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1.현가 장치의 종류를 알 수 있다. 2.현가장치의 구조 기능을 이해할 수 있다. 3.앞 뒤 현가장치의 구성 부품을 이해할 수 있다

1)현가장치의 개요 2)앞 현가장치 3)뒤 현가장치 4)현가장치의 구성 부품

현가장치는 앞,뒤 현가장치로 나눌 수 있으며 앞 현가장치에는 맥퍼슨형과 위시본형이 있고 뒤 현가장치에는 트래일링 암형, 5링크 트레일링형, 토션 빔 액슬형, 멀티링크형, 듀얼 링크형이 있다. 현가장치의 주된 구성부품은 샤시 스프링, 쇽업쇼버, 스테이빌라이져로 구성되어 자동차의 승차감을 좋게하고 있다.

자동차 구조 실습 하성용 교수 Ⅰ. 차시

차시 횟수 11주차 차시명 새시실무-현가장치

Ⅱ. 학습 개요 1) 해당 차시 학습 목표

2) 해당 차시 학습 목차(세부목차)

3) 해당 차시에서의 Keyword

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Ⅲ. 학습 항 또는 절 단위로 정리해주시기바랍니다.

장제목 현가장치

절제목 개요

항제목

항(절)의

학습 내용

현가장치(Suspension)는 차축과 차체를 연결하고, 주행중 노면에서 받는 충격을 완화하는 섀시스프링과, 스프링의 자유진동을 흡수하는 쇽업소버외 자동차가 좌·

우로 흔들리는 것을 방지하는 스테이빌라이저 등으로 구성되어 자동차의 승차감을 좋게하는 장치로 구성되어 있다.

현가장치는 자동차의 설치 위치에 따라 앞 현가장치와 뒤 현가장치가 있다.

이러한 현가장치에서는 차축현가식과 독립현가식이 있으며, 차축현가식은 좌우의 바퀴가 1개의 차축으로 연결된 형식으로, 강도가 크고 구조가 간단하기 때문에 소형트럭이나 대형차량에서 많이 사용되고 있다. 독립현가식은 차축현가식처럼 차축과 현가장치의 구별이 명확하지 않으며, 다음과 같은 특징이 있어 승용차에 많이 사용되고 있다.

1) 차량의 높이를 낮게 할 수 있어 안전성이 향상된다.

2) 스프링 아래 무게가 가벼워 승차감이 좋다.

3) 조향바퀴에 옆방향 진동(Shimmy)이 잘 일어나지 않고 타이어 접지성이 좋아진다.

따라서 이번 시간에는 승용차에서 많이 사용되고 있는 독립 현가장치를 중심으로 학습하기로 한다.

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구조 277 1-1그림

구조 277 1-2그림

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Ⅲ. 학습

장제목 현가장치

절제목 개요

항제목 현가장치의 분류

항(절)의

학습 내용

① 앞 현가장치

위시본형 (Wish Bone Type)

맥퍼슨형(Mcpherson Type또는 Strut Type)

② 뒤 현가장치

트레일링 암형(Trailing Arm)

5링크 트레일링형(5Lingk Type)

토션 빔 액슬형(Torsion Beam Axle Type)

멀티 링크형(Multi Lingk Type)

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-앞·뒤현가장치 분류 설명

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Ⅲ. 학습

장제목 현가장치

절제목 앞 현가장치

항제목 위시본형

항(절)의

학습 내용

위시본형(Wish Bone Type)은, 바퀴에 발생하는 제동력이나 선회 구심력(Cornering Force)은 모두 서스펜션 암이 지지하고, 스프링은 수직방향의 하중만을 지지하는 구조로 되어 있다. 이 형식은 스프링의 배치나 사용하는 스프링의 종류에 따라 그림 과 같은 종류가 있으며,

보통은 그림 같은 위시본형 앞 현가장치를 많이 사용하고 있다.

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Ⅲ. 학습

장제목 현가장치

절제목 앞 현가장치

항제목 맥퍼슨형

항(절)의

학습 내용

맥퍼슨형(Strut Type 또는 Mcpherson Type)은 그림과 같은 구조로 되어 있으며, 조향 너클(Steering Knuckle)과 일체로 되어 쇽 업소버가 설치된 스트럿(Strut)과 현가 암, 현가 암과 아랫부분을 연결하는 볼 조인트(Ball Joint) 및 스프링 등으로 구성되어 있다.

스트럿의 윗부분은 서포트를 통해 차체에 결합하고, 서포트에는 스러스트 베어링과 접해있다.

차량의 무게는 서스펜션 서포트를 통해 차체가 지지하며, 조향을 하게 되면 너클과 함께 스트럿이 회전하도록 되어 있다.

최근에 생산하는 승용차의 앞 현가장치는 대부분 맥퍼슨형 현가장치를 사용하고 있다.

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Ⅲ. 학습 항 또는 절 단위로 정리해주시기바랍니다.

장제목 현가장치

절제목 뒤 현가장치

항제목 트레일링 암형

항(절)의

학습 내용

트레일링 암형(Trailing Arm)은 그림과 같이 차의 뒤쪽으로 향한 1개 또는 2개의 암에 의해 바퀴를 지지하고 쇽 업소버와 코일 스프링 및 토션 바로 구성되어 있다.

이 형식은 구조가 간단하고 휠 얼라이먼트의 변화나 타이어의 마모가 적은 장점으로 소형 FF자동차의 뒤 현가장치로 많이 사용하고 있으나, FR차에서는 거의 사용하지 않고 있다.

이 형식의 대표적인 예로는 엑셀과 스쿠프 트라제를 들 수 있다.

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Ⅲ. 학습

장제목 현가장치

절제목 뒤 현가장치

항제목 5링크 트레일링형

항(절)의

학습 내용

5링크형(5Lingk Type)은 FR자동차의 뒤 현가장치에 많이 사용되는 형식으로, 그림 과 같은 구조로 되어 있다. 이 형식은 앞, 뒤 하중을 받는 좌우 2개씩의 암과 가로 하중을 받는 레터럴 로드 등 5개의 링크와 코일 스프링 및 쇽 업소버로 구성되어 있으며, 주로 차축 고정식에서 쓰이고 있다. 이 형식의 대표적인 예로는 스텔라 겔로퍼,싼타페 테라칸 투싼을 들 수 있다.

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Ⅲ. 학습

장제목 현가장치

절제목 뒤 현가장치

항제목 토션 빔 액슬형

항(절)의

학습 내용

토션 빔 액슬형(Torsion Beam Axle Type)은 FF자동차중 고급차의 뒤 현가장치로 많이 사용되고 있으며, 그림과 같은 구조로 되어 있다. 고강력 강판을 사용한 U자형 액슬 빔 양단의 트레일링 암, 레터럴 로드(Lateral Rod) 및 쇽 업소버와 코일 스프링이 있고, 액슬 빔에 장치된 토션 바(Torsion Bar)로 구성되어 있다.

이 형식은 차체로 전달되는 진동을 감소시켜 조향 안정성과 승차감이 좋으며, 좌측 선회시 차체 경사에 의해 우측 트레일링 암은 떠오르기 때문에 액슬 빔 및 토션 바가 세게 비틀어지고, 이 비틀림에 대한 반력이 좌우 트레일링 암의 반대로 보정하는 방향으로 작용하기 때문에 차체의 경사를 억제하여 변화하지 않는 노면 캠버와 함께 뛰어난 주행 승차감을 얻을 수 있는 방식이다. 이 형식의 대표적인 예로는 엘란트라, 구쏘나타와 구그랜저 아토스가 있다.

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Ⅲ. 학습

장제목 현가장치

절제목 뒤 현가장치

항제목 멀티링크형

항(절)의

학습 내용

뒤 현가를 독립식으로 하면 스프링 하중을 작게 할 수 있으므로 승차감 및 로드홀딩이 향상되어 보디의 바닥을 낮출 수 있으므로 실내의 공간을 증대하는 등의 효과가 있으며 최근 승용차량에 이 형식을 사용하고 있다.

그림 위와 그림 아래를 살펴보면 바퀴가 지지하는 암을 차체에 경사지게 장착한 형식이므로 트레일링 암과 스윙 액슬형의 중간적인 성격을 가진 현가장치로 세미 트레일링 암형의 종류 이지만 이 형식을 보면 여러개의 링크로 구성되어 있으므로 멀티링크형이라고 한다.

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Ⅲ. 학습

장제목 현가장치

절제목 현가장치 구성부품

항제목 현가 스프링

항(절)의

학습 내용

현가장치 구성부품으로는 스프링, 쇽 업소버, 스테이빌라이저 등으로 구성되어 있으며 현가스프링은 차체와 차축사이에 설치되어 주행중 노면으로부터의 충격이나 진동을 흡수하여 차체에 충격이 전달되지 않게 하는 역할을 하며, 판 스프링, 코일 스프링 ,토션 바 스프링,고무 스프링,공기 스프링 등이 있다.

① 판 스프링

판 스프링(Leaf Spring)은 적당히 구부린 띠 모양이 스프링강을 몇개 겹쳐 그 중심에서 센터볼트로 조이고, 양끝에 스프링 아이(Spring Eye)를 두어 핀을 통해 프레임이나 차체에 설치하도록 되어 있다. 그리고 스프링의 중간부분은 U볼트로 차축에 고정하고 판 스프링은 주로 상용차에 많이 사용된다.

② 코일 스프링

코일 스프링(Coil Spring)은 스프링강의 둥근 막대를 코일 모양으로 감아서 만든 것으로, 외력을 받을 때 판 스프링은 구부러지는데 비해 코일 스프링 비틀려 진다. 따라서 에너지 흡수력이 판스프링보다 크고 스프링 작용이 유연하기 때문에 주로 승용차에 쇽 업소버와 같이 결합하여 많이 사용되고 있다.

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Ⅳ. 학습

장제목 현가장치

절제목 현가장치 구성부품

항제목 현가 스프링

항(절)의

학습 내용

③ 토션 바 스프링

토션 바 스프링은 아래와 같이 스프링강의 막대(Torsion bar)로 만든 것이며 스프링 힘, 바의 길이 및 단면적에 따라 결정되고, 코일 스프링처럼 진동의 감쇠작용이 없기 때문에 쇽 업소버를 사용해야 한다.

토션 바 스프링은 단위 무게에 대한 에너지 흡수율이 다른 스프링에 비해 크기 때문에 가볍고 구조도 간단하게 할 수 있는 장점이 있으며, 그 설치방법은 차체와 수평으로 설치하는 세로 설치식과 차체와 직각으로 설치하는 가로 설치식이 있다.

④ 고무 스프링

고무는 강철에 비하여 모양을 마음대로 만들 수 있고, 조용하게 작동하며 그 내부 마찰에 의한 감쇠작용이 있고 급유할 필요가 없는 등의 장점이 있으므로 철과의 첩착기술의 발달에 따라 최근에 많이 쓰고 있으나, 큰 하중을 지탱하기에는 적합하지 않기 때문에, 소형 차량에서 그림과 같이 보조 스프링으로 사용하는 경우가 많다. 또한 나이트하르트 스프링은 스윙 아암의 움직임에 따라 캠이 회전하여 주위에 끼워 있는 환봉 모양의 고무를 압축하여 충격을 흡수하는 구조로 되어 있다

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Ⅲ. 학습

장제목 현가장치

절제목 현가장치 구성부품

항제목 현가 스프링

항(절)의

학습 내용

⑤ 공기 스프링

공기 스프링은 공기의 압축 탄성을 이용한 것이며 금속 스프링과 다른 여러 가지 특징을 가지고 있고 다음과 같은 특징이 있다.

매우 유연한 스프링을 비교적 쉽게 얻을 수 있다.

공기 스프링 내부의 공기 압력을 조절하여 하중이 변화해도 차 높이를 일정하게 유지할 수 있다.

스프링의 강도를 하중에 비례하여 바꿀 수 있기 때문에 차에 짐을 실을 때나 빈차일 때의 승차감은 별로 달라지지 않는다.

이러한 장점은 있으나 공기 압력을 하중에 따라 조정하는 장치와, 압축 공기를 만드는 압축기 등이 필요하며 구조가 복잡한 관계로 소형차에서는 거의 쓰이지 않는다. 공기 스프링에는 그림과 같이 벨로즈형, 다이어프램형 및 복합형 등이 있다.

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Ⅲ. 학습

장제목 현가장치

절제목 현가장치 구성부품

항제목 쇽업쇼버

항(절)의

학습 내용

쇽 업소버(Shock Absorber)는 자동차 주행시 스프링이 받는 충격에 의해 발생하는 고유진동을 흡수하여 자동차의 안정성과 승차감을 향상 시킨다.

쇽 업소버는 현가장치와 차체 사이에 설치되어 스프링의 피로를 적게 한다.

① 맥퍼슨형 쇽 업소버

맥퍼슨식 쇽 업소버는 그림 1-20과 같은 구조로 되어 있으며, 맥퍼슨식 앞 현가장치의 쇽 업소버로 많이 사용되고 있는 형식이다. 이 형식의 장점은 신축하거나 팽창을 할 때 저항이 작아 충격을 주지않기 때문에 비포장 도로에서 상당히 유리하게 작용한다.

② 통형 쇽 업소버

통형(Telescopic Type) 쇽 업소버는 그림 1-21과 같이 안내를 겸한 가늘고 긴 원통을 서로 결합한 구조로 되어 있으며, 내부에는 차축쪽과 연결하는 실린더와, 차체쪽에 연결하는 피스톤이 결합되어 있고 실린더 안에는 오일이 채워져 있다. 피스톤에는 오일이 통과하는 작은 구멍(Orifice)이 있으며, 오리피스에는 오일의 흐름에 따라 자동적으로 오리피스를 개폐하는 자동밸브가 있어 늘어날 때에는 오리피스를 통과하는 오일 저항에 의해 진동억제작용을 하고, 줄어들 때는 피스톤에 설치된 밸브가 열려 저항없이 오일을 통과시키기 때문에 진동 억제작용을 하지 않는다.

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Ⅲ. 학습

장제목 현가장치

절제목 현가장치 구성부품

항제목 쇽업쇼버

항(절)의

학습 내용

③ 가스 봉입식 쇽 업소버

가스 봉입식(드가르봉식)은 유압식의 1종이며 그림 1-22와 같은 구조로 되어 있다. 일반적인 형식과 다른점은 자유 피스톤을 설치하고 그 아래쪽에 고압 질소 가스를 봉입(封入)하고 바깥통이 한겹으로 되어 있는 것이 다르며, 다른 형식에 비해 다음과 같은 특징이 있다.

구조가 간단하다.

작동시에 오일에 거품이 발생하지 않으므로 장시간 작동해도 감쇠효과가 저하되지 않는다.

바깥통이 한겹으로 되어 방열 효과가 좋다.

내부에 압력이 가해 있기 때문에 분해하는 것은 위험하다.

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Ⅲ. 학습

장제목 현가장치

절제목 현가장치 구성부품

항제목 스테이빌라이저

항(절)의

학습 내용

승차감을 좋게하기 위해 스프링 상수가 작은 스프링을 사용하며, 자동차가 선회할 때 작용하는 원심력 때문에 차체가 많이 기울게 된다.

독립 현가식 차는 특히 그 경향이 크기 때문에 선회할 때의 롤링(Rolling)을 감소하고 차체의 평형을 유지하기 위해 토션 바를 이용한 스테이빌라이저(Stabilizer)가 결합되어 있다.

스테이빌라이저는 그림과 같이 양끝은 좌우의 아래 서스펜션 암에 결합되어 있고, 중간 부분은 프레임에 지지되어 있다.

이것은 좌우 바퀴가 동시에 상하로 움직일 때는 작용하지 않으나, 좌우 바퀴가 상하운동을 서로 반대로 할 때는 스테이빌라이저가 비틀려서 이 때 발생하는 스프링 힘으로 차체가 기우는 것을 감소시킨다.

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Ⅳ. 평가

번호 문제 정답 및 해설

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1.현가장치 분류 중 앞 현가장치에 적용하는 형식을 선택하세요?

①트레일링 암형

②토션빔 액슬형

③맥퍼슨형

④멀티링크형

③맥퍼슨형

※맥퍼슨형과 위시본형은 앞 현가장치의 한 분류이고 나머지는 뒤 현가 장치의 분류이다..

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2. 다음 설명이 말하는 뒤 현가 방식은 어느 것인가?

※ 구조가 간단하고 휠 얼라이먼트의 변화나 타이어의 마모가 적은 것.

①트레일링 암형

②5링크 트레일링형

③토션 빔 액슬형

④멀티링크형

④트레일링 암형

※트레일링 암형은 소형 FF자동차의 뒤 현가장치로 많이 사용하고 있으나 FR차에서는 거의 사용하지 않고 있다.

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3. 다음 중 쇽 업소버의 종류가 아닌 것은?

①맥퍼슨 형

②스테이빌라이저 형

③통 형

④가스 봉입식

②스테이빌라이저

※스테이빌라이저는 자동차의 좌우 진동을 흡수하는 현가스프링이며 스프링의 진동을 흡수하는 쇽업소버와는 다르다.

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4. 다음 중 무거운 하중에 적합하고 스프링 강을 멸 개 겹쳐 사용하는 현가 스프링은 어느 것인가?

①판 스프링

②코일 스프링

③토션 바 스프링

④고기 스프링

①판 스프링

※판 스프링은 스프링 강 중간에 센터볼트로 조이고 양끝에 스프링 아이를 두어 핀을 통해 프레임이나 차체에 설치한다.

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-현가장치는 승차자의 승차감을 좋게 하는 장치로 앞 현가와 뒤 현가로 나누어 진다. -앞 현가에는 위시본형과 맥퍼슨형으로 대별되며, 뒤 현가에는 트래일링 암형, 5링 크 트레일링형, 토션 빔 액슬형, 멀티링크형이 있다. -현가장치의 주된 구성부품은 샤시 스프링, 쇽업쇼버, 스테이빌라이져가 있고 샤시스프링은 판,코일,토션 바,고무,공기 스프링 등이있고 쇽업소버는 맥퍼슨형, 통형, 가스 봉합식이 있어 이들이 현가 장치의 주된 구성 요소들 이다.

Ⅴ. 핵심 정리