자동차공학)현가장치의 기능 및 적용

1. 현가장치의 기능

2. 현가장치의 적용

 

1. 현가장치의 기능

현가장치(suspension)는 차축 위에 차체를 걸어 놓은 장치라는 의미로서 다음과 같은 기능이 요구된다.

 

① 도로면의 입력 차단 : 도로면의 요철에 의해 오는 충격과 흔들림(변위)을 흡수 완화시켜 섀시, 차체로의 입력을 저감 시키는 기능

 

② 자동차의 자세 유지 : 승차 인원, 적재 중량의 변화, 차량 중심에 가해진 횡가속도, 전후 가속도 등의 변화에 상관 없이 차량 자세를 바르게 유지하는 기능

 

③ 제동력, 구동력 유지 : 자동차가 멈출 때나 주행 중일 때 구동바퀴에 발생하는 전후력 및 타이어 회전축의 모멘트에 견딜수 있는 기능

 

④ 코너링 자세 유지 : 코너링 시 발생하는 원심력에 견디고 구심력에 의해 한 쪽으로 치우치는 힘을 흡수하여 각 바퀴를 차체에 대해 바른 위치로 지지하는 기능

 

⑤ 타이어 접지 : 자동차 하중의 지지는 타이어 3개가 있으면 충분하여 4개째 타이어는 받는 하중이 불안정하게 된다. 따라서 현가장치는 타이어 트랙션*을 최대로 하여 네 바퀴가 받는 하중의 편차가 작도록 유연성을 갖게 하는 기능

*타이어 트랙션 : 타이어가 노면 접촉하는 면적(또는 마찰)

 

2. 현가장치의 적용

승용차의 앞 현가장치(front suspention)에 많이 사용되고 있는 독립 현가방식인 맥퍼슨 스트럿과 대형버스에 사용되고 있는 차축 현가방식인 공기 스프링에 대하여 현가장치의 요구 기능과 대처방은 아래와 같다.

 

기능	좌표	기능부품
		맥퍼슨 스트럿	공기 스프링
도려면의 입력 차단	z방향으로 자유롭게 움직임	스프링 상수가 낮은 코일 스프링 사용	스프링 상수가 낮은 공기 스프링 사용
적제하중 변화에 대한 차량 자세 유지	z방향을 구속하고 전후에서 균형을 취함	코일 스프링 상수로서 전후 배분을 튜닝	하중에 맞춰 공기 스프링의 내압을 변화시킴
중심에 가한 횡가속도에 대한 차량 자세 유지	y축 회전을 구속	스태빌라이저의 강성, 링크 배치에 의한 높은 롤 센터 위치	스태빌라이저의 강성
중심에 가한 전후가속도에 대한 차량 자세유지	z방향을 구속	앤티리프트효과(로어암의 부착각도)로서 z방향의 영향을 작게함	앤티리프트효과(어퍼 및 로어 토크 로드의 각도)로서 z방향의 영향을 작게함
제동력, 구동력 유지	x, y방향 주위를 구속	스트럿 및 로어암 배치 및 강성	어퍼 및 로어 토크 로드의 배치 및 강성
횡력 유지	x방향을 구속	스트럿 및 로어암 배치 및 강성	레터럴 로드
타이어 접지	z방향의 하중 변화를 구속	크일 스프링의 스프링 상수, 스태빌라이저 롤 강성 쇽옵서버의 감쇠력	좌우 공기 스프링을 결합하여 이퀄라이저 기능 도모