바퀴 정렬 각(Wheel Alignment)

※ 바퀴 정렬 각(Wheel Alignment)

바퀴 정렬 각은 자동차의 바퀴가 지면에 맞닿아 있을때 여러가지 기준에서 측정한 각도를 말하며 서스펜션 높이(height), 캐스터(caster), 캠버(camber), 토(toe), 조향축 경사(steering axis inclination,SAI), 회전 반경(turning radius)  등으로 나타낸다. 바퀴 정렬 각은 자동차의 조향 조작력, 조향 안정성, 승차감, 타이어 마모에 집접적인 영향을 줄 수 있다.

바퀴 정렬 각(Wheel Alignment) 설정 사례

 

※ 서스펜션 높이

서스펜션 높이는 차체나 프레임 또는 현가 장치의 임의 점으로 부터 노면 까지의 거리를 말한다. 서스펜션 높이가 맞지 않으면 바퀴 정렬 각에 영향을 줄 수 있는데, 이는 늘어난 코일이나 판 스프링, 잘못된 토션 바 조정, 또는 에어 서스펜션의 경화 같은 원인에서 나타날 수 있다.

 

※ 캠버(Camber)

캠버는 차를 앞에서 볼때 앞바퀴가 수직선에 대해 경사진 각도를 말한다. 바퀴의 위가 자동차의 바깥쪽으로 기울어지면 양의 캠버(+), 반대로 좌우 바퀴의 위가 자동차 안쪽으로 기울어진 상태를 음의 캠버(-) 라고 한다.

캠버는 차량 쏠림에 큰 영향을 주고, 과도한 캠버는 타이어가 지면에 맞닿는 부분을 한정시켜 편마모를 유발한다. 캠버는 제조회사마다, 차종마다 모두 다르게 설정된다.

※ 조향축 경사 (Steering-Axis Inclination)

조향 축이란 앞바퀴 조향시 회전 중심선이며 조향축 경사는 차량의 앞쪽에서 볼 때 수직선과 조향축 사이의 각도를 의미한다. 

만약 조향 축 경사가 수직이면 타이어에 작용하는 전후력에 의하여 큰 모멘트를 받게 된다. 이것을 감소시키기 위하여 위쪽부분이 안쪽으로 경사지게 설치하여 조향축의 중심선이 타이어 접지점에 가깝도록 설계한다.

 

※ 스크럽 반경 (Scrub Radius)

조향축 중심선의 연장선이 노면과 교차하는 점이 타이어 중심선과 타이어 중심선이 노면과 만나는 점 사이의 거리

조향축 중심선이 안쪽에 있으면 양(+)의 오프셋이고, 조향축 중심선이 바깥쪽에 있으면 음(-)의 오프셋이다. 울퉁불퉁한 노면을 주행하여 타이어가 전 후 방향의 충격을 받았을 때, 이 충격량은 오프셋을 반지름으로 한 조향축 회전 모멘트가 되어 핸들에 전달하게 된다. 따라서 오프셋 크기를 작게하면 핸들에 전달되는 충격력이 작아진다. 추가적으로 브리이크가 한쪽만 작동하여 핸들이 도는 것을 줄일 수 있다.

 

 

※ 캐스터 (Caster)

캐스터 각은 앞바퀴를 옆에서 볼 때 조향 중심선이 수직선에 대하여 경사진 각도를 말한다. 후방으로 기울어질 때 양(+)의 캐스터가 된다. 일반적으로 자동차는 양의 캐스터를 갖는데, 이는 조향 바퀴에 복원력이 생겨 조향 후 핸들이 원상태로 되돌아오는것을 도와주기 위함이다.

조향축의 연장선이 노면에 교차하는 점을 캐스터 점, 캐스터 점과 타이어의 접지면 사이의 거리를 캐스터 트레일 또는 트레일이라 한다. 캐스터 점은 타이어 접지면보다 전방에 있고, 바퀴에 작용하는 구름 저항은 접지면의 중심에 작용하기 때문에 주행할 때에는 항상 바퀴를 진행하는 방향으로 힘이 발행하여 바퀴에 복원력을 주게 된다.

 

 

※ 토 (Toe)

토는 앞바퀴를 위에서 보았을때 자동차의 앞쪽 방향의 바퀴가 뒤쪽 방향 보다 좁은지 넓은지를 말한다. 토 인(Toe in)은 바퀴를 위에서 보았을 때 앞쪽이 뒤쪽보다 좁게 되어 있는 상태이고 (+toe), 토 아웃(toe out)은 바퀴의 앞쪽이 뒤쪽보다 넓게 되어 있는 상태이다.

토는 바퀴가 평행하게 회전하게 하고, 타이어의 마모를 방지하기 위해 사용된다.

 

 

※ 회전 반경(Turning Radius)

회전 반경은 회전시의 앞바퀴의 각도 차이다. 회전상의 토아웃, 회전 각 이라고도 한다.

회전시의 바퀴의 각은 너클암, 타이로드, 조향 기어 등의 적절한 관계에 의해 이루어 진다.