀러가 영국 최초의 휘발유 자동차를 제작한 것으로 인정받고 있으며,[49] 그 뒤를 이어 1895년 프레드릭 윌리엄 랜체스터가 제작했지만, 이들은 모두 일회성이었다.[49]

1892년, 독일 엔지니어 루돌프 디젤은 "새로운 합리적인 연소 엔진"에 대한 특허를 받았다. 1897년, 그는 최초의 디젤 엔진을 제작했다.[39]

2. 1. 베테랑기(1886년 ~ 1899년)

교통의 발전과 산업혁명 이후 마차를 자동차로 바꾸려는 연구가 진행되었다. 1885년 최초로 내연 기관 자동차가 등장한 이래 1900년 초까지 자동차는 가내수공업으로 만들어졌다. 초기 자동차는 '엔진 실은 마차'로 여겨졌으며, 지붕과 문을 갖춘 근대적 형태였다. 그러나 전진만 가능하여 운전수와 조수가 필요했다. 1911년 레이 하룬이 후사경을 발명하여 주차 및 후진 문제를 해결했다.[318]

1870년, 지크프리트 마르쿠스가 최초의 가솔린 자동차인 "제1 마르쿠스카"를 발명했다. 1876년, 니콜라우스 오토가 오토 사이클을 발명하자, 고틀리프 다임러가 이를 개량하여 가솔린 엔진을 만들고 1885년에 특허를 출원했다. 같은 해, 카를 벤츠는 엔진을 개량하고 차체부터 설계한 3륜 자동차를 만들어[140] 자동차 판매점을 통해 수백 대를 판매했다. 다임러도 자동차 회사를 설립했다. 현재 가솔린 자동차의 발명자는 다임러와 벤츠 둘 다로 여겨진다.

1896년, 벤츠는 ''복서모터''라고 불리는 최초의 내연 기관 수평 대향 엔진을 설계하고 특허를 받았다. 1899년, 벤츠는 572대를 생산하여 세계 최대 자동차 회사가 되었으며, 벤츠 & 치는 주식회사가 되었다.

2. 2. 브래스기(1900년 ~ 1918년)

파나르 르바소는 시스템 파나르(Systeme Panhard프랑스어)를 광범위하게 라이센스해 주었고, 비로소 표준화된 자동차가 제작되었다.[52] 이 구조는 엔진을 자동차 앞부분에 위치시키고, 후륜구동 굴림 방식, 내연기관, 그리고 활동 기어를 탑재한 것이 특징이다. 전통적인 4륜 대형 마차 형태의 탈 것은 빠르게 사라져 갔고, 소형 무개 마차 역시 인기가 시들해졌다.

이 시기 동안, 수백 개의 작은 자동차 제작 회사가 등장해 경쟁하면서 자동차 기술 개발 역시 빠르게 진행되었다. 중요한 기술로는 1930년 로버트 보쉬가 고안한 전기 점화, 1910년1911년 사이에 찰스 커터링이 개발한 전기 자동 시동기가 있다. 그 외에도 독립현가식 장치, 4륜 브레이크 등도 이 시기에 개발되었다. 판상 스프링현가장치에 광범위하게 사용되었고, 프레임 재질은 나무에서 L형강으로 바뀌었다. 또 변속기와 연료 흡입 조절판을 적용해 다양한 속도로 주행할 수 있게 되었다.

헨리 포드는 1913년 포드 자동차 생산 공정에 컨베이어 벨트를 도입했다. 포드는 자동차 할부 금융 시스템을 도입하면서 자동차의 대중화, 즉 '마이카 시대’를 열었다.[52]

브래스기에 생산된 자동차들의 예를 보면 다음과 같다.

자동차설명
1908년 ~ 1927년 포드 모델 T브래스기와 빈티지기에 가장 많이 생산된 자동차. 유성 톱니바퀴식 변속기와 페달로 동작하는 제어 시스템이 장착되어 있다.
1910년 ~ 1920년 부가티 타입 13진보적인 기술과 디자인을 가진 자동차 경주용 모델. 이후로 유사 모델인 타입 15, 17, 22, 23이 제작되었다.


2. 3. 빈티지기(1919년 ~ 1929년)

엔진이 자동차 앞부분에 있고, 지붕을 가지고 있었으며 표준화된 제어 시스템으로 제작된 자동차들이 이 시기에 등장했다. 내연기관 엔진의 개발도 빠른 속도로 진행되어 고급 차종에서는 다중 밸브와 오버헤드 캠 엔진이 채택되었다. 심지어 최고급 차종에는 V8, V12, V16 엔진들이 장착되기도 했다.

이 시기에 포드자동차와 경쟁사인 제너럴모터스는 제품의 다양화로 맞섰다. 모델의 차별화와 개성 창출을 추구한 것이다. 소비자의 부의 정도 또 그에 따른 취향과 기능의 정도에 따라 다양한 제품라인을 구성했다. 규모의 경제를 위해 수 많은 수공업 자동차 업체를 흡수한 것이 기반이 됐다. 1920년대 당시 최고가의 제품은 바로 캐딜락이었다. 가장 싼 쉐보레보다 6배나 가격 차이가 났다. 캐딜락이 명실상부한 최초의 ‘럭셔리 플래그십 세단’이 되었다.

빈티지기에 제작된 대표적인 자동차는 다음과 같다.

  • 1922년 ~ 1939년 오스틴 7오스틴 7은 전 세계 수많은 자동차 제조 회사들이 이 차의 틀을 라이선스 받아 여러 모델들을 제작했을 정도로 유명한 오스틴 자동차 회사의 자동차이다.
  • 1924년 ~ 1929년 부가티 타입 35 - 타입 35는 전시대를 통틀어 가장 성공적인 경주용 자동차이다. 이 자동차는 5년 동안 여러 자동차 경주 대회에서 무려 1,000번 이상의 우승을 차지했다.
  • 1927년 ~ 1931년 포드 모델 A - 포드 모델 T의 성공 후 포드 자동차 회사는 포드 모델 A를 발표함으로써 과거의 영광을 이어갈 수 있었다. 포드 모델 A는 4백만 대가 생산되면서 빈티지기 동안 가장 성공적인 모델이 되었다.
  • 1930년 캐딜락 V-16 - 빈티지기에 만들어진 최고급 모델로 V16 엔진이 장착되었다. 이 모델은 부가티 르와이얄(Bugatti Royale)과 함께 전설적인 최고급 모델이 되었다.

2. 4. 전쟁 이전기(1930년 ~ 1946년)

1930년대까지 자동차에 사용되는 대부분의 기술이 발명되었다. 물론 최근까지도 계속 개선이 이루어지고 있다. 예를 들어, 전륜구동 방식은 이전에 고안되었지만 앙드레 시트로엥(André-Gustave Citroën프랑스어)이 1934년 새롭게 고안해 시트로엥 트락숑 아방에 적용하기도 했다.[29]

시트로엥 트락숑 아방


전쟁 이전기에는 대공황으로 인해 자동차 제조 회사의 수가 점차 감소추세에 있었고, 인수합병이 이루어지면서 자동차 산업이 성숙기에 접어드는 시기였다.

이 시기에 제작된 자동차들의 예는 다음과 같다.

연도자동차설명
1934년 ~ 1940년부가티 타입 57첨단 기술과 세련된 디자인이 접목된 자동차이다.
1934년 ~ 1956년시트로엥 트락숑 아방(Citroën Traction Avant프랑스어)일체구조식 차체 기술과 전륜구동 방식으로 대량 생산된 최초의 자동차이다. 자동차 기술 역사에 있어 걸작으로 대표되는 자동차이다.
1936년 ~ 1955년MG T 시리즈스포츠 자동차로 유럽 자동차 경주 대회에 자주 출전했던 자동차이다. 전쟁 중에는 미군이 군용으로 이용하기도 했다.
1938년 ~ 2003년폴크스바겐 비틀자동차 역사상 가장 유명한 자동차 중 하나로 알려져 있다. 전쟁 이전기의 디자인을 가지고 있지만, 현대까지 계속 사용되고 있다.


2. 5. 전쟁 이후기(1946년 ~ 1974년)

1946년 제2차 세계 대전이 끝나자 새로운 자동차 디자인이 출현했다. 엔진의 힘과 주행 속도가 크게 증가하고, 자동차 외형도 점점 우아하게 바뀌어 갔다. 이 시기에는 소형자동차가 크게 유행했다. 알렉 이시고니스가 개발한 미니와 피아트 500유럽을 휩쓸었고, 일본에서는 경자동차가 보급되었다. 미국에서는 제너럴 모터스, 올즈모빌 그리고 캐딜락이 고압축 V8 엔진을 장착한 모델들을 선보였다.[29] 영국에서는 1951년 맥퍼슨 스트럿을 장착한 포드 칸설(Ford Consul), 1948년 모리스 마이너(Morris Minor) 그리고 1949년 로버 P4(Rover P4)가 발표되었다. 이탈리아엔초 페라리250 시리즈를 제작하기 시작했고, 란차 역시 V6 엔진을 장착한 란차 오렐리아(Lancia Aurelia)를 발표했다.

1957년식 미니 쿠퍼


1955년식 모리스 마이너


1960년대 들어서는 자동차 시장에 변화가 생긴다. 유럽의 자동차 회사들이 여전히 고급 기술을 채택한 자동차를 생산하였고 일본이 6.25전쟁 특수 이후 경쟁력 있는 자동차 생산국으로 세계 무대에 나서게 되면서, 디트로이트는 외국의 경쟁업체들을 경계하기 시작했다. 제너럴 모터스, 크라이슬러, 그리고 포드 자동차 회사의 미국 자동차 회사들은 서둘러 소형 자동차를 만들었지만, 시장에서 거의 성공하지 못했다. 1960년대미국에서는 포니카와 머슬카의 등장으로 자동차 성능이 큰 이슈가 되고 있었다. 1964년 머슬카포드 머스탱이 시장에서 큰 인기를 끌면서, 1960년대 초반에 가장 유명한 자동차 중 하나가 되었다. 1967년에는 쉐보레카마로를 내놓아 머스탱과 경쟁하기도 했고 1968년에는 카마로 Z28을 출시했다. 1969년에는 포드 자동차 회사가 정상궤도에 올라서면서 머스탱 보스 302와 머스탱 보스 429를 발표했다.

그러나 승승장구하던 미국 자동차 업계는 1973년 석유 파동이 일어나면서 크게 약화되기 시작했다. 자동차 배기가스 배출 규제, 일본유럽으로부터의 자동차 수입 증가, 뒤처진 기술개발 등등이 그 원인이었다. 1970년대를 거치는 동안 유럽일본에서 수입된 BMW, 닛산, 토요타의 소형 자동차들은 미국이탈리아에서 생산된 큰 배기량의 자동차들보다도 더 좋은 성능을 발휘하면서, 미국 자동차 시장을 잠식해 나갔다.

일본미국 시장을 기반으로 1970년 530만대 생산기록을 세우고, 1974년에는 268만대 수출로 세계 최대 수출국으로 부상하면서 미국, 유럽과 함께 세계 자동차 시장을 지배하는 3극화 체제를 형성하게 된다.

전쟁 이후기의 가장 큰 기술적 발전은 독립현가식 방식이 대중화되었고 다양한 연료분사 방식이 개발되었다는 데 있다. 또 이 시기에 자동차를 설계하는 데 있어서 점점 안전을 고려하기 시작했다. 1960년대 들어 가장 주목받은 기술은 NSU펠릭스 방켈이 고안한 로터리 엔진가스 터빈, 그리고 터보차저였다.

1963년식 재규어 E-타입


이 시기의 대표적인 자동차는 다음과 같다.

2. 6. 현대기(1975년 ~)

1974년 세계 자동차 보유대수가 3억 대를 돌파하면서 시작된 현대기는 1975년부터 현재까지를 가리킨다. 이 시기의 자동차들은 기술적, 디자인적으로 과거와 많은 차이를 보인다. 현대기는 표준화, 플랫폼 공유, CAD를 이용한 설계가 특징이다.

폭스바겐 골프


포드 토러스


지프 그랜드 체로키


현대기에는 전륜구동4륜구동 굴림 방식, V6 엔진의 적용, 연료 분사 방식이 널리 확산되었다. 이러한 기술들은 이전에도 있었지만, 현대기에 들어 일반적인 기술로 자리 잡았다. 대부분의 현대 자동차들은 엔진을 가로로 설치하고 전륜구동 방식으로 주행한다.

차체 형태는 현대기에 들어 급격하게 변화했다. 해치백, 미니밴, SUV가 주를 이루고 있으며, 실용성을 강조하는 추세에 따라 고성능 크로스오버 SUV와 스포츠 웨건이 인기를 얻고 있다. 미국에서는 픽업 트럭이, 전 세계적으로는 SUV가 인기를 끌고 있다.

폭스바겐 파사트도 유명한 현대기 자동차이다.

연비와 엔진 출력이 크게 증가한 것도 현대기의 특징이다. 1970년대 소비자들의 연비 불만족으로 컴퓨터화된 제어 시스템이 도입되면서 엔진 출력이 크게 향상되었다. 1980년대에는 강력한 스포츠 자동차만이 200마력(150kW)의 출력을 가졌지만, 20년 후에는 대부분의 일반 승용차가 그 정도 출력을 가지게 되었다.

배기 가스 문제도 심각하게 대두되어 환경 자동차 개발도 진행되고 있다.

현대기의 대표적인 모델은 다음과 같다.

  • 1974년 ~ '''현재''' 폴크스바겐 골프(VW Golf) — 폴크스바겐의 대표적인 해치백 소형차이다. 직렬 4기통 엔진에 5인승이다.
  • 1975년 ~ 1976년 캐딜락 시리즈 70(Cadillac Fleetwood Seventy-Five) — 현대기 초기에 생산된 가장 큰 자동차 중 하나이다. 크고 비효율적인 엔진을 가진 이 모델은 1970년대 중반 미국 자동차 산업의 문제를 보여준 대표적인 사례이다.
  • 1976년 ~ '''현재''' 혼다 어코드(Honda Accord sedan) — 1990년대 미국에서 포드 토러스를 제치고 가장 유명해진 자동차이다. 아시아 자동차 제조업체들이 고급 세단 시장에 진입하는 계기가 되었다.
  • 1983년 ~ '''현재''' 크라이슬러 미니밴(Chrysler minivans) — 2-박스 미니밴으로 스테이션 웨건을 시장에서 밀어내는 데 기여했다. 오늘날의 크로스오버 SUV가 등장하는 계기가 되었다.
  • 1986년 ~ '''현재''' 포드 토러스(Ford Taurus) — 1980년대 후반 미국 시장에서 인기를 끌었던 전륜구동 세단이다. CAD로 설계되어 주목받았다.
  • 1992년 ~ '''현재''' 지프 그랜드 체로키(Jeep Grand Cherokee) — 4륜구동의 전형적인 고급 SUV 모델이다. 비교적 저렴한 가격에 V8 엔진과 고급 인테리어를 갖춰 인기를 얻었다.

3. 자동차의 어원

"car"라는 단어는 라틴어 carrusla 또는 carrumla (바퀴 달린 차량)에서 유래되었으며, 이는 다시 갈리아어 karrosxtg (마차)에서 파생되었다.[18][19] 원래는 수레, 마차, 또는 짐마차와 같은 모든 바퀴 달린 말이 끄는 차량을 가리켰다.[20][21]

1895년에 처음 등장한 "Motor car"는 영국 영어에서 일반적인 공식 용어이다.[22] "Autocar"는 자동으로 추진되는 차라는 뜻이며, 현재는 구식으로 간주된다.[23]

"Automobile"은 고대 그리스어 () "자기 자신"과 라틴어 mobilisla "움직일 수 있는"에서 유래한 합성어로, 프랑스어에서 영어로 들어왔다.[25] 1897년에 영국 자동차 클럽이 처음으로 채택했다. 영국에서는 인기를 잃었고 현재는 주로 북미에서 사용되며,[26] "자동차 산업"과 "자동차 정비공"과 같은 합성어에서 형용사로 자주 쓰이는 축약형 "auto"가 일반적으로 나타난다.[27][28]

4. 자동차의 분류

자동차는 크기, 용도, 외형, 엔진 배기량, 연료 등 다양한 기준으로 분류된다. 자동차의 디자인과 설계가 발전하면서 각 유형 간의 구별이 모호해지는 경우가 있으며, 국가나 지역 간에도 분류 기준이 달라 혼란을 야기하기도 한다. 심지어 하나의 유형을 여러 국가에서 서로 다른 이름으로 부르는 경우도 많다.

자동차는 일반적으로 승용차, 승합차, 화물차, 특수차, 이륜차로 구분된다. 승용차는 다시 용도에 따라 스포츠카, GT카, 사륜구동차 등으로, 생김새에 따라 세단, 리무진, 쿠페 등으로 나뉜다. 승합차는 미니버스, 마을버스 등으로, 화물차는 덤프트럭, 픽업 등으로, 특수차는 텔레비전 중계차, 이동 도서관 차 등으로 분류된다.

자동차 분류 예시
대한민국북미영국EuroNCAP세그먼트예시 모델
 -마이크로 자동차마이크로 자동차, 버블카--스마트 포투
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자동차는 구조(하드웨어)와 사용 목적(소프트웨어)에 따라 분류할 수 있다. 이론적으로는 사용 목적과 구조의 조합이 다양하지만, 실제로는 사용 목적에 따라 적합한 구조가 한정되며, 시대에 따라 이러한 경향이 변화해 왔다. 목적에 따른 분류로는 승용차, 화물차, 특수차 등으로 나눌 수 있으며, 크기에 따라 소형차, 중형차, 대형차 등으로 나눌 수 있다. 마차 시대의 분류법(세단, 쿠페, 왜건 등)을 자동차 차체에도 적용하기도 한다.

각 국가에서는 법규에 따라 배기량, 차체 크기, 수송 능력 등에 따라 자동차를 분류하며, 이는 세금, 통행, 운전면허 구분의 기준이 된다.

일본에서는 도로교통법도로운송차량법에 따라 자동차를 여러 종류로 분류한다. 일본에서는 동력으로 구동되거나 견인되는 것은 자동차로 간주된다. 2024년에는 전동 가방을 공도에서 운행한 사람이 체포되기도 했다.[154] 반면 호주에서는 피크닉 테이블에 엔진을 장착한 이동식 테이블의 운행을 단속할 수 없어 경찰이 주의를 당부하기도 했다.[155]

국제 통계품목번호에서는 자동차를 제87류 "철도용 및 궤도용 이외의 차량 및 그 부분품 및 부속품"으로 분류한다.[156] 여기에는 트랙터, 버스, 승용차, 화물자동차, 특수용도자동차 등이 포함된다.

4. 1. 대한민국 기준

대한민국에서는 자동차를 승용차, 승합차, 화물차, 특수차, 이륜차로 구분한다. 승용차는 용도에 따라 스포츠카, GT카, 사륜구동차 등으로, 생김새에 따라 세단, 리무진, 쿠페 등으로 나뉜다. 승합차는 미니버스, 마을버스 등으로, 화물차는 덤프트럭, 픽업 등으로, 특수차는 텔레비전 중계차, 이동 도서관 차 등으로 분류된다.

각 국가에서는 법규에 따라 배기량, 차체 크기, 수송 능력 등에 따라 자동차를 분류하며, 이는 세금, 통행, 운전면허 구분의 기준이 된다.

대한민국, 북미, 영국, EuroNCAP, 세그먼트 별 자동차 분류 예시
대한민국북미영국EuroNCAP세그먼트예시 모델
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4. 2. 형태에 따른 분류

자동차는 일반적으로 그 생김새에 따라 세단, 리무진, 쿠페, 컨버터블, 해치백, 왜건, 로드스터 등으로 나뉜다.

  • '''세단''' : 문이 4개이고 트렁크와 실내가 분리된 일반적인 승용차 형태이다. 후륜구동 방식으로 생산되었지만, 현재는 일부 대형 승용차(체어맨, 에쿠스 등)를 제외하고는 모두 전륜구동 방식이 대부분이다.
  • '''리무진''' : 세단을 더 크고 고급스럽게 만든 자동차로, 주로 의전용, 국빈용, 장례용으로 사용된다.
  • '''쿠페''' : 문이 2개인 자동차로 차체가 낮으며 뒷부분이 경사진 자동차이다.
  • '''컨버터블''' : 차량의 지붕을 테프론 천으로 만들어 열었다 닫았다 할 수 있는 구조로 되어 있지만, 국산 승용차 중에는 이러한 차종이 없다. 그 이유는 승용차의 지붕을 없애면 차량의 강성이 약해져 문과 차체에 보강제를 넣어야 하는데, 그렇게 되면 차량의 무게가 많이 나가고 제조 과정도 복잡해지며 비용도 많이 들어 차량 가격이 비싸지고 연비도 떨어지기 때문이다. 지붕이 없는 탓에 사고 발생 시 피해가 큰 것은 당연하다. (외국 자동차 업체에서도 이러한 차량을 많이 만들지 않고, 그런 기술을 우리 업계에 전파를 해주지 않기 때문이다.) 따라서 다른 차량들에 비해 경제성이 없을 뿐더러 안전성과 효용성이 떨어지는 탓에 국산 승용차 중에는 이러한 차종이 없다.
  • '''해치백''' : 트렁크하고 뒷 유리창이 같이 열리는 차량으로 짐을 실을 수 있다.
  • '''스테이션 왜건'''(왜건) : 세단의 내부 공간을 연장해서 6~8인승으로 만든 차량으로, 국산 승용차 중에도 이러한 차량이 있지만 다른 차량에 비해 시장성이 떨어지는 편이다.
  • '''로드스터''' : 두 사람만 탈 수 있는 자동차로 덮개가 부착된 2인승 자동차를 말한다.
  • '''SUV'''(Sports Utility Vehicle영어) : 울퉁불퉁한 도로에서도 잘 달리기는 하지만 비싼 가격 탓에 시장성이 떨어지는 편이다.
  • '''RV'''(Recreational Vehicle영어) : 짐을 많이 실을 수 있다.
  • '''픽업 트럭''' : 뒤에 짐칸이 낮으면서 덮개가 없는 소형 트럭을 말한다.
  • '''밴''' : 앞자리에 사람이 타는 공간이 있고 뒷자리에 짐을 싣는 공간이 있는 차량으로 승용차에 가까운 것하고 화물차에 가까운 것이 있다.

5. 자동차의 구조

자동차는 수많은 부품으로 만들어지지만, 크게 보면 겉껍데기인 차체와 각종 장치들이 유기적으로 연결된 섀시로 나눌 수 있다.

오늘날 자동차는 내연기관 또는 전기 모터를 사용하는 것이 주류이다. 내연기관에서는 피스톤의 왕복 운동을 크랭크축으로 회전 운동으로 변환하여 출력하는 디젤엔진이나 가솔린엔진과 같은 레시프로엔진이 일반적이다. 4사이클과 2사이클이 있지만, 현재는 4사이클이 주류이다. 점화플러그 점화 내연기관의 연료는 가솔린이 주류이지만, 액화석유가스(LPG)나 액화천연가스(LNG), 에탄올 등의 알코올 연료가 사용되는 경우도 있다. 최근에는 내연기관과 전기 모터를 결합한 하이브리드카, 전기 자동차 등이 보급되고 있다.

동력은 가솔린 자동차의 경우, 원동기가 효율적으로 출력을 발휘하는 회전 속도에서 주행에 적합한 회전 속도로 변속기에 의해 감속 또는 증속된다. 변속기는 (Manual Transmission, MT)(Automatic Transmission, AT)로 크게 나눌 수 있다. 전기자동차의 경우, 원동기의 효율적인 회전 속도의 범위가 넓기 때문에 감속비를 전환하지 않는 변속기를 채용하고, 원동기를 역회전시키는 것이 가능하므로 후진 기어를 갖지 않는 경우가 대부분이다.

운전석에는 조타용 핸들과 액셀 페달, 브레이크 페달, 클러치 페달이 갖춰져 있다. 핸들은 원형이 일반적이지만, 오토 삼륜차에서는 오토바이나 스쿠터와 같은 막대 모양의 핸들도 존재했다.

5. 1. 차체

차체는 크게 엔진실, 승객실, 트렁크로 구성된다. 자동차는 차체 형태로 구분하는 경우가 많다. 차체 기본구조는 차체와 프레임을 분리한 프레임식과 차체와 프레임이 하나로 된 일체구조식(모노코크)으로 나눌 수 있다. 프레임식 차체는 견고한 철제구조로 되어 있어 내구성은 있으나 전체 중량이 무거워지는 단점이 있고, 일체구조식 차체는 외부 충격을 차체 전체에 분산시키는 장점이 있다.[154]

차체 강도 부재는 이 주류이며, 최근에는 초고장력강판 사용 부위가 광범위하게 확대되고 있고, 알루미늄합금이나 탄소섬유강화플라스틱 같은 복합재료를 사용한 것도 시판되기 시작하고 있다. 골격 부재 이외의 패널 부분에는 합성수지를 사용하는 예도 늘고 있다.

차체 구조는 크게 프레임 방식과 모노코크 방식으로 나뉜다. 프레임 방식은 독립된 골격 부재 위에 차실을 구성하는 구조물이 실린 것으로, 오래전부터 자동차 차체 구조로 사용되어 현재도 화물자동차를 중심으로 채용되고 있다. 모노코크 방식은 차실을 구성하는 외피 자체가 강도 부재로 만들어진 구조로, 20세기 중반부터 자동차 차체 구조로 보급되기 시작하여 현재 승용차와 소형 상용차(LCV) 대부분에서 채용되고 있다.

5. 2. 섀시

자동차의 차체를 제외한 나머지 부분을 섀시라 한다. 주행의 원동력이 되는 자동차 엔진을 비롯하여 동력전달 장치, 조향 장치, 현가 장치, 제동 장치 등 주요 장치를 전부 갖추고 있어 섀시만으로도 주행이 가능하다.

조향은 전륜의 방향을 바꾸어 차체를 선회시키는 전륜 조향 방식이 일반적이며, 그 기구 전체를 스티어링이라고 한다. 조작부는 "핸들" 또는 "스티어링 휠"이라고 부른다. 핸들의 회전은 볼 너트나 랙 앤 피니언 등의 기구를 통해 바퀴를 좌우로 미는 작용으로 바뀐다. 최근에는 유압이나 전동 모터를 이용하여 운전자의 핸들 조작을 보조하는 파워 스티어링이 널리 보급되어 있다. 선회 시에는 안쪽 바퀴가 더 작은 반지름의 호를 그리는 궤적을 통과하기 때문에, 이에 맞춰 선회 시 각 순간에 각 바퀴가 움직이는 방향을 향하도록 하면, 전륜의 좌우에서 조향각이 달라진다. 예를 들어 핸들을 우측으로 돌리면 우측 타이어의 조향각이 더 커진다. 이에 대한 기구를 아커만 기구라고 한다.

주된 제동 조작은 발로 밟는 페달을 이용한 풋 브레이크가 대부분이다. 페달에 가해진 힘은 유압이나 공기압을 통해 브레이크 장치에 전달되고, 마찰재를 회전 부분에 밀착시켜 운동 에너지를 열 에너지로 변환하여 속도를 낮춘다. 대부분의 시판차량은 에어 브레이크를 제외한 유압식의 경우, 엔진의 흡기관 진공이나 유압을 이용하여 페달 밟는 힘을 줄이는 배력 장치를 갖추고 있다.

내리막길 등에서 풋 브레이크에 지나치게 의존하면 페이드 현상으로 제동력이 현저하게 저하되거나, 베이퍼록 현상으로 페달 밟는 힘이 전혀 전달되지 않을 수 있다. 이를 방지하기 위해 엔진 브레이크를 이용하는 것이 운전면허 교육에서도 지도되고 있지만, 차량 총중량이 크고 엔진 브레이크만으로는 감속 효과를 얻기 어려운 대형 화물자동차의 경우, 배기 브레이크나 리타더를 장착하는 차종도 많다.

고속에서의 제동에는 방열성이 우수한 디스크 브레이크가 효과적이지만, 무게가 큰 차량의 제동이나, 경사면에서의 주차 등에는 자기 배력 작용으로 "구속력"이 큰 드럼 브레이크가 유리하다.[157]

주차 시 차체가 움직이지 않도록 구속하는 파킹 브레이크는 와이어식 또는 공기식이 많다. 승용차의 경우 브레이크 장치를 제동용과 공용하는 구조가 대부분이지만, 제동용 디스크 브레이크 내주에 구속용 드럼 브레이크를 갖춘 것도 있다. 종래 화물차에서는 트랜스미션(변속기) 출력부에 드럼 브레이크를 갖추고 프로펠러 샤프트를 구속하는 센터 브레이크가 일반적이었지만, 법 개정에 따라 상용 브레이크를 겸용하는 "휠 파크식"/"맥시 브레이크"라고 불리는 휠을 직접 구속하는 방식으로 전환되었다.

5. 2. 1. 프레임

자동차의 프레임은 각종 장치들이 자리를 잡을 수 있도록 하는 뼈대와 같은 역할을 한다. 이 위로 각종 장치와 차체가 설치된다.[1]

자동차의 프레임 구조는 크게 프레임 방식과 모노코크 방식으로 나뉜다. 프레임 방식은 독립된 골격 부재 위에 차실을 구성하는 구조물이 실린 것으로, 오래전부터 자동차 차체 구조로 사용되어 왔으며 현재도 화물자동차를 중심으로 채용되고 있다. 모노코크 방식은 차실을 구성하는 외피 자체가 강도 부재로 만들어진 구조로, 20세기 중반부터 자동차 차체 구조로 보급되기 시작하여 현재 승용차와 소형 상용차(LCV) 대부분에서 채용되고 있다.[1]

5. 2. 2. 엔진

자동차를 달리게 하는 원동력이다. 현대의 전 세계 자동차 엔진은 대부분 4행정 내연기관이다. 4행정 내연기관은 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정에 의해 한 주기를 끝내는 내연기관으로 왕복운동 엔진의 가장 일반적인 예이다. 내연기관은 연료를 공기 중의 산소와 완전연소가 이루어지도록 잘 혼합된 상태에서 압축을 한 다음 연소를 시킬 때 발생하는 열에너지를 직접 이용해 운동에너지를 얻는다.

4행정 내연기관


현재는 내연기관 또는 전기 모터를 사용하는 것이 주류이다. 내연기관에서는 피스톤의 왕복 운동을 크랭크축으로 회전 운동으로 변환하여 출력하는 디젤엔진이나 가솔린엔진과 같은 레시프로엔진이 일반적이다. 각각 4사이클과 2사이클이 있지만, 현재는 4사이클이 주류이다.

점화플러그 점화 내연기관의 연료는 가솔린이 주류이지만, 환경 성능이나 단가를 이유로 액화석유가스(LPG)나 액화천연가스(LNG), 에탄올 등의 알코올 연료가 사용되는 경우도 있다. 최근에는 내연기관과 전기 모터를 결합한 하이브리드카, 전기 자동차 등이 보급되고 있다.

5. 2. 3. 동력전달 장치

자동차 엔진에서 발생된 동력을 바퀴로 전달하는 장치이다. 엔진의 출력 특성을 자동차가 요구하는 구동력 특성에 맞추는 역할도 담당한다. 동력전달 장치는 엔진의 구동력을 끊거나 이어주는 클러치, 속도에 맞게 엔진 동력을 선택하는 변속기 및 차축을 포함해서 엔진과 차바퀴를 연결하는 모든 관련 부품을 가리킨다.

동력전달 장치의 구성요소는 다음과 같다.

5. 2. 4. 조향 장치

조향 장치는 자동차의 주행 방향을 바꾸는 데 필요한 장치로 조작기구, 기어장치, 링크기구로 이루어져 있다. 조작 기구는 운전자가 스티어링 휠을 조작하여 발생한 조작력을 조향기어와 링크에 전달하는 부분이고, 기어장치는 조향축의 회전을 약 20:1로 감속하여 조작력을 증가시키면서 조작 기구의 운동 방향을 바꾸어 링크 기구에 전달하는 부분이다. 링크기구는 기어 기구의 작동을 앞바퀴에 전달하고 좌우 바퀴의 관계위치를 바르게 지지하는 부분이다. 최근에는 자동차의 조향 성능을 향상시키고자 스티어링 휠의 조작력을 가볍게 해주는 동력 조향 장치(파워 스티어링)를 많이 사용하고 있다.

5. 2. 5. 현가 장치

현가 장치는 보통 서스펜션이라고도 하며, 노면에서의 충격을 완충하여 차체나 각종 장치에 충격이 직접 전달되지 않도록 하기 위한 장치이다. 자동차의 승차감을 결정짓는 중요한 부품이기 때문에 일반 승용 자동차 설계 시 가장 중요한 사항으로 고려되고 있다. 이 장치는 크게 섀시 스프링, 쇽 업소버와 활대(스태빌라이저)로 이루어져 있다.

현가 장치는 보통 앞과 뒤의 현가 장치가 서로 다른 종류로 되어 있다. 앞 현가 장치에는 일체 차축현가식과 독립현가식이 있고, 그 중 독립 현가식에는 맥퍼슨형과 위시본형이 있다. 뒤 현가 장치에는 스윙 차축형과 트레일링 암형, 그리고 세미 트레일링 암형 등이 있다.

5. 2. 6. 제동 장치

제동 장치는 달리는 자동차를 감속 또는 정지시키기 위한 장치로, 보통 마찰력을 이용한 마찰식 브레이크를 사용한다. 제동 장치는 크게 디스크 브레이크드럼 브레이크로 나뉜다.

  • 디스크 브레이크: 로터(디스크)는 휠허브에 고정되어 구동축과 함께 회전하며 타이어와 같이 회전한다. 브레이크 패드는 캘리퍼 암 양쪽에 걸려 있다. 브레이크 페달을 밟으면 유압에 의해 양쪽 패드가 움직여 로터의 회전을 멈추게 한다.
  • 드럼 브레이크: 휠 내부 공간에 있는 드럼이 확장하여 휠과의 마찰로 제동력이 발생하는 브레이크이다. 드럼에서 마찰력을 발생시키는 부분은 슈라고 하며, 재질은 석면 혼합물이다. 제동력 조절이 쉽지 않고, 직접적인 느낌이 적으며, 고온과 우천 시에 약하지만 저렴하여 현재는 저가형 차량의 뒷바퀴에만 쓰인다.

5. 2. 7. 기타

운전석에서 핸들(스티어링 휠)을 보면 양쪽에 레버가 있는데, 왼쪽 레버는 방향 지시등(깜빡이)과 안개등 같은 등화장치를 켜고 끌 때 사용하고, 오른쪽 레버는 와이퍼를 작동시킬 때 사용한다.[154]

이 레버들은 하나의 막대에 여러 기능이 있어서, 운전 중 집중하다 보면 조명을 켜려다 와이퍼를 작동시키는 실수를 하기도 한다. 초보 운전자들은 사용법을 잘 모르는 경우도 많다.[154]

6. 자동차와 안전

자동차는 운전자가 볼 수 없는 사각지대를 가지고 있다. 자동차의 사각지대는 필러 사각지대, 사이드 미러 사각지대, 전방 사각지대, 후방 사각지대로 나뉜다. 특히 큰 차의 경우 사각지대가 넓어지므로 주의해야 하며, 키가 작은 어린이는 자동차 주변에서 놀지 않도록 각별히 지도해야 한다.

자동차 사고


자동차 사고는 자동차 발명 초기부터 발생해 왔으며, 많은 인명 피해를 야기해 왔다. 최초의 자동차 사고는 1771년 니콜라 조제프 퀴뇨가 증기 자동차 시연 중 발생시켰다. 1869년 8월 31일 아일랜드 파슨스타운에서는 메리 워드가 자동차 사고로 사망하여 최초의 자동차 사고 사망자로 기록되었다.[319]

6. 1. 안전 장치



자동차의 안전 장치는 자동차 사고 발생 시 피해를 줄이기 위해 개발되었다. 1771년 니콜라 조제프 퀴뇨가 증기 자동차를 발명한 직후 세계 최초의 자동차 사고가 발생했고, 1869년 8월 31일 아일랜드 파슨스타운에서 메리 워드가 최초의 자동차 사고 사망자로 기록되었다.[319]

이후 자동차 안전에 대한 연구가 진행되어, 1958년 포드 자동차 회사는 충돌 시 안전에 대한 체계적인 연구를 시작했다. 이를 통해 외부 충격 에너지를 흡수하고 탑승객의 급격한 움직임을 줄이는 데 초점을 맞추게 되었다.

현대에는 다양한 안전 장치가 개발되어 사용되고 있다. 예를 들어, 안전벨트는 급정거 시 운전자가 32G의 힘을 견딜 수 있게 돕는다. 또한, 에어백은 충돌 시 탑승자를 보호하며, ABS(Anti-lock Braking System)는 바퀴가 잠기는 것을 방지하여 제동 거리를 줄이고 조향력을 유지시킨다. ESC(Electronic Stability Control)는 차량의 미끄러짐을 감지하고 제동력을 조절하여 차량의 안정성을 확보한다.

최근에는 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)이 탑재되어 사고 예방에 기여하고 있다. 이러한 시스템은 운전자의 안전 운전을 돕고, 사고 위험을 줄이는 데 중요한 역할을 한다.

자동차 안전성 검사는 EuroNCAP와 NHTSA 테스트 등 표준화된 방식으로 이루어지며, 보험업계에서도 자동차 안전성 검사 단체를 지원하고 있다.

하지만, 이러한 기술 발전에도 불구하고 자동차 사고로 인한 사망자 수는 여전히 심각한 수준이다. 대한민국에서는 2021년 약 3천 명[320], 미국유럽에서는 매년 각각 약 4만 명이 자동차 사고로 사망하고 있으며, 이 수치는 매년 증가하고 있다. 특히 중국인도에서 자동차 사상자가 급격하게 증가하고 있다.

6. 2. 안전성 평가

새로운 자동차가 출시될 때는 EuroNCAP, NHTSA 등 표준화된 안전성 검사를 거친다.[77] 보험업계에서 지원하는 자동차 안전성 검사 단체인 고속도로 안전 보험 연구소(IIHS)에서도 테스트를 실시한다.[78] 그러나 이러한 테스트들은 차량 운전자, 보행자, 자전거 이용자 등 차량 외부의 사람들의 안전은 고려하지 않는다.[79]

교통사고는 전 세계적으로 부상 관련 사망의 가장 큰 원인 중 하나이다.[16] 1869년 아일랜드 파슨스타운에서 발생한 자동차 사고로 메리 워드가 최초의 자동차 사고 사망자로 기록되었고,[319][75] 1899년 뉴욕에서는 헨리 블리스가 미국의 최초 보행자 자동차 사상자 중 한 명이 되었다.[76]

기술 발전에도 불구하고, 자동차 사고로 인한 사망자 수는 여전히 심각한 수준이다. 대한민국에서는 2021년 약 3천 명[320], 미국유럽에서는 매년 각각 약 4만 명이 자동차 사고로 사망하며, 이 수치는 매년 증가하고 있다. 2020년에는 연간 사망자가 현재의 두 배까지 증가할 것으로 예측되었다. 또한, 사망자보다 더 많은 수의 사람이 부상을 입거나 장애를 갖게 되며, 특히 중국인도에서 자동차 사상자가 급격하게 증가하고 있다.

6. 3. 자동차 사고 현황

자동차 사고는 자동차가 발명된 직후부터 시작된 오래된 문제이다. 1771년 니콜라 조제프 퀴뇨가 증기 자동차를 시연하던 중 세계 최초의 자동차 사고를 일으켰고, 1869년 8월 31일 아일랜드 파슨스타운에서 메리 워드가 최초의 자동차 사고 사망자로 기록되었다.[319]

기술 발전에도 불구하고 자동차 사고로 인한 사망자 수는 여전히 심각한 수준이다. 대한민국에서는 2021년 약 3천 명[320], 미국유럽에서는 매년 각각 약 4만 명이 자동차 사고로 사망하고 있으며, 이 수치는 계속 증가하고 있다. 특히 중국인도에서 자동차 사상자가 급격하게 증가하고 있다.

교통사고는 전 세계적으로 부상 관련 사망의 가장 큰 원인 중 하나이다.[16] 1869년 아일랜드 파슨스타운에서 메리 워드는 최초로 기록된 자동차 사망자 중 한 명이었고,[75] 1899년 뉴욕시에서 헨리 블리스는 미국의 최초 보행자 자동차 사상자 중 한 명이었다.[76] 현재는 유럽 신차 평가 프로그램(Euro NCAP) 및 미국 신차 평가 프로그램(US NCAP)과 같은 신차 안전성에 대한 표준 테스트가 있으며,[77] 고속도로 안전 보험 연구소(IIHS)에서 보험 업계의 지원을 받아 테스트를 실시한다.[78]

7. 자동차와 환경

자동차는 대기 오염, 소음 공해, 교통 체증 등 다양한 환경 문제를 야기하며, 자동차 배기가스는 지구 온난화의 주요 원인 중 하나이다.[89]

자동차 생산 및 사용은 지역 대기 오염플라스틱 오염을 유발하고, 온실가스 배출 및 기후 변화에 영향을 준다.[85] 2022년 자동차와 밴은 에너지 관련 이산화탄소 배출량의 10%를 차지했고,[86] 2019년 기준으로 자동차는 세계 원유 생산량의 거의 4분의 1을 소비했다.[55]

자동차 배기가스는 한 유형의 오염 물질이다


자동차는 배기가스와 브레이크, 타이어 및 도로 마모로 인한 먼지 등 대기 오염의 주요 원인이다.[89] 전기 자동차는 배기가스를 배출하지 않지만, 일반적으로 무게가 더 무거워 미세먼지를 약간 더 많이 배출한다.[90] 자동차 제조 및 원유 유출과 관련된 채굴은 수질 오염을 유발한다.[85]

동물과 식물은 도로망과 오염으로 인한 서식지 파괴단편화의 영향을 받는다. 또한 매년 도로에서 자동차에 치여 죽는 동물도 있는데, 이를 로드킬이라고 한다.[85]

정부는 도로세와 같은 재정 정책을 사용하여 오염이 더 심한 자동차의 구매 및 사용을 억제한다.[91] 자동차 배출 기준은 고오염 자동차의 신규 판매를 금지하며,[92] 많은 국가가 2025년부터 2050년 사이에 화석 연료 자동차 판매를 중단할 계획이다.[93]

7. 1. 대체 연료

하이브리드 자동차인 현대 쏘나타 하이브리드


2011년형 닛산 리프(Nissan Leaf) 전기 자동차




환경 문제와 온실 기체 배출 규제 강화로 인해, 자동차의 대체 동력 시스템에 대한 연구와 정책적 시도가 활발하게 이루어지고 있다. 대한민국에서는 2006년부터 경유바이오디젤을 혼합한 연료를 판매하고 있으며[321], 유럽 일부 국가에서는 바이오디젤 사용을 의무화하고 있다.

디젤 엔진 차량은 100% 바이오디젤로도 주행이 가능하며, 휘발유 엔진 차량도 에탄올 혼합 연료를 사용할 수 있다. 브라질에서는 플렉스 자동차(FFV)가 개발되어 운전자들이 에탄올과 휘발유를 선택적으로 사용할 수 있게 되었다.

전지를 이용한 전기 자동차는 1959년에 처음 소개되었으나, 높은 생산 비용과 짧은 운행 거리 등으로 인해 실용화되지 못했다. 최근에는 내연기관과 전기 동력을 함께 사용하는 하이브리드 자동차에 대한 연구가 활발하며, 혼다 인사이트(Honda Insight)와 같은 모델이 판매되고 있다.

연료전지, 휘발유 직접 분사(GDI), 예혼합압축자기착화(HCCI) 등 대체 연소 방식과 압축 공기를 이용한 저장 에너지에 대한 연구도 진행 중이다.

2020년대 초반까지 대부분의 자동차는 휘발유를 사용하지만, 일부 도시와 국가에서는 화석 연료 차량 단계적 폐지를 계획하고 있다. 환경 단체들은 기후 변화를 막기 위해 더 빠른 폐지를 주장하고 있다.

경유, 자동차용 LPG, 압축 천연가스(CNG) 등 다른 탄화수소 화석 연료도 사용되며, 화석 연료 보조금 철폐[57][58], 에너지 안보 우려, 환경법 강화, 온실 가스 배출 제한 등으로 인해 하이브리드 자동차, 플러그인 전기 자동차, 수소 자동차 등 대체 동력 시스템 연구가 촉진되고 있다.

2021년에는 판매된 자동차의 9%가 전기 자동차였으며, 전 세계적으로 1,600만 대 이상의 플러그인 전기 자동차가 운행되었다.[59] 하지만 배터리 전기 자동차와 플러그인 하이브리드 자동차는 전 세계 자동차의 2% 미만이었다.[59]

자동차 수 증가로 석유 소비량이 급증했으며, 1980년대 석유 과잉에도 OECD 국가에서는 저연비 차량 판매가 증가했다. BRICS 국가들도 이러한 소비 증가에 기여하고 있다.

자동차는 대기 오염의 주요 원인이며[89], 배기가스와 브레이크, 타이어, 도로 마모로 인한 먼지를 발생시킨다. 전기 자동차는 배기가스를 배출하지 않지만, 더 무거워 미세먼지를 약간 더 많이 배출한다.[90]

중국 등 신흥국의 경제 성장과 인구 증가로 자동차 판매량이 증가하면서 화석연료 소비 증가와 대기오염 문제가 심화되고 있다. 이에 따라 각국 정부는 배기가스 규제를 강화하고 있으며, 자동차 제조업체들은 저공해차 개발 및 판매에 힘쓰고 있다.

최근에는 전기자동차와 연료전지차 등 무공해차 개발이 진행되고 있으며, 폭스바겐 배기가스 조작 사건 이후 유럽에서는 가솔린차와 디젤차 판매 금지 법안이 논의되고 있다. 네덜란드노르웨이는 2025년, 독일은 2030년 시행을 목표로 하고 있다.[150][151][152]

8. 자동차 산업

자동차 산업은 전 세계의 자동차를 설계, 개발, 제조, 마케팅 및 판매하는 산업으로, 판매되는 자동차의 4분의 3 이상이 승용차이다. 2020년 전 세계적으로 5,600만 대의 자동차가 생산되었는데,[120] 이는 2019년의 6,700만 대보다 감소한 수치이다.[121] 중국의 자동차 산업이 2020년 2,000만 대로 가장 많은 생산량을 기록했으며, 일본 (700만 대), 독일, 한국, 인도가 그 뒤를 이었다.[122] 가장 큰 시장은 중국이며, 미국이 그 다음이다.

전 세계적으로 약 10억 대의 자동차가 운행되고 있으며,[123] 엄청난 양의 휘발유와 경유를 소비한다.[124] 중국인도에서는 자동차 대수가 급속도로 증가하고 있다.[125] 일부에서는 자동차 중심의 도시 교통 시스템은 지속 가능하지 않다고 보고 있다. 에너지 소비가 지나치게 많고, 인구 건강을 악화시키며, 투자 증가에도 불구하고 서비스 수준이 저하되기 때문이다. 이러한 부정적 영향은 자동차 소유 및 운전 가능성이 낮은 사회 집단에 불균형적으로 영향을 미친다.[126][127] 지속 가능한 교통 운동은 이러한 문제에 대한 해결책을 찾기 위해 노력하고 있다. 자동차 산업은 일부 사람들이 개인 차량 사용을 재평가함에 따라 대중교통 부문의 경쟁이 심화되고 있다. 2021년 7월, 유럽 연합 집행위원회는 자동차 산업의 미래에 대한 중요한 지침을 제시하는 "Fit for 55" 법안 패키지를 도입했다.[128][129] 이 패키지에 따르면, 2035년까지 유럽 시장에서 판매되는 모든 신차는 무공해 차량이어야 한다.[130][131][132]

공장에서 조립 중인 자동차

8. 1. 생산 현황

자동차 산업은 전 세계에서 자동차를 설계, 개발, 제조, 마케팅 및 판매하는 산업이며, 판매되는 자동차의 4분의 3 이상이 승용차이다. 2020년에는 전 세계적으로 5,600만 대의 자동차가 생산되었는데,[120] 이는 2019년의 6,700만 대보다 감소한 수치이다.[121] 2020년 기준으로 중국의 자동차 산업이 2,000만 대로 가장 많은 생산량을 기록했으며, 일본 (700만 대), 독일, 한국, 인도가 그 뒤를 이었다.[122] 가장 큰 자동차 시장은 중국이며, 미국이 그 다음이다.

자동차 산업은 소수의 거대 기업이 지배하고 있다. 현재 제너럴 모터스, 토요타 자동차, 포드 자동차 회사가 '빅3'로 불리며 시장을 주도하고 있다.

8. 2. 자유무역지대

EU, NAFTA, MERCOSUR와 같은 자유무역지대에서 자동차를 생산하면, 환율 변동 위험이나 관세를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 소비자와 더 가까워질 수 있다는 장점이 있다. 이러한 이유로 자동차 제조 회사들에게 자유무역지대는 매우 매력적인 장소로 여겨진다. 그러나 해당 지역의 자동차 생산 수치가 그 지역의 기술력이나 사업 능력을 직접적으로 나타내는 것은 아니다. 실제로 제3세계에서 생산되는 자동차의 대부분은 서방세계의 기술과 모델을 기반으로 만들어진다. 심지어 이미 사용되지 않는 서방의 공장 설비를 제3세계로 수출하여 공장을 짓는 경우도 있다. 이러한 현상은 자동차 특허 관련 통계와 연구 개발(R&D) 센터의 위치를 통해 확인할 수 있다.[120]

9. 자동차 경주

가장 상업화된 포뮬러 원 자동차 경주


자동차 경주는 일정한 규정 하에서 2대 이상의 자동차들이 도로에서 주행하면서 우열을 가리는 종합 스포츠이다. 자동차 경주에는 일인승 경주, 랠리 경주, 빙판길 경주, 투어링 자동차 경주, 스톡 자동차 경주, 드래그 경주, 스포츠카 경주, 비포장 도로 경주, 카트 경주, 일반도로 경주 등이 있다.

대표적인 자동차 경주 대회는 국제 자동차 연맹이 주최하는 포뮬러 원 자동차 경주로, 참가 차량의 제작가격이 , 참가팀의 1년 운영비도 을 웃돈다. 또한 관중수는 연간 380만 명, 150개국에 걸친 TV 시청자수는 연간 23억 명으로 현존하는 스포츠 종목 중 가장 선전 효과가 큰 상업 스포츠이다.

최초의 자동차 경주는 프랑스 일간지인 르 프티 주르날이 주최한 파리-루앙간 대회였다. 이 대회를 계기로 자동차 경주가 가지는 상업성의 가능성이 보이자 프랑스를 중심으로 도시간 자동차 경주가 활성화되었고, 자동차 경주는 점차 유럽 전역으로 확산되었다.

10. 자동차 제원

자동차 제원이란 자동차에 관한 전반적인 치수, 무게, 기계적인 구조, 성능 등을 일정한 기준에 의거하여 수치로 나타낸 것으로 ISO를 비롯해 각국에서 공업표준을 통해 이를 규정하고 있다. 대한민국에서는 자동차관리법과 한국공업규격(KS)에 자동차 제원에 대한 용어가 설명되어 있다.


  • 전장/전폭/전고(Overall Length/Width/Height): 자동차의 앞 범퍼에서 후미 등까지의 최대 측정 길이를 전장이라 하고, 차문을 닫은 상태에서 백미러를 제외한 최대 너비가 전폭이다. 전고는 승객이나 짐을 싣지 않은 상태에서 지면부터 자동차의 가장 높은 부분까지의 측정높이이다.
  • 축간거리(축거, Motor Vehicle Space/Wheel Base): 앞뒤 차축의 중심 사이의 측정거리를 축거라 한다.
  • 차륜거리(윤거, Track/Tread): 좌우 타이어 접지면 중심선 사이의 거리를 말하며, 앞바퀴 폭과 뒷바퀴 폭의 차이로 앞뒤거리가 다를 수도 있다. 윤거가 길면 코너링 시 안정성을 확보할 수 있다.
  • 최저지상고(Ground Clearance): 아무것도 싣지 않은 공차 상태에서 자동차의 가장 낮은 부분과 접지면 사이의 높이를 가리킨다. 이때 타이어, 휠, 브레이크 부분은 제외한다.
  • 실내수치(Interior Dimensions of Body): 자동차 실내 공간의 길이, 폭, 높이를 가리키며, 거주성과 운전 조작성에 기준이 된다.
  • 오버행(Over Hang): 차의 차축과 차의 끝까지의 거리를 말한다.
  • 최소 회전 반경(Minimum Turning Radius): 자동차가 최대의 조향각으로 저속 선회할 때 중심선과 바깥쪽 바퀴가 그리는 가장 작은 원의 반지름을 가리킨다. 그러나 실제로 자동차가 장애물과 접촉하지 않고 회전하려면, 바퀴의 궤적이 아닌 차체의 바깥 궤적이 장애물보다 안쪽에 위치해 있어야 한다.
  • 공차중량(Complete Vehicle Kerb Weight): 승객이나 짐을 싣지 않은 상태에서 연료, 냉각수, 윤활유 등과 주행에 필요한 기본 장비(예비타이어, 예비부품, 공구 등의 제외)만을 갖춘 상태의 차량 중량을 말한다.
  • 최대 적재량(Maximum Payload): 차량에 실을 수 있는 승객이나 짐의 최대 중량을 가리킨다.
  • 차량 총중량(Gross Vehicle Weight:GVW): 최대 적재량에서 공차중량을 포함한 중량을 가리킨다. 예를 들어, 공차중량 1100kg, 55kg의 승객 2명, 최대 적재량 1000kg의 트럭 차량 총중량은 (1100 + (55 × 2) + 1000) = 2210kg이 된다. 대한민국의 안전기준에서 자동차의 총중량은 20톤(10ton 축, 1륜 5ton)을, 화물자동차 및 특수자동차의 총중량은 40ton을 초과해서는 안 된다.
  • 승차정원(Riding Capacity): 자동차에 탑승할 수 있는 최대 승객수로 운전자를 포함한다.
  • 자동차 성능곡선(Performance Diagram): 자동차의 여러 성능을 나타내는 곡선. 엔진 성능곡선과 주행 성능곡선이 있다. 엔진 성능곡선에는 엔진의 회전력(토크), 엔진의 출력(마력), 연료 소비율(연비)을 나타내고 주행 성능곡선에서는 구동력, 엔진의 회전속도, 주행저항, 자동차 속도를 나타낸다.
  • 공기저항(Air Resistance): 자동차가 주행할 때의 공기 저항. 공기 저항 Ra는 다음 식으로 구한다.

: Ra=kAV²

: (여기서 k: 공기 저항 계수, A: 자동차의 앞면 투영 면적, V: 공기에 대한 자동차의 상대 속도)

  • 동력전달효율(mechanical efficiency of power transmission): 클러치, 변속기, 감속기 등의 모든 동력 전달 장치를 통하여 구동륜에 전달된 출력의 기관 제동 마력에 대한 비율
  • 구동력(Driving Force): 엔진에서 전달 장치를 거쳐 구동바퀴와 노면 사이의 접지면 방향으로 움직이는 힘을 말한다.
  • 등판력(Gradability/ Hill Climbing Ability): 차량 총중량 상태에서 건조된 포장노면에서 정지하여 언덕길을 오를 수 있는 최대 능력으로 ‘tan θ’ 혹은 ‘%’단위로 표시한다.
  • 연료 소비율(연비, Rate of Fuel Consumption): 연료 1리터로 주행할 수 있는 킬로미터 수를 말한다.
  • 변속비(Transmossion Gear Ratio): 변속기의 압력축과 출력축의 회전수 비율로서 주행상태에 따라 선택할 수 있다.
  • 압축비(Compression Ratio): 피스톤이 하사점에 있는 경우의 피스톤 상부용적과 피스톤의 상사점에 피스톤 상부 용적과의 비율을 압축비라고 한다. 압축비가 높으면 어느 정도 성능향상을 이룰 수 있지만 지나치면 노킹(Knocking) 현상이 발생한다.
  • 배기량(Displacement): 엔진의 크기를 나타내는 가장 일반적인 척도로 엔진 기관 실린더 내의 흡입 또는 배기된 혼합기의 용적을 말한다. 보통 cc로 나타낸다. 대한민국에서는 배기량이 자동차세의 과세 기준이 된다.

: 엔진 총배기량 = π/4×(내경)2 × 행정 ×실린더 수(기통수)

  • 최대출력(Maximum Power): 자동차 엔진의 성능을 나타내는 대표적인 수치로 엔진회전수가 몇 회전일 때에 최고 몇 마력이 되는가를 나타내는 것이다.
  • 토크(Torque/rpm): 토크는 회전하려는 힘으로 엔진 회전력이라고도 하고, 자동차의 견인력, 등판력, 경제성을 의미하는 수치이다. 보통 토크는 자동차의 출발시 필요한 힘을 얻는 데 필요하고, 이후 가속에 필요한 것이 최대출력이다.

11. 자동차와 관련된 사회 문제

자동차는 개인과 집단의 이동성을 크게 증진시키고 경제 발전에 기여했지만, 여러 사회 문제를 야기하기도 한다.

자동차의 보급과 함께 교통 체증이 심각한 문제로 떠올랐다. 데이터 분석 회사 INRIX에 따르면 2018년 세계에서 가장 혼잡한 도시는 모스크바, 이스탄불, 보고타, 멕시코시티, 상파울루였다.[98]

자동차 중심 교통 시스템은 교통 격차와 자동차 의존을 심화시켜 저소득층의 고용에 어려움을 초래한다.[99] 저소득층은 소득 유지를 위해 감당하기 어려운 자동차를 운행해야 하는 상황에 놓이기도 한다.[100] 아프리카계 미국인의 경우 자동차 의존으로 인해 블랙 드라이빙의 위험과 자동차 구매, 금융, 보험 등에서 인종차별에 노출될 수 있다.[101]

자동차 매연은 폐암, 심장병 등 건강 문제를 일으킨다.[85] 임산부에게도 해로우며, 조산이나 저체중아 출산의 원인이 될 수 있다.[85] 어린이는 신체가 발달 중이므로 대기오염에 더 취약하며, 천식, 소아암, 자폐증과 같은 신경인지 문제와 관련이 있다.[102][85]

자동차의 증가는 도시 확산을 유발하여 신체 활동 부족과 비만을 초래하고, 이는 다양한 질병의 위험 증가로 이어질 수 있다.[103] 자동차 중심 환경에서는 아이들이 혼자 다닐 기회가 줄어들어 독립성 발달에 부정적인 영향을 미친다.[104][85]

12. 미래 자동차 기술

배터리 전기 자동차의 집중적인 개발이 2020년대에도 계속되고 있으며, 무선 충전,[106] 수소 자동차,[107][108] 수소/전기 하이브리드[109] 등 다른 자동차 추진 기술도 개발 중이다. 연료 전지에서 수소 대신 암모니아를 사용하는 연구도 진행되고 있다.[110]

강철 자동차 차체를 대체할 수 있는 신소재로 알루미늄,[111] 섬유유리, 탄소 섬유, 생체 복합재, 탄소 나노튜브 등이 연구되고 있다.[112]

SF 작품에서나 볼 수 있었던 '하늘을 나는 자동차' 개발도 현실화되고 있다. 일본에서는 토요타자동차 그룹의 지원을 받는 비영리 단체 'CARTIVATOR(카티베이터)'가 2018년 시제품 완성을 목표로 하기도 했다.[153]

12. 1. 친환경차



2020년대 초반까지 사용 중인 대부분의 자동차는 내연기관(ICE)에서 연소되는 휘발유를 사용한다. 일부 도시에서는 오래되고 오염이 심한 휘발유 자동차를 금지하고 있으며, 일부 국가에서는 향후 판매를 금지할 계획이다. 그러나 일부 환경 단체들은 기후 변화를 제한하기 위해 화석 연료 차량 단계적 폐지를 앞당겨야 한다고 주장한다.[55][56] 휘발유 자동차 생산량은 2017년에 정점을 찍었다.

내연기관 자동차에서 폭발(폭굉이 아닌)에 의해 연소되는 다른 탄화수소 화석 연료로는 경유, 자동차용 LPG, 압축 천연가스(CNG)가 있다. 화석 연료 보조금 철폐,[57][58] 에너지 안보(석유 의존성)에 대한 우려, 강화되는 환경법, 온실 가스 배출 제한은 하이브리드 자동차, 플러그인 전기 자동차, 수소 자동차 등 대체 동력 시스템에 대한 연구를 촉진하고 있다. 2021년에 판매된 모든 자동차 중 9%가 전기 자동차였으며, 그 해 말까지 전 세계 도로에는 1,600만 대가 넘는 플러그인 전기 자동차가 있었다.[59] 급속한 성장에도 불구하고, 2021년 말 기준으로 전 세계 도로를 달리는 자동차 중 배터리 전기 자동차(완전 전기 자동차)와 플러그인 하이브리드 자동차는 2% 미만이었다.

2020년대에도 배터리 전기 자동차의 집중적인 개발이 계속되고 있지만,[105] 무선 충전,[106] 수소 자동차,[107][108] 수소/전기 하이브리드[109] 등 다른 자동차 추진 기술도 개발 중이다. 대체 동력원에 대한 연구에는 연료 전지에서 수소 대신 암모니아를 사용하는 것이 포함된다.[110]

중국 등 신흥국의 경제 성장과 인구 증가로 세계 전체 자동차 판매량이 증가하고 있다. 이에 따라 화석연료 소비 증가와 대기오염이 문제가 되면서 각국 정부는 자동차 배기가스 규제를 강화하고 있다. 자동차 제조업체는 온실가스와 대기오염 물질 배출이 적거나 없는 저공해차 개발 및 판매에 힘쓰고 있다.

최근 공해와 지구온난화 대책으로 전기자동차, 연료전지차 등 무공해차 개발이 진행되고 있다. 특히 2015년 폭스바겐 그룹의 배기가스 조작 사건으로 디젤 엔진의 악영향이 드러난 이후, 유럽 각국에서는 가까운 미래에 가솔린차와 디젤차 판매를 금지하는 법안이 통과될 가능성이 높다. 네덜란드노르웨이는 2025년, 독일은 2030년 시행을 목표로 하는 법안이 제출되기 시작했다.[150][151][152]

12. 2. 자율주행차

스탠퍼드 대학교에서 선보인 무인 자동차인 로봇 폭스바겐 파사트(Volkswagen Passat)


무인 자동차라고도 알려진 완전 자율 주행 차량은 이미 로보택시로 존재하지만,[115][116] 일반적으로 사용되기까지는 갈 길이 멀다.[117]

최근에는 정보통신기술(ICT)이 급속도로 발전하고 있다. 이 때문에 자동차 제조업체와 대형 ICT 기업은 인터넷으로 외부와 연결된 커넥티드카와 인공지능(AI)을 응용한 자율주행차 연구 개발에도 박차를 가하고 있다.

12. 3. 커넥티드카

텔레매틱스 기술 발전으로 카셰어링, 카풀 같은 자동차 공유 서비스가 활성화되면서, 커넥티드카 시스템도 함께 발전하고 있다.[113] 최근 정보통신기술(ICT)의 급속한 발전으로, 자동차 제조사와 대형 ICT 기업들은 인터넷으로 연결된 커넥티드카와 인공지능(AI)을 활용한 자율주행차 연구 개발에 박차를 가하고 있다.

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