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Title :: 자동차 조향장치의 조향링크 분석하기
랙 앤 피니언형 조향링크
랙 앤 피니언형 조향 링크는 구조가 간단하고 제작비가 적게 들며 응답성이 빠른 장점이 있는 반면 비포장도로에서는 노면의 불규칙성이 운전자에게 그대로 전달되는 게 단점이다. 현재 대부분의 승용차에서 사용되고 있는 조향 링크 방식이다. 그 구조를 살펴보면, 조향 축에 직결되어 있는 피니언의 회전에 의하여 랙이 횡방항으로 운동하여 타이로드와 너클을 회전시킨다. 자동차에 탑승한 운전자가 핸들을 돌리면 회전운동을 하는데 이 회전운동으로 피니언이 회전한다. 피니언은 일종의 원형 기어이다. 랙은 피니언의 회전 움직임을 직선운동으로 바꾸어주는 기계요소이다. 피니언의 톱니와 맞물려 직선으로 움직인다. 이러한 랙의 움직임은 조향너클의 회전운동으로 다시 바뀌게 되는데 이때 회전 중심축은 피니언의 회전중심축과 수직이고 랙의 직선운동의 중심축과도 수직이다. 조향너클의 움직임은 타이로드를 거쳐 그대로 타이어에 전달되게 된다.
재순환 볼형 조향링크
재순환 볼형 조향 링크는 대부분의 상용차와 지프에 사용되고 있다. 조향 축의 회전으로 웜기어가 회전하고 웜기어가 회전하면 재순환 볼이 홈 내에서 회전하면서 볼 너트가 움직이고 그에 따라 볼 너트와 직결되어 있는 섹터 기어가 회전하게 된다. 즉 섹터 기어가 회전하면 섹터 축(피트먼 암 축)도 당연히 회전하고 섹터 축 끝에 부탁되어 잇는 피트먼 암도 따라서 회전하게 되는 것이다. 피트먼 암의 회전은 릴레이 로드와 타이로드를 통해 조향 너클을 회전시키게 된다. 일단 재순환 볼형 조향 링크는 대형차에 사용되는 것으로 보아 강성이 어느정도 확보되는 것으로 볼 수 있다. 랙 앤 피니언 형은 힘의 전달 그리고 전달비율이 낮은 반면 웜기어를 사용하는 재순환 볼형은 힘을 크게 증대시킬 수 있기 때문이다. 대형차 즉 상용차는 워낙 무게가 무겁고 바퀴도 크기 때문에 힘을 전달함에 있어 강성이 상대적으로 커야 하기 때문이다.
핸들유격은 랙 앤 피니언형과 재순환 볼형 두 종류에서 모두 기어의 유격에 따라 결정될 수 있다. 신속한 응답성을 위해서는 유격이 적은 것이 유리하겠지만 어느 정도의 유격은 반드시 있어야 한다. 특히 상용차와 같은 대형차의 경우 차의 중량이 워낙 크기 때문에 전달되는 힘도 클 수 있기 때문이다. 유압방식이 사용되어 파워스티어링 시스템이 도입되기는 했지만 운전자가 느끼는 바퀴의 움직임이 어느 정도 이하여야 피로감을 덜 느낄 수 있기 때문이다. 대형차의 경우 운전자가 운전하는 시간이 많은 만큼 이러한 피로감의 영향은 매우 중요할 수 있다. 또한 중량이 큰 화물을 적재하기 때문에 그 안전성의 보장이 매우 중요하기 때문이다.
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