현가 장치 주요 학습 내용 1. 현가 장치 1) 필요성 3) 구성 요소 3) 새시 스프링 4) 쇼크 옵서버 5) 스테빌라이저

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1 현가 장치 주요 학습 내용 1. 현가 장치 1) 필요성 3) 구성 요소 3) 새시 스프링 4) 쇼크 옵서버 5) 스테빌라이저
1. 현가 장치 1) 필요성 ) 구성 요소 ) 새시 스프링 4) 쇼크 옵서버 ) 스테빌라이저 2. 현가 장치 분류 1) 차축 현가식과 독립 현가식 ) 차축 현가식의 구조 ) 독립 현가식의 구조 3. 전방 현가 장치 1) 차축식(판 스프링) ) 독립식(위시본형) ) 독립식(토션 바) 4) 독립식(맥퍼슨 스트럿) ) 독립식(트윈 I 빔) ) 볼 조인트 4. 후방 현가 1) 차축식(판 스프링) ) 차축식(코일 스프링) ) 독립식(트레일링 암 ) 4) 독립식(트레이링 암) ) 독립식(세미 트레일링 암) 6) 독립식(맥퍼슨 스트럿) 5. 현가 장치 특성 1) 차체 진동 ) 차축 진동 ) 차체 자세 변화 6. 전자 제어 현가 장치 1) 주요 구성 요소 ) 센서의 종류 ) 제어 로직 4) 전자 제어 공기압 현가장치

2 현가 장치 (suspension systems)
현가 장치의 필요성 현가 장치는 차축과 차체를 연결하여,주행할 때 차축이 노면에서 받는 진동이 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 함으로써 차체나 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치이다. 충격,진동 충격,진동

3 현가 장치의 목적 1. 차축과 차량의 차체 사이에 위치하여 차량의 무게를 지지한다.
2. 도로상의 요철 통과 시 충격을 흡수하여 완충 작용을 한다. 3. 타이어와 도로 사이의 접지력 유지하고 바퀴 정렬을 유지한다. 4. 거친 노면을 주행할 때 차체의 상하운동 및 선회시의 롤링을 최소화한다. 5. 선회 시 원심력에 견디고 각 바퀴를 차체에 대해 바른 위치로 지지한다. 6. 바퀴의 상하운동에 대해 유연한 탄성을 갖고 수평방향은 충분한 강성을 갖는다 5. 구동력, 제동력, 선회 등 가로 방향의 힘을 받은 경우 조정안정성이 확보된다

4 현가 장치의 구성 요소 새시 스프링(chassis spring) 쇼크 옵서버(shock absorber)
차량의 하중을 지지, 노면 충격의 흡수 및 완화 쇼크 옵서버(shock absorber) 새시 스프링의 진동의 억제, 감쇄 작용 스테빌라이저 (stabilizer) 좌우의 요동 방지, 롤링의 최소화 조향 기어 (steering gear) 코일 스프링 (coil spring) 조향 핸들 (steering wheel) 쇼크 옵서버 (shock absorber) 스테빌라이저 (stabilizer) 전륜 구동 현가 장치

5 현가 장치의 형식 차축 현가식 (Rigid axle suspension type ) 특 징
좌우의 바퀴가 하나의 축에 설치되고, 현가 장치와 조합되어 차체에 설치되는 방식 판 스프링 (leaf spring) 특 징 (1) 구조가 단순하기 때문에 값이 싸고 신뢰성이 높다 (2) 바퀴의 상하운동으로 인한 바퀴정열의 변화가 적다 (3) 스프링 하중량이 커서 승차감은 불리하다 (4) 왼쪽과 오른쪽 바퀴의 작동이 연동되기 쉽고 진동이 생기기 쉽다 차축 (axle)

6 ◈ 일체차축

7 현가 장치의 형식 독립 현가식 (Independent suspension type) 특 징
좌우의 바퀴가 독립한 기구로 설치되고, 현가 장치와 조합되어 차체에 설치되는 방식 특 징 상부 컨트롤 암 프레임 (frame) (1) 왼쪽과 왼쪽 바퀴를 연결시키는 차축이 없기 때문에엔진의 위치나 트렁크 바닥을 낮게 할 수 있다 (2) 바퀴가 상하 운동할 때의 정열변화의 자유도가 크다 (3) 스프링 하중량이 가볍고 접지성이 우수하다 하부 컨트롤 암

8 ◈ 독립차축

9 새시 스프링의 종류 판 스프링 (leaf spring)
O 점차 길이가 작아지는 유연한 강판을 여러 겹 쌓고, 클립에 의해 고정된다. O 가장 긴 메인 스프링의 양끝을 둥글게 말아 스프링 아이를 만들고 여기에 부시를 넣어 핀에 의해 차체에 부착시킨다 O 핀의 중심간의 거리를 스팬, 스프링의 처짐을 캠버라고 한다 O 판 스프링은 노면 충격을 흡수하기 위해 휘어지는데, 이 때 각각의 판재는 굽힘 변형이 일어나고 판간 마찰(inter leaf friction) 이 일어난다. 프레임 (frame) 범퍼 (bumper) 행거 (hanger) 새클 (shackle) 클립 (clip) U볼트 (U bolt) 판 스프링 (leaf spring)

10 새시 스프링의 종류 판 스프링 각부 구조

11 새시 스프링의 종류 코일 스프링 (coil spring) 장점 단점
원형의 스프링 강을 코일 형태로 감은 것으로 판스프링은 굽힘을 받으나 코일 스프링은 탄성을 받는다 O 에너지 흡수 율이 크고 체적비율이 적어 스프링 자체의 무게가 줄어든다 O 스프링 상수가 적은 유연한 스프링이 얻어진다 O 탄성이 좋기 때문에 주로 승용차에 사용된다 . 장점 O 횡 방향 작용력에 대한 저항력이 없다 차축을 지지하기 위한 링크기구 필요 O 판 사이의 마찰이 없어 진동을 감쇠 시키는 역할을 못한다. 쇼크옵서버 필요 단점

12 새시 스프링의 종류 토션 바 (torsion bar) O 막대의 비틀림 탄성을 이용하는 것으로 스프링 강으로 된 직선 봉재이다
스프링 작용을 한다.

13 새시 스프링의 종류 공기 스프링 (air spring) O 대단히 유연한 스프링을 얻을 수 있다
유지할 수 있다 O 스프링의 세기를 하중에 비례하여 변화시킬 수 있어 적재차와 빈차 때의 승차감에 큰 변화가 없다 공기 스프링 (air spring) 상부 컨트롤 암 (upper control arm) 하부 컨트롤 암 (lower control 공기 밸브 (air valve)

14 새시 스프링의 종류 공기 스프링 형식 (a) 피스톤 실린더형(금속제) 피스톤 실린더의 유효 수압면적은 피스톤의
면적에 의해 정해지며 수압면적이 변치 않음 (b) 다이어프램형(고무막 제품) 상하운동을 하는 피스톤의 단면 형상에 따라 고무막의 모양이 정해지며 피스톤과 스커트 부의 곡면을 변화시켜서 얻는다 (c) 벨로스형(고무막제품) 나일론 코드와 얇은 고무를 합친 고무 벨로 스가 상하 철판과 가로방향의 팽창을 방지 하기 위한 중간 링으로 구성되어 있다

15 공기 현가 장치 공기 현가 장치 (air suspension)의 구조 O 보조 공기실
고무 벨로스의 신축에 의한 내압의 변화를 완화하는 역할을 하며 그 체적을 적당히 선정하여 광범위한 스프링 상수가 얻어진다 O 레버링 밸브 (자동 높이 제어 밸브) 승객이나 화물 등의 하중 변화에 대해 벨로스 및 보조공기실 내의 압력이 자동적으로 조절되 어 스프링 높이 즉 차체의 높이를 일정하게 유지시킨다 O 가이드 링크 벨로스의 전후 좌우 운동을 규제한다

16 공기 현가 장치 공기 현가 장치의 특징 O 하중의 증감에 관계없이 차량의 높이가 유지되고 차량 전후,좌우의 경사를 방지한다

17 쇼크 옵서버 (shock absorber)
쇼크 옵서버의 기능 로드(rod) 오리피스 (orifice) 실린더 (cylinder) 현가 장치 마운트 (suspension mount) 프레임 마운트 (frame mount) 유체(fluid) 현가 스프링에 의해 진동이 생겼을 때 차체의 상하 진동 에너지를 흡수하여 자동차의 진동을 억제하여 부드럽게 그 진동 줄이는 진동 감쇠장치이다 쇼크 옵서버의 구조 실린더 내에 피스톤이 있고 리바운드(신장) 때 오일이 오리피스를 통과할 때 유체 난류저항에 의해 감쇠작용을 한다 쇼크 업소버에 의하여 흡수되는 운동에너지는 열 에너지로 변환되어 공기 중으로 발산된다

18 쇼크 옵서버의 종류 (a) 단동형(single acting type)
리바운드(신장) 때 오일이 오리피스를 통과할 때 유동저항에 의해 감쇠작용을 하나 바운드(압축)때 피스톤에 설치된 밸브가 열리고 오일은 저항 없이 통과하여 감쇠작용이 없다 (b) 복동형 (double acting type) 2개의 피스톤 밸브 및 오리피스를 갖는 기저밸브의 작동으로 리바운드와 바운드 양쪽에 대해 감쇠작용을 한다

19 쇼크 옵서버의 작동 실린더 속의 오일 또는 유체가 피스톤의 오리피스를 통해서 흐르면서 발생하는 유체
마찰로 스프링의 진동을 억제한다. 크면 유체의 흐름이 원활하고 승차감은 부드러워진다. 오리피스의 구멍이 유체의 흐름이 어려워지고 승차감도 딱딱한 느낌을 준다 작으면 상부 유실 (1) 쇼크 옵서버가 없는 경우 오리피스 (orifices) 진동이 계속된다 진폭 시간 (2) 쇼크 옵서버가 있는 경우 피스톤 진동이 감쇄된다 진폭 하부 유실 시간 감쇄 압축 시 신장 시 감쇄

20 쇼크 옵서버의 감쇄력 C는 각 쇼크 업서버의 감쇠특성을 표시하는 피스톤 면적 AP 피스톤 로드 단면적 AR
피스톤 속도를 vp라 하면 오리피스를 통과 하는 유량은 리바운드 시 쇼크 업소버의 감쇠력은 여기시 p1는 피스톤에 생기는 차압력이며 차압력은 피스톤을 통과하는 작동오일의 유량에 지배되므로 쇼크 업소버의 감쇠력 Fd 피스톤 속도의 함수가 된다 오리피스 면적이 일정할 때 n = 2 통로면적이 압력에 비례할 때 n =3 /4 C는 각 쇼크 업서버의 감쇠특성을 표시하는 감쇄계수이다

21 쇼크 옵서버의 감쇄계수 W를 스프링 상중량 k를 현가 스프링의 스프링 상수라 하면 O 쇼크 업소버가 없은 경우 C=0 인 경우
스프링계가 상하 진동를 시작하면고유 주기로 진동을 계속하여 감쇄되지 않음 O 감쇄계수 C가 점차 큰 값이 되면 진동 주기는 길게 되고 감쇄는 빨라진다 O C가 더욱 커지면 무주기 운동이 되어 정지상태가 되고 이 때 임계감쇄계수는 적당한 감쇄계수 값은

22 스태빌라이저 (stabilizer) 목적 작동 자동차의 기울어짐을 방지하고 그 기울어짐을 빨리 복원시켜서 차량이
옆으로 흔들리는 것을 막는 역할을 한다. 목적 작동 자동차가 선회 시나 노면의 요철에 의해 차축의 기울어짐이 크게 되면 차체는 횡 방향 흔들림이 발생한다. 이것을 방지하기 위해 한쪽의 바퀴가 상하로 움직이면 스테빌라이저 바가 받는 탄성에 의해 반대 축 바퀴를 같은 방향으로 움직이게 한다 . 차축 상하 운동 상하 운동 비틀림 탄성 스태빌라이저 바 (stabilizer bar) 차축

23 현가 장치 분류 차축 현가식 (Rigid axle suspension type )
판 스프링 (leaf spring) 좌우의 바퀴가 하나의 축에 설치되고, 현가 장치와 조합되어 차체에 설치되는 방식 차축 (axle) 독립 현가식 (Independent suspension type) 상부 컨트롤 암 프레임 (frame) 좌우의 바퀴가 독립한 기구로 설치되고, 현가 장치와 조합되어 차체에 설치되는 방식 코일 스프링 (coil spring) 하부 컨트롤 암

24 차축 현가식의 구조 구조 차축식은 좌우의 바퀴가 하나의 차축으로 연결되어 있고, 그 차축을 스프링을 매개로 차체에 장착하는 형식 특성 강도가 크고 구조가 간단해서 대형 트럭이나 버스 등에 가장 많이 채용되고 있다.

25 독립 현가식의 구조 구조 특성 독립현가식 위스본형 좌우 바퀴가 독립한 기구로 설치되고 현가 장치가 서로
조합되어서 차체에 설치된 형식 특성 스프링 중량이 가볍게 되고 차 높이도 낮게 할 수 있으며 노면 요철에 의한 진동을 적게 할 수 있다. 승차감이 좋아 승용차에 널리 사용되고 있다. 상부 컨트롤 암 코일 스프링 (coil spring) 쇼크 옵서버 (shock absorber) 토션 바 (torsion bar) 하부 컨트롤 암 독립현가식 위스본형

26 차축 현가식과 독립 현가식의 비교 차축 현가식 (Rigid axle suspension type )
한쪽 타이어가 돌출된 노면을 넘어가는 경우 차체가 크게 경사지게 된다. 좌우가 1개의 튼튼한 차축을 지닌 차축 현가방식은 무거운 화물을 적재하는 차량의 경우에 적합한 구조이다. 킹 핀 조향 너클 판 스프링 차축 돌출된 노면 차축 현가식 차체가 기울어 진다

27 차축 현가식과 독립 현가식의 비교 독립 현가식Independent suspension type)
한쪽 타이어가 돌출된 노면을 넘어가는 경우에 독립 현가 방식은 좌우의 바퀴가 독자적으로 움직이기 때문에 차체에 대한 영향이 적다. 상부 컨트롤 암 볼 조인트 프레임 (frame) 볼 조인트 하부 컨트롤 암 돌출된 노면 독립 현가식 차체가 수평을 유지할 수 있다

28 독립 현가식의 장점과 단점 장점 단점 차고를 낮게 할 수 있어 자동차의 안정성이 향상된다.
스프링 하중을 경감시킬 수 있어 승차감이 좋다. 3. 좌우 바퀴의 시미 발생의 염려가 적고 접지성이 좋게 된다. 4. 유연한 섀시 스프링이 사용된다. 단점 구조가 복잡하고 가격이나 취급에 불리하다. 관절부분이 많고 그 마모로 바퀴 정렬의 문란이 생기기 쉽다. 바퀴의 상하운동으로 축간 거리가 변화되며 타이어의 마모가 빠르다.

29 전방 현가 장치 (front suspension)
전방 현가장치의 역할 (1) 차량 앞부분 차체의 중량을 지지한다 (2) 도로 충격을 흡수하고 부하에 대해 충격의 쿠션 역할를 한다 (3) 조향 장치의 제어 및 바퀴 정렬 기능을 유지한다 (4) 급격한 제동 시 조향 제어 기능 유지한다 마운트 조향 핸들 스트럿 코일 스프링 너클 구동차축 볼 조인트 하부 컨트롤 암 맥퍼슨 스트럿형 전방 현가 장치

30 전방 현가 장치의 분류 평행 판 스프링 가로 판 스프링 차축 현가식 코일 스프링 에어 스프링 위시본형 토션 바 독립 현가식
맥퍼슨 스트럿 가로 판 스프링 코일 스프링 에어 스프링 토션 바 평행 판 스프링 트레일링 암형

31 차축식(rigid axle type) 전방 현가 장치
구조가 간단하고 값이 저렴하며 세로방향의 외력에 강하다 (b) 가로방향 판 스프링식 겹판 스프링을 가로방향으로 배치한 것이며 스프링 유연성이 커서 소형차에 사용된다 가로방향 외력에 강하나 세로방향 외력에는 약하므로 링크기구로 보강한다 (c) 코일 스프링식 유연한 스프링이나 세로와 가로 두 방향의 수평 외력에 대해서 강성이 아주 낮고 이들의 힘을 받는 링크 기구가 필요하다 (d) 공기 스프링식 공기의 체적탄성을 이용한 것이며 압축탄성은 비선형이며 하중이 변해도 스프링의 고유 진동수는 변화되지 않는다

32 차축식 전방 현가 장치의 장단점 장점 단점 구조가 간단하여 가격이 저렴하며 보수가 쉽다
선회 시 롤 중심이 현가 스프링 지점 부근으로 비교적 높은 위치에 있으며 차체의 경사가 완만하다 단점 스프링 하중량이 커서 승차감이 좋지 않다 좌우 현가장치의 압축상태 차이로 엑슬 스티어링이 발행하기 쉽다 조향장치의 진동 시비(shimy)현상 발생의 원인이 된다

33 차축식 전방 현가 장치 ( 판 스프링 ) 차축에 판 스프링을 장착하고 있으며, 킹 핀을 사용하여 조향너클을 차축의 끝에 부착한다. 판 스프링의 한쪽 끝은 행거에 의해 다른 쪽 끝 단은 세클에 의해 차체나 프레임에 부착된다. 판스프링은 차축 위에 설치되어 차체의 지상고를 높게 한다 조향 기어 (steering gear) 타이로드 (tie rod) 스프링 행거 (spring hanger) 차축 (axle) 판 스프링 (leaf spring) 스프링 세클 (spring shackle) 스핀들 (spindle) 킹 핀 (king pin)

34 독립식 전방 현가 장치 (위시본 형) 위시본 식 (Wishbone) 상부 컨트롤암 코일 스프링식 하부 컨트롤암 코일스프링식
독립식 전방 현가 장치 (위시본 형) 위시본 식 (Wishbone) 상부 컨트롤암 코일 스프링식 하부 컨트롤암 코일스프링식 (c) 상부 컨트롤암 토션바식 O 후륜 구동 전차축 현가장치에 주로 사용된다 O 코일 스프링이나 토션바 스프링과 상하 컨트롤 암을 사용한다 O 구조가 복잡하고 고가이며 차체 측이 무겁다 O 캠버 및 토우 각의 변화 롤 센터 변화 등의 선택 자유성이 높다

35 독립식 전방 현가 장치 (위시본 형) (a) 하부 컨트롤 암 코일 스프링식
독립식 전방 현가 장치 (위시본 형) (a) 하부 컨트롤 암 코일 스프링식 길이가 다른 상하 컨트롤 암 사이에 코일 스프링이 끼워져 있다 . 컨트롤 암은 차체나 프레임을 선회 축으로 하며 바퀴가 상하운동을 함에 따라 컨트롤 암이 중심이 되어 스프링 작용을 한다 상부 컨트롤 암 (upper control arm) 짧은 암 (short arm) 코일 스프링 (coil spring) 스핀들 (spindle) 하부 컨트롤 암 (lower control arm) 쇼크 옵서버 (shock absorber) 긴 암 (long arm)

36 독립식 전방 현가 장치 (위시본 형) (b) 상부 컨트롤 암 코일 스프링식
독립식 전방 현가 장치 (위시본 형) (b) 상부 컨트롤 암 코일 스프링식 코일 스프링이 상부 컨트롤 암 위에 위치하며 스프링이 끝은 차체에 연결되어 있다. 차륜이 움직이면 컨트롤 암이 상하로 움직이면서 코일 스프링을 압축한다. 하부 컨트롤 암의 스트럿 로드는 제동 시 전후 움직임을 막아 주는 제동반력 로드이다 쇼크 옵서버 (shock absorber) 코일 스프링 (coil spring) 상부 컨트롤 암 (upper control arm) 볼 조인트 (ball joint) 스트럿 로드 (strut rod) 제동 반력 로드 스핀들 (spindle) 하부 컨트롤 암 (lower control arm) 빔형

37 독립식 전방 현가 장치 (토션바 형) 토션 바의 뒤쪽 끝 단은 자체 또는 프레 임에 붙어 있고, 앞쪽 끝단은 하부 컨트롤 암에 부착되어 있다. 컨트롤 암의 상하 운동 시 토션 바가 비틀어져 스프링의 작용을 한다. 하부 컨트롤 암 (lower control arm) 상부 컨트롤 암 (upper control 토션 바 (torsion bar) 쇼크 옵서버 (shock absorber) 토션 바 (torsion bar) 스태빌라이저 바 (stabilizer bar) 하부 컨트롤 암 (lower control arm) 상부 컨트롤 암 (upper control arm) 쇼크 옵서버 (shock absorber)

38 독립식 전방 현가 장치 (맥퍼슨 스트럿 형) 맥퍼슨 스트럿은 코일 스프링과 쇼크 옵서버를 하나로 결합한 빔 형태이다 .
하부 컨트롤 암은 조향 너클에 연결되고 상부 컨트롤 암은 사용되지 않고 스트럿의 상단은 차체에 부착되어 있다. 스태빌라이저 바는 하부 컨트롤 암의 끝에 부착되어 있어서, 하부 컨트롤 암의 위치를 잡아준다. 스트럿 마운트 (strut mount) 맥퍼슨 스트럿 (Macpherson strut) 조향 너클 (Steering Knuckle) 하부 컨트롤 암 (lower control arm) 스태빌라이저 바 (stabilizer bar) 브라켓 (bracket)

39 맥퍼슨 스트럿 단면도 스트럿 마운트 (strut mount) 코일 스프링 (coil spring) 로드 상부 유실
(upper fluid chamber) 하부 유실 (lower fluid 피스톤 (piston) 오리피스

40 독립식 전방 현가 장치 (트윈 Ⅰ빔 차축) 두개의 앞 바퀴는Ⅰ빔에 연결된 차축 끝의 스핀들에 의해 지지 되고,Ⅰ빔 의 다른 끝 단은 프레임에 부착되며, 코일 스프링은Ⅰ빔 과 프레임 사이에 위치한다 . 바퀴가 도로의 요철과 만날 때, Ⅰ빔 은 위 아래로 선회하여 스프링을 압축 시킨다. 차축은 반경 암에 의해 프레임에 붙어 있어서 Ⅰ빔이 상하로 움직이는 동안에 Ⅰ빔의 위치를 유지한다. 쇼크 옵서버 (shock absorber) 코일 스프링 (coil spring) 조향 링크 반경 암 (radius arm) Ⅰ빔 (I beam) 스핀들 (spindle)

41 볼 조인트 (ball joint) 볼 조인트는 전방 현가 장치 컨트롤 암 끝에 장착된 볼-소켓 기구이다.
볼 조인트는 전방 현가 장치 컨트롤 암 끝에 장착된 볼-소켓 기구이다. 상하 방향으로만 움직일 수 있는 컨트롤 암에 볼 조인트를 부착시켜 조향 너클이 조향을 위해 회전할 수 있도록 한다. 상부 볼 조인트 (ball joint) 상부 컨트롤 암 (upper control arm) 조향 너클 (Steering Knuckle) 하부 컨트롤 암 (lower control arm) 볼 조인트 단면도 하부 볼 조인트 (ball joint)

42 후방 현가 장치(Rear Suspension)
후방 현가 장치의 분류 판 스프링(leaf spring) 차축 현가식 코일 스프링 (coil spring) 토션 바 (torsion bar) 트레일링 암형 독립 현가식 세미 트레일링 암형 맥퍼슨 스트럿형 (Macpherson strut)

43 차축식 후방 현가 장치 (판 스프링) 판 스프링이 두 개의 U 볼트에 의해 후 차축의 위나 아래에 위치한다.
하중의 변화 때문에 스프링이 굽혀 질 때 판 간에 미끄러짐이 일어나 진동을 감쇄한다 . 쇼크 옵서버 (shock absorber) 후 차축 (rear axle ) 판 스프링 (leaf spring) 스프링 세클 (spring shackle) 스프링 행거 (spring hanger) 구동축 (drive shaft)

44 차축식 후방 현가 장치 (코일 스프링 ) 차축식 후륜 구동 차량은 구동차축이 바퀴와 연결되어야 한다.
차축식 후방 현가 장치 (코일 스프링 ) 차축식 후륜 구동 차량은 구동차축이 바퀴와 연결되어야 한다. 컨트롤 암은 차축의 상하 운동은 허용하지만 전후 운동은 하지 못하도록 하며, 각 차륜의 쇼크 옵서버는 스프링의 진동을 제어한다. 후방 구동 차축 (rear drive axle) 스프링 시트 (spring seats) 코일 스프링 (coil spring) 프레임 (frame) 하부 컨트롤 암 (lower control arm) 쇼크 옵서버 (shock absorber)

45 독립식 후방 현가 장치 (a) 스윙 액슬형 (swing axle type)
바퀴가 진자적으로 상하운동을 하며 바퀴 움직임에 따라 캠버 트레드 변화가 심함 (b) 트레일링 암(trailing arm type) 전륜구동형에 많이 사용하며 1개나2개의 암이 앞쪽에서 요동의 중심이되고 바퀴의 상하운동에 캠버 트레드의 변화가 적다 (c) 세미 트레일링 암(semi-trailing arm type) 일체식 현가암이 차량 전후의 축선에 경사 지게 배치한 것이다 (d) 다이애거널 암(diagonal link type) 일체식 암인 다이애거널 링크를 사용하여 2점으로 프레임에 장착되고 그 끝은 구동 축을 지지한다 상하운동 시 캠버 트레드가 자동차 진행방향과 일치한다

46 독립식 후방 현가 장치 (트레일링 암 형,코일스프링 )
바퀴의 앞쪽에 요동이 중심을 갖는 두 개의 암에 의해 차축이 지지된다 바퀴의 상하 운동에도 캠버와 좌우 바퀴의 거리가 변하지 않는다. 유니버셜 조인트 (universal joint) 쇼크 옵서버 (shock absorber) 차동기 (differential) 구동 차축 ( drive axle) 코일 스프링 (coil spring) 트레일링 암 (trailing arm)

47 독립식 후방 현가 장치 (트레일링 암 형, 토션 바 )
두 개의 트레일링 암은 컨트롤 암의 역할을 하고,두 개의 횡 방향 토션 바에 의해 스프링 작용을 한다. 토션 바의 한쪽 끝은 차체에 고정되어 있고 다른 한쪽은 트레일링 암의 끝에 장착되어 있어서 바퀴와 트레일링 암이 상하로 움직일 때 토션 바가 비틀려지게 한다. 차체 마운트 (body mount) 쇼크 옵서버 (shock absorber) 횡 방향 토션 바 (transverse torsion bar) 트레일링 암 (trailing arm)

48 독립식 후방 현가 장치 (세미 트레일링 암 식 ) 차륜의 트레일링 암이 차체 중심선에 대하여 경사지게 장착되어 있는 독립식 현가 장치이다.요동축의 각도를 변화시킴으로써 캠버 각, 토우 각, 롤링 중심 높이의 변화를 조정할 수 있다. 코일 스프링 (coil spring) 차동기 (differential) 스트럿 경사각 스태빌라이저 (stabilizer ) 세미 트레일링 암

49 독립식 후방 현가 장치 (전륜 구동 ) 전륜 구동 차량의 후방 현가 장치에서는 구동차축을 설치할 필요가 없다.
코일 스프링은 하부 컨트롤암에 부착되며, 스트럿은 쇽 업소버 장치와 함께 차체와 스핀들 사이에 부착되고, 상부 컨트롤 암은 사용되지 않는다. 스트럿 (strut) 코일 스프링 (coil spring) 쇼크 옵서버 (shock absorber) 스핀들 (spindle) 하부 컨트롤 암 (lower control arm) 타이 로드 (tie rod)

50 독립식 후방 현가 장치 (맥퍼슨 스트럿, 전륜 구동 )
맥퍼슨 스트럿을 이용한 전륜 구동 차량의 후방 현가 장치는 구동 차축이 없다. 맥퍼슨 스트럿은 쇽 업소버 장치와 함께 차체와 스핀들 사이에 부착되고, 2개의 하부 로드와 스트럿 로드가 사용된다. 맥퍼슨 스트럿 (Macpherson strut) 하부 로드 (lower rod) 쇼크 옵서버 (shock absorber) 스태빌라이저 (stabilizer ) 스트럿 로드 (strut rod)

51 자동차의 진동 자동차의 현가 장치에 의하여 발생하는 진동은 새시 스프링 위 질량의 진동과
스프링 아래 질량의 진동으로 구분할 수 있다. 스프링 위 질량 현가 장치의 스프링에 의하여 지지되는 차체의 질량 스프링 아래 질량 타이어와 현가 장치 사이에 있는 차축, 너클 등의 질량 질량들의 상호작용 이들 질량들은 스프링에 의해 서로 연결되어 있으며 독립적으로 서로 다른 주파수 영역을 진동하면서도 서로간 에 반작용을 미치며 3차원적이며 복합된 형태로 나타난다. 스프링 위 질량 (차체) 스프링 아래 질량 (차축)

52 스프링 위 질량 (차체)의 진동 z축을 중심으로 차체가 좌우로 회전하는 진동 요잉 (yawing) x축을 중심으로 차체가 롤링
(rolling) z축을 따라 차체가 상하로 움직이는 진동 바운싱 (bouncing) 피칭 (pitching) y축을 중심으로 차체가 전후로 회전하는 진동 러칭 (lurching) y축을 따라 차체가 좌우로 움직이는 진동 서징 (surging) x축을 따라 차체가 전후로 움직이는 진동

53 스프링 아래 질량(차축,너클)의 진동 스키딩 타이어가 슬립하면서 (skidding) 동시에 요잉하는 진동 z축을 따라 차축이
상하로 움직이는 진동 휠 호프 (wheel hop) 트램핑 (tramping) 와인드 업 (wind up) y축을 중심으로 차축이 회전하는 진동 차축이 x축을 중심으로 좌우 회전하는 진동 시미 (shimmy) 조향 너클 핀을 중심으로조향 륜이 좌우 회전하는 진동

54 리어 엔드 토크 (rear-end torque)
차체 자세 변화 리어 엔드 토크 (rear-end torque) 후륜 구동 차량에서 후륜이 구동 중일 때 차축 하우징은 구동 토크 때문에 반대 방향으로 회전하려고 하는 리어 엔드 토크가 발생한다. 판 스프링 현가 장치에서 판 스프링은 리어 엔드 토크를 흡수한다. 차축 하우징 회전 반력 바퀴 회전 방향

55 차체 자세 변화 리어 엔드 스퀏 (rear-end squat) 가속 시 노즈 업 (nose up)
자동차가 정지 상태에서 출발하여 가속할 때, 차축 하우징 내의 피니언 기어는 링 거어를 타고 올라 가려고 하며 이것은 피니언과 차동 캐리어가 위쪽으로 움직이는 원인이 된다. 결과적으로 뒤쪽 스프링이 아래로 잡아 당겨지므로 자동차의 후미가 아래로 움직인다. 가속 시 차체 후미가 아래로 내려 감 전방이 위로 올라감 노즈 업 (nose up) 가속 토크 반력 방향

56 차체 자세 변화 프론트 엔드 다이브 (front-end drive) 제동 시 노즈 다운 (nose down)
제동 시에는 자동차의 전방이 아래로 내려가고 후미가 위로 올라오게 되며, 이에 따라 전방 스프링을 압축시킨다. 제동 시 차체 후미가 위로 올라 감 전방이 아래로 내려감 노즈 다운 (nose down) 제동 토크 반력 방향

57 전자 제어 현가 장치 전자 제어 현가 장치의 목적 안정성 향상 승차감 향상
주행 속도와 도로 조건에 따라서 스프링 상수, 쇼크 옵서버의 감쇠력을 변화시켜 차 높이를 제어하고 차체의 자세를 제어하여 주행 안정성과 승차감을 동시에 향상시키는 전자제어 시스템이다. 안정성 향상 요철 도로 및 고속주행 시에는 주행 안정성 확보를 위하여 딱딱하게(Hard) 작동해야 한다. 보통 주행 시에는 승차감을 향상시키기 위해 부드럽게(Soft) 작동해야 한다. 승차감 향상

58 전자 제어 현가 장치 전자 제어부는 자동차의 주행 상태를 감지하기 위하여 각종 센서로부터 정보를 받아들이고 저장된 제어 로직에 의해 현재의 주행상태에 적절한 제어조건을 선택하여 작동기를 구동한다. 모드 선택 스위치 전륜 쇼크 옵서버 (위치 검출 스위치, 감쇠력 변환 작동기) 전자 제어부 후륜 쇼크 옵서버 (위치 검출 스위치, 감쇠력 변환 작동기) 가속도 센서 가속도 센서 차속 센서 조향각 센서 스로틀 포지션 센서

59 스로틀 밸브의 위치 정보로 급 감속 또는 급 가속 상태를 감지
전자 제어 현가 장치 센서의 종류 차속 센서 자동차 주행 속도를 감지 가속 센서 가속도를 감지하여 급 발진과 속도 변화 감지 차고 센서 차체와 노면사이의 거리를 검출 조향각 센서 스로틀 밸브의 위치 정보로 급 감속 또는 급 가속 상태를 감지 스로틀 포지션 센서( TPS ) 조향 핸들의 회전각,작동속도를 감지. 중력 센서 차체의 바운싱을 측정하여 노면 요철을 판별

60 전자 제어 현가 장치 제어 로직 센서로부터 입력된 정보를 이용하여 쇼크 옵서버의 감쇠력 제어하고 작동기를 작동시켜서 차랑 자세 제어를 한다. 선회 시 좌우 방향에 작용하는 횡 가속도를 중력센서로 감지하여, 차체가 바깥쪽으로 쏠리지 않고, 편평한 자세가 되도록 한다. 앤티 롤링 (Anti-rolling) 제어 차량 급 출발 및 급 가속 시 차체 앞쪽이 들리고, 뒤가 낮아지는 스큇(노즈 업)현상이 생기면 쇼크 옵서버의 감쇠력을 증대한다. 앤티 스쿼트 (Anti-squat) 제어 앤티 다이브 (Anti-dive) 제어 주행 중 급 제동에 의해 차체 앞쪽이 낮아지고 뒤가 들리는 다이브 (노즈 다운)현상이 생기면 감쇄력 을 증가시킨다. 앤티 피칭 (Anti-pitching) 제어 요철 노면 주행 시 차고 변화와 주행속도를 고려하여 감쇠력을 증가 앤티 바운싱 (Anti-bouncing) 제어 중력 센서로 바운싱이 검출되면, 감쇠력을 증가 차속 감응 제어 고속주행 시에는 차체 안정성이 결여되므로 감쇠력 증가

61 전자 제어 공기압 현가 장치 공기압 현가 장치는 네 바퀴 모두에 코일 스프링 대신 공기 스프링을 장착하며, 공기압를 제어하여 자동으로 차고와 자세를 제어하고 있다. 전자 제어 모듈 (control module) 공기 펌프 (air pump) 공기 스트럿 (air strut) 솔레노이드 위치센서 공기 라인 (air line) 쇼크 옵서버 (shock absorber) 공기 스프링 (air spring) 도어 스위치 (door switch)

62 구동 차축 독립현가식 구동 전차축 차축식 구동 전차축 독립현가식 구동 후차축
O 종감속기어장치가 차체에 부착되어 있으므로 현가장치의 움직임에 따라 작동각과 차축의 길이변화에 대응하는 등속 유니버셜 조인트(CV)가 필요하다 O 바퀴 측에 세파형, 고정식 트리포트형 CV가 사용되고 차체 측에 더블오프셋형, 슬라이드 트리포트형 CV가 사용된다 차축식 구동 전차축 O 차축 좌우에 바퀴가 결합되어 구조로 되어 있다 O 큰 작동각이 필요하며 등속조인트가 사용된다 독립현가식 구동 후차축 O 조향기구가 필요없으므로 전차축에 비해 구조가 간단하다 O 승용차의 후륜구동 차량에 채용되고 있다 O 큰 작동각은 필요하지 않으나 등속조인트가 사용된다

63 차축식 구동 전차축 전차축과 너클의 결합

64 구동 차축 차축식 구동 후차축 (a) 전부동식 (full floating type) :
횡력 등은 차축관이 받는다 (b) 반부동식( semi floating type) : O 차축관 끝부분의 안쪽에 좌우 각 1열의 베어링을 배치하여 구동축을 지지한다 O 구동축은 구동토크에 의한 비틀림 토크 이외의 수직하중, 수평하중, 충격등 모든 힘이 작용한다 (c) 3/4 부동식 (3/4floating type) : O 차축관 끝부분의 바깥 쪽에 좌우 각 1열의 베어링을 배치하며 허브는 이 베어링에 지지됨과 동시에 구동축단에 결합되어 있다 O 수직하중 수평하중의 대부분은 차축관이 받고 구동축은 구동토크에 의한 비틀림 모멘트와 수평하중에 의한 밴딩 모멘트를 받는다

65 차축식 후륜 구동차축