자동차 조향장치 | 조향핸들 조향축 래크와 피니언 엘리옷형 마몬형 ?

자동차, 현대사회의 필수적이고 불가피한 이동 수단으로 자리매김하며 그 기술력은 날로 발전하고 있습니다. 그 중에서도 운전자와 차량이 소통하는 핵심 장치인 '조향 시스템'은 다양한 부품들로 복잡하게 이루어져 있습니다. 이번 글에서는 자동차의 조향 시스템을 이루는 주요 부품들을 자세히 알아보도록 하겠습니다.

1. 조향핸들 (Steering Wheel):

자동차를 운전할 때 가장 먼저 손에 닿는 부분이자 운전자가 차량을 조종하는 주요 인터페이스입니다. 조향핸들은 운전자의 의도를 조향 시스템으로 전달하는 핵심적인 역할을 수행합니다.

조향장치

 

2. 조향축 (Steering Column):

조향핸들과 조향기어를 연결하는 축으로, 웜과 스플라인을 통해 자재 이음으로 연결되어 있습니다. 운전자의 조향 조작이 이 축을 통해 하부의 메커니즘으로 전달됩니다.

 

3. 조향기어 (Steering Gear):

운전자의 핸들 조작을 토대로 바퀴의 움직임을 조절하는 핵심 메커니즘입니다. 다양한 형식이 있지만 대표적으로는 볼너트형식과 래크와 피니언 형식이 있습니다. 전자는 스크류와 볼너트의 상호작용으로 동작하며, 후자는 조향핸들의 회전운동을 래크를 통해 직선운동으로 바꾸어 조향합니다.

 

볼너트형식 (Ball Nut Type)

이 형식은 스크류와 볼너스 사이에 많은 볼이 위치하여, 볼의 동력 전달을 통해 너트로의 움직임을 조절합니다. 볼너트형식은 부드러운 움직임과 정확한 제어를 가능하게 합니다.

볼너트형식

래크와 피니언 형식 (Rack and Pinion Type)

이 형식은 조향핸들의 회전운동을 래크를 통해 직선운동으로 변환하여 조향을 수행합니다. 효율적이고 민첩한 차량 제어를 제공하며, 주로 소형 및 중형 차량에서 많이 사용됩니다.

 

래크와 피니언 형식

 

조향기어 비율 (Steering Gear Ratio)

조향기어 비율은 조향핸들의 회전각도를 피트먼암의 회전각도로 나눈 값으로, 이 값은 차량의 핸들 조작에 따른 바퀴의 움직임을 정의합니다. 비율이 클수록 작은 핸들 움직임으로도 큰 바퀴 움직임을 얻을 수 있어 민첩한 핸들링을 가능하게 합니다.

 

4. 피트먼암 (Pitman Arm)

조향핸들의 움직임을 드래그 링크로 전달하는 역할을 합니다. 래크와 피니언 시스템에서 나온 움직임을 스윙 암으로 변환하는 중요한 부분입니다.

5. 드래그링크 (Drag Link)

피트먼암을 통해 나온 움직임을 다른 부분에 전달하는 링크입니다. 다양한 부분과의 연결을 통해 움직임이 전달되어 차량의 방향을 제어합니다.

 

 

6. 타이로드 (Tie Rod)

조향너클 암의 움직임을 반대쪽 너클 암으로 전달하여 양쪽 바퀴의 방향을 일치시키는 중요한 역할을 합니다.

 

7. 조향너클암 (Steering Knuckle Arm)

일체차축 방식 조향기구에서 드래그링크 운동을 조향너클로 전달합니다. 

 

8. 일체차축 방식 조향기구의 압차축과 조향너클

일체차축 방식 조향기구에서 드래그링크 운동을 조향너클로 전달합니다. 여러 형태가 있으며 엘리옷형, 역엘리옷형, 마몬형, 르모앙형 등이 있습니다.

 

일체차축 방식 조향기구는 차량의 조향 시스템에서 압차축과 조향너클이 함께 작용하여 움직임을 전달합니다. 이 시스템은 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 주요한 형식은 아래와 같습니다.

Stub axle

 

엘리옷형 (Eliot Type)

앞 차축의 끝 단이 요크로 되어 있습니다. 요크에 조향너클이 설치되며, 킹핀은 조향 너클에 고정됩니다.

역엘리옷형 (Reverse Eliot Type)

조향너클에 요크가 설치되어 있습니다.

마몬형 (Marmon Type)

앞 차축 윗 부분에 조향너클이 설치되어 있습니다.

르모앙형 (Lemoine Type)

앞 차축 아래쪽에 조향너클이 설치되어 있습니다.

 

결론

자동차의 조향 시스템은 이러한 다양한 부품들의 조합으로 이루어져 있습니다. 특히, 조향기어의 비율과 다양한 링크 시스템이 조화롭게 작동하여 운전자의 핸들 조작을 토대로 차량의 방향을 민첩하게 제어합니다.

 

 

이와 같은 체계적인 동작은 운전의 안전성과 편의성을 높이는 데 큰 역할을 합니다. 또한, 이러한 기술적인 발전은 운전 경험을 더욱 향상시키는 데 기여하고 있습니다.  자동차의 조향 시스템은 기술력의 결정체로서, 끊임없는 연구와 혁신을 통해 더욱 진화하고 있습니다. 미래에는 운전과 기술이 어떻게 더불어 발전해 나갈지, 기대가 큽니다.