자동차공학)현가장치 자동차의 진동

자동차에서 느끼는 진동은 현가장치에 사용된 스프링의 진동이다. 이것은 차축의 방향을 x축으로 하여 x방향, y방향, z방향 운동과 x축, y축, z축 주위의 회전운동의 총 6자유도로 운동을 한다. 자동차의 진동은 이들 6자유도의 진동이 독립적이 아닌 중복된 상태로 발생하여 이것들을 어떻게 구속하느냐에 따라 현가장치의 승차감과 안정성을 결정하게 된다. 자동차의 진동은 스프링 상중량과 스프링 하중량에 따라 진동 특성이 결정된다.

1. 스프링 상중량 진동

2. 스프링 하중량 진동

3. 주행조건에 따른 현상

 

1. 스프링 상중량 진동

스프링 상중량의 진동은 섀시스프링에 의해 지지되는 무게에 의해서 오는 진동으로 주로 다음 4가지가 있다.

① 바운싱(bouncing) : 차체가 상하로 진동하는 것을 말하며 z축 방향으로 상하 운동하는 스프링의 고유진동이다.

② 피칭(pitching) : 종진동, 세로진동이라고 하며 y축을 중심으로 회전운동하는 고유진동이다. 요철 주행 시나 급제동 시에 발생될 수 있다.

③ 롤링(rolling) : 횡진동, 가로진동이라고 하며 x축을 중심으로 회전운동 하는 고유진동이다. 윤거가 넓을수록, 무게중심이 낮을수록 적게 발생된다.

④ 요잉(yawing) : 주행 중 차의 앞부분이 좌우로 진동하는 것을 말하며 z축 중심으로 회전운동을 하는 고유진동이다. 이것은 핸들 링크장치의 마멸, 휠 얼라이먼트의 불량, 타이어 공기갑의 불균일 때문에 일어난다.

 

2. 스프링 하중량 진동

스프링 하중량의 진동은 섀시 스프링에 의해 완화되지 않은 무게, 즉 섀시 스프링의 아래쪽에 있는 차축이나 차륜의 중량에서 오는 진동을 의미한다. 즉, 스프링 하중량은 타이어와 현가장치 사이에 끼어진 부분의 질량으로 차축이나 차륜의 무게이다. 하중량이 크면 도로면의 요철에 의한 충격이 큰 영향을 주어 승차감이 나빠진다.

① 휠 홉(wheel hop) : z방향으로 상하 평행 운동하는 진동이다.

② 휠 트램프(wheel tramp) : x축을 중심으로 회전하는 진동이다.

③ 와인드 업(wind up) : y축 방향(좌우 방향)의 평행진동이 있다.

 

3. 주행조건에 따른 현상

① 다이브(dive) 현상 : 주행 중 급제동 시에 앞쪽은 내려가고 뒤쪽은 상승하는 현상

② 스쿼트(squat) 현상 : 다이브 현상과 반대의 개념으로 차량이 급출발할 때나 급가속 시에 뒤쪽에 하중이 걸려서 앞쪽은 상승하고 뒤쪽은 내려가는 현상

③ 롤 현상 : 코너링 시 원심력에 의해서 차량이 바깥방향으로 쏠리는 현상

④ 바운싱 현상 : 요철 주행 시 차량이 평행한 상태로 상하로 움직이는 현상

⑤ 피칭 현상 : 요철 주행 시 차량의 앞뒤가 반대방향으로 움직이는 현상