자동차학과, 자동차 정비 기능사 등 차의 모든것 자동차 셰시 핵심 요점 78장. 독립 현가식

78장. 독립 현가식

 

독립 현가식(independent suspension) 은 승용차에 가장 많이 사용하는 형식으로 사
람의 관절 운동과 비슷하여 니이 액션 형(knee action type)이라고도 한다. 차축식과 같
이 좌우 휠을 1개의 차축으로 연결한 것이 아니라 독립적으로 상하로 움직일 수 있도록
되어 있다. 독립 현가식의 대표적인 형식으로는 위시본 형과 맥퍼슨 형이 있다.

독립식 현가장치

▷ 장점
① 좌·우륜을 연결하는 축이 없기 때문에 엔진과 트랜스미션의 설치 위치를 낮게
할 수 있다.
② 스프링 아래 하중이 적어 승차감이 좋아진다.
③ 단차가 있는 도로 조건에서도 차체의 움직임을 최소함으로서 타이어의 접지력이
좋다.
④ 휠 얼라인먼트 변화에 자유도를 가할 수 있어 조종 안정성이 우수하다.
▷ 단점
① 연결 부분이 많아 구조가 복잡하게 되고 이들의 마모에 의해 휠 얼라인먼트가 변
하기 쉽다.
② 주행 시 바퀴가 상하로 움직임에 따라 윤거나 휠 얼라인먼트가 변하기 때문에 타
이어가 빨리 마모된다.

가. 위시본 형

위시본 형(wishbone type)은 앞바퀴 현가장치
에 가장 오래 전부터 많이 사용되어 온 형식으로
상하 2개의 V자형(혹은 A자형)의 암이 새의 가
슴뼈 모양과 비슷하다고 해서 더블 위시본이라고
도 한다.
위시본 형식은 [그림 13-7]과 같이 상하 2개의
암, 어퍼 암(upper arm)과 로워 암(lower arm)은
프레임에 장착되고, 다른 한쪽 끝은 상하 볼 조인
트(ball joint)로 조향 너클(steering knuckle)에
조립되어 있다. 완충작용은 프레임과 로우 암 사
이의 코일 스프링과 쇽 업소버에 의해 흡수된다. 특히 위시본 형식은 상하 컨트롤 암의
모양이나 배치에 따라 휠 얼라인먼트의 변화나 가·감속시에 자동차의 자세를 비교적
자유롭게 컨트롤 할 수 있다. 강성이 높아 조종 안정성을 중시하는 고급 승용차에 많이
이용되고 있다. 위시본 형식은 어퍼 컨트롤 암과 로워 컨트롤 암의 길이에 따라 어퍼 컨
트롤 암이 로워 컨트롤 암보다 짧은 형식을 SLA 형식(Short and Long Arm type), 길
이가 같은 경우를 평행 사변형 형식(parallel arm type)이라 한다.

위시본 형식의 콘트롤 암의 길이와 캠버와의 관계

SLA 형식은 장애물에 의해 바퀴가 들어 올려 지면 캠버가 부의 캠버로 변하나 평행
사변형은 캠버의 변화가 없다.
● SLA형：캠버가 변화되어도 윤거가 변하지 않아 타이어의 마모가 감소된다.
● 평행사변형：캠버는 변화가 없지만 타이어 위치가 이동하여 마모가 심하다.
위시본 형식의 특징을 다음과 같다.
① 값이 다소 비싸고 구조가 복잡해 큰 공간이 필요하다.
② 토션바를 사용한 위시본 형식：토션바 스프링의 한쪽은 아래 컨트롤 암에 설치되
어있고, 다른 쪽은 앵커 암을 통하여 프레임에 설치되어 상하운동에 대한 완충 역
할을 담당하고, 전후방향은 텐션 로드가 지지한다.
③ 텐션 로드&컨트롤 암의 기능：텐션 로드는 전후의 하중, 충격지지, 텐션 로드를
컨트롤 암에 경사지게 설치하여 노즈 다운 혹은 다이브(nose down 혹은 dive)나
노스업(nose-up)을 억제한다.

나. 맥퍼슨 스트러트 형

맥퍼슨 형

맥퍼슨 스트러트 형(mac pherson strut type)은 위시본 형을 개량하여 영국의 맥퍼
슨이 고안한 독립 현가방식이다. 쇽 업소버를 내장하고 스프링을 부착한 스트러트를 세
로로 설치한다. 위시본 형에서 존재하는 어퍼 컨트롤 암은 없으며, 상단을 차체(바디)
에 부착하고 하단은 로워 암으로 지지하는 구조이다. 상단은 고무로 된 마운팅 인슐레이터(mounting insulator)를 사이에 끼워 바디에 조립되어 있다. 이는 고무의 탄성을 이용하여
타이어의 충격이 차체로 전달되는 것을 최소화
하기 위함이다. 차체에 쇽 업소버를 부착하는 지
점이 높아 휠 얼라인먼트가 정확히 설정되며, 그
변화도 작고 노면 충격도 넓게 분산되는 장점이
있다. 부품 수가 적고 가벼워 비용도 적게 든다.
중형 이하의 자동차에 널리 사용되고 있으며, 단
점은 보닛이 높아진다는 것이다.
맥퍼슨 스트러트 형의 특징은 다음과 같다.
① 스프링 아래 하중이 가벼워 승차감이 좋고 접지성이 우수하다.
② 위시본식에 비해 구조가 간단하고 정비가 용이하다.
③ 안티 다이브(anti-dive) 효과가 우수하다.
④ 엔진실의 유효공간을 크게 할 수 있어 전륜구동에서 많이 사용된다.

다. 트레일링 암식

이 형식은 차축의 뒤쪽으로 1개 또는 2개의 암에 의해 바퀴를 지지하는 형식이며, 축
은 차량의 진행 방향에 직각 방향으로 되어 있다. 이 형식은 바퀴의 상하 운동에 의한
캠버의 변화는 없으나 캐스터가 변화된다. 그러나 2개의 암을 사용한 형식은 축거만 약
간 변화하며 스프링 대신 토션 바를 사용한다

트레일링암 링크형식

트레일링 암식은 트레일링 암의 설치 각도에 따라 세미 트레일링 암식(semi trailing
type)과 풀 트레일링 암식(full trailing type)으로 구분된다. 세미 트레일링 암식(후륜
현가장치 참조)은 주로 뒤 차축용으로 사용되며 앞 차축은 풀 트레일링 암식을 사용하
고 있다.

풀 트레일링 암식은 암의 피버축이 차체에 대해 직각으로 되어 있어서 바퀴가 상하
진동되어도 캠버의 변화가 없고 트레드가 변하지 않으며 승차감이 좋다. 그러나 캐스터
가 크게 변하므로 핸들의 감각이 노면 상태에 의해 민감해진다. 또한 급 정지시에는 차
량의 앞 부분이 숙여지는 노스 다운(nose down) 현상이 크게 발생한다.

풀 트레일링 암식

이 형식은 전륜 구동 차량에 많이 사용되며 구동력의 작용과 중심 위치가 앞 부분
에 나타나므로 후륜 구동 차량보다 조종성, 안정성이 좋다. 하지만 언더 스티어(under steer)의 경향이 강하므로 급 선회시에는 차체의 롤(roll)에 의해 바퀴가 기울어 지고
캠버의 변화가 크게 되는 단점이 있다.