여러분들이 자동차를 운행하면서 자동차가 도로를 따라 원활하게 움직이지 않고 어느 한쪽 방향으로 계속 쏠린다던지, 스티어링 휠의 진동이 운전자의 손을 통하여 전달되는 불쾌한 승차감을 느끼시는 경우가 있습니다. 또는 어떤 경우에 자동차 타이어의 트레드 면이 균일하게 마모가 되지 않고 한쪽 방향으로만 마모가 되는 편마모 현상을 육안으로 확인하시는 경우가 있습니다. 이러한 경우에 어떠한 원인으로 인한 자동차의 앞뒤 바퀴의 정렬이 기준 대비 흩트러져 있는 불량이 원인이 될 수 있습니다. 우리는 이를 보통 휠 얼라인먼트 (Wheel Alignment) 불량이라 부릅니다. 자동차 제조사는 그 차량의 승차감과 조정 안정성 등 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 각 바퀴의 정렬 각도 (Wheel Alignment)를 설정하고 이에 맞춰 차량을 출고하게 됩니다. 따라서 이번 내용에서는 휠 얼라인먼트의 주요 설정 각도의 정의 및 기능, 점검 시기 등에 대해서 정리해 보기로 하겠습니다.
목 차
- 캠버 (Camber Angle)
- 토우 (Toe Angle)
- 캐스터 (Caster Angle)
- 휠 얼라인먼트 점검 시기
- 휠 얼라인먼트 조정 전 점검 항목
캠버 (Camber Angle)
휠 밸런스-주행 중 핸들 떨림 등 자동차에 진동?에 대하여 바로가기
그림에서 볼 수 있듯이 차량 앞쪽에서 보았을 때 바퀴가 안쪽 또는 바깥쪽으로 기울어진 각도를 의미합니다. 약간의 캠버는 타이어의 마모 측면이나 타이어의 회전 저항(Tire Rolling Resistance) 측면에서 유리하도록 설정합니다. 또한 자동차가 선회 시 타이어의 그립 성능이나 주행안정성(Handling) 측면에서 네거티브 설정이 일반적입니다. 통상적으로 0~ 1도 20' 정도로 설정하고 있습니다. 특히 자동차 주행 시 쏠림 (Pulling)을 고려하여 좌우 차이를 30' 이내로 관리하여야 합니다.
맥퍼슨 스트럿 타입(Macpherson Strut Type)의 서스펜션에서는 스트럿과 너클을 연결하는 부위에 편심 볼트를 사용하여 조정할 수 있으며, 더블 위시본 타입(Double Wishbone Type)의 서스펜션에서는 로우 컨트롤 암과 프레임 또는 서브프레임 마운팅 볼트에 편심 볼트와 캠을 사용하여 조정할 수 있습니다.
토우 (Toe Angle)
그림에서 볼 수 있듯이 차량 위쪽에서 보았을 때 바퀴가 기울어 있는 각도 또는 앞쪽과 뒤쪽의 거리의 차이로 나타낼 수 있습니다. 토우는 캠버 트러스트(Camber Thrust)에 의한 휠 바깥쪽으로의 회전을 수정하기 위해 보통 설정합니다. 직진 성능을 향상하기 위해 토우-인(Toe-In) 설정이 바람직하지만 타이어 슬립 앵글(Tire Slip Angle)에 영향을 미쳐 타이어 회전 저항(Tire Rolling Resistance)을 유발합니다. 과도한 토우 설정은 타이어의 마모를 유발하며 노면저항의 증가시키고 주행감 저하 및 연비 증가의 원인이 되기도 합니다. 적절한 토우-인(Toe-In) 설정으로 네거티브 캠버로 인한 타이어 안쪽 마모를 상쇄시키며, 제동시 자동차의 안정성이 확보되는 역할을 하기도 합니다.
토우의 조정은 스티어링 기어박스에 연결되어 있는 타이로드 앤드 어셈블리의 길이를 조정함으로써 조절할 수 있습니다.
캐스터 (Caster Angle)
휠 밸런스-주행 중 핸들 떨림 등 자동차에 진동?에 대하여 바로가기
그림에서 볼 수 있듯이 차량 옆쪽에서 보았을 때 스티어링 축(Steering Axis)의 기울어진 각도를 의미합니다. 보통 캐스터 축과 노면의 교점이 타이어 접지 중심의 앞쪽에 위치하게 설정을 하기 때문에 노면의 저항에 대하여 직진 성능을 향상하기 위해 설정을 하게 됩니다. 그러나 조향 답력(Steering Effort)며 민첩한 선회 성능이 감소하는 단점이 있어 일반적으로 1~4도 이내 정도로 설정하고 있습니다. 캐스터의 설정이 직진 성능에는 유리하지만 불규칙한 노면에서의 타이어 지면 접촉점에서 반복적인 횡력(Lateral Force)을 유발하여 이것이 스티어링축을 기준으로 한 모멘트를 유발하여 스티어링 디스터번스 또는 진동을 유발할 소지가 있습니다. 또한 횡풍에 대한 민감도를 상승시킬 수 있어 가능하면 작게 설정하는 것이 바람직합니다
휠 얼라인먼트 점검 시기
다음으로는 자동차의 휠얼라인먼트를 조정해야 하는 경우 또는 시기에 대해서 알아보기로 하겠습니다. 보통 다음과 같은 경우 자동차의 휠 얼라인먼트를 점검하고 필요하다면 조정하는 것을 추천드립니다.
- 새로운 타이어로 교체한 경우
- 스티어링 또는 서스펜션 시스템의 부품을 교환한 경우
- 주행 중 차량 쏠림 현상이나 스티어링 온 센터 필(Steering On Center Feel)이 안 좋은 경우
- 타이어의 편마모 또는 이상 마모가 있는 경우
- 차량 사고 또는 포트홀(Pot Hole)등 서스펜션 시스템에 과도한 충격이 가해진 경우 등이 있습니다.
휠 얼라인먼트 조정 전 점검 항목
다음은 휠 얼라인 먼트 조정 전 확인해야 할 사항에 대하여 알아보겠습니다. 점검항목을 다음과 같으며 점검 시 만일 문제가 있는 경우, 문제를 먼저 해결하고 휠얼라인먼트를 조정하는 것을 추천드립니다.
- 타이어에 손상이 있거나 편마모등 이상 마모가 보이는지 점검
- 자동차에 규정된 타이어가 적용되어 있는지 점검
- 타이어 공기압
- 스티어링 또는 서스펜션 시스템 부품들의 마모 또는 파손이 없는지 점검
- 규정 이상의 무게가 차량에 적용되고 있는지 점검
- 앞과 뒤의 차량 높이 (Trim Height)가 적정한지 점검
휠 밸런스-주행 중 핸들 떨림 등 자동차에 진동?에 대하여 바로가기
글을 마치며
지금까지 휠얼라인먼트의 주요 각도의 정의 및 기능, 조정 시기, 점검 항목 등에 대해서 설명을 드렸습니다. 한 가지 유의해야 할 점은 모든 자동차의 휠얼라인먼트 주요 각도의 기준 설정값은 차이가 있습니다. 같은 회사 자동차라도 각각의 휠얼라인먼트 주요 각도의 기준 설정값에는 차이가 있으므로 조정하기 전, 각 자동차 제작사를 통해 조정할 차량의 휠얼라인먼트 설정값을 반드시 확인하시고 조정하시길 바랍니다.
