96장. 공기 현가장치와 승차감
자동차는 동력을 발생하고 이를 바퀴에 까지 전달하는 과정에서 지면에서 바퀴를 통
하여 차체에 전달되는 진동, 발진시나 제동시에 발생되는 진동, 횡풍에 의한 저항 등
수 많은 진동원이 존재한다. 이러한 진동원을 제거하는 것은 무척 어렵고 복잡한 문제
이다. 자동차의 승차감은 보디의 상하 진동수에 좌우되며, 인간의 생체 리듬에 의하면
진동은 사람이 걷는 사이클인 분당 60회 일 때가 가장 편안한 상태를 유지할 수 있다고
한다. 진동이 이 많으면(120회 이상) 딱딱한 느낌을 받아 불쾌감을 느끼고, 이보다 작으
면(45회 pm 이하) 현기증을 유발하게 된다. 따라서 자동차의 승차감은 차체의 상하 진
동수에 의해 크게 좌우되며 이를 결정짓는 중요한 요소가 스프링 상수와 차체의 무게이
다. 일반 금속 스프링의 경우 스프링 상수가 일정하며 그 크기는 최대 적재하중에 견디
도록 설계되어 있으므로 공차 상태에서는 진동수가 많아져 승차감에 나빠진다. 이를 개
선하기 위하여 대형차량의 경우 보조 스프링을 사용한다. 공기스프링의 경우 하중의 변
화에 따라 스프링 상수를 변화시킬 수 있으므로 공차시나 최대 적재시에도 진동수의 변
화가 적어 승차감의 변화가 없이 일정하게 유지할 수 있다.
[그림]에서 금속 스프링을 사용하는 자동차의 무게가 1200kg인 경우(공차상
태) 고유진동수가 200정도이고, 3800kg인 경우(만원상태)에 고유진동수가 120정도로
나타난다. 이는 금속 스프링의 상수가 공차시나 만원인 경우 모두 40kg/mm 정도로 일 정하기 때문에 고유진동수가 하중이 증가하면 감소하게 된다. 그러나 공기스프링은 하
중이 증가할수록 스프링의 상수도 증가하여 자동차 무게가 1200kg인 경우(공차상태)
고유진동수가 70 정도이고, 3800kg인 경우(만원상태)에 고유진동수가 60 정도로 고유
진동수의 변화가 거의 없다는 것을 알 수 있다.
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