자동차의 스티어링 휠...

오늘은 자동차의 조향장치 역사와 스티어링휠 조작관련하여 포스팅 할려고 합니다.

자동차를 운전하는것을 떠올리라고 하면 핸들을 좌,우 돌리는 모습이 떠오릅니다. 자동차의 방향을 결정하는 핸들은 운전의 기본이라고 할 수 있습니다.

그만큼 핸들도 자동차의 역사와 동일한 역사를 가지고 있다고 할 수 있습니다.

우선 자동차의 조향장치가 무엇일까요?

- 자동차의 조향장치란? -

자동차의 조향장치란 자동차의 진행 방향을 운전자의 임의대로 바꾸기 위한 장치를 말합니다. 이러한 조향장치는 핸들과 조향축으로 구성되어 운전자가

핸들에 가한 회전력에 근거하여 차륜의 조향각을 변화시킵니다.

운전자가 임의로 조향할 때, 이에 조작되는 모든 부품이 조향장치에 속하는 것입니다.

구성 부품들은 조향 휠, 조향축, 조향 기어, 피트먼 암, 드래그 링크, 타이롯드, 너클암, 너클등입니다.

- 조향장치의 역사 -

1880년대의 자동차에 최초로 적용된 조향장치는 막대기형 핸들이였습니다. 이후 차축이 돌아가는 피벗식 핸들이 발명되었지만 이는 고장이 잦고 실용성이

떨어져 전륜 차축만 움직이는 조향장치의 개발이 시급했습니다. 전륜 차축만 움직이는 조향장치는 1890년에 말에 이르러서야 고안되었지만 핸들의 모양은

여전히 자전거와 같은 막대기 형태였고, 우리에게 친숙한 원형 핸들은 그 후 몇년 후에 이르러서 등장하였다고 합니다.

이러한 초창기의 조형장치는 조향의 동력이 없어서 핸들이 돌릴 때 팔힘이 엄청나게 필요했고, 특히 트럭이나 버스 같은 대형차 운전자들은 운전 후에는

몸저 누웠다는 말들이 있을정도니까요. 그래서 이를 해결하기 위해 1950년대부터는 조향의 동력을 엔진에서 얻은 유압으로 조작하는 파워 스티어링 방식이

등장했습니다.

<파워 스티어링 휠>

엔진으로 유압펌프를 구동하여 유압을 저정하고, 스티어링 샤프트가 회전하면 그 끝에 달린 유압밸브가 열려 피스톤으로 앞 바퀴 구동축의 전환을 도와주는 원리로 돌아가는 파워 스티어링 시스템은 적은 힘을 가지고도 가볍에 돌릴 수 있어서 '파워핸들'로 많이 불립니다.

이 시스템은 개발 초기에는 대형 승용차, 트럭, 버스로 사용 범위가 제한되었으나, 1960년대부터 자동차 차체의 앞부분이 무거운 전륜구동 자동차가 보급되면서부터는 소형 자동차에도 장착하기 시작하였습니다. 하지만 파워 스티어링 시스템의 단점도 있습니다. 그 담점은 스티어링휠이 가볍기 때문에 고속으로 주행하면 작은 충격에도 흔들리는 문제가 있습니다.

이 단점을 보완하기 나온 기술이 '속도감응형 유압조향시스템' 입니다. 이 장치는 자동차 속도에 따라 유압을 조절합니다. 스티어링휠이 저속에서는 가볍게, 고속에서는 무겁게 반응하기 때문에 기존의 파워 스티어링의 단점을 극복한 것이죠. 단, 장치가 무겁고 비싸기 때문에 중.대형차에 주로 적용되었습니다.

최근에는 이러한 단점을 극복한 '전동식 조향장치(MDPS, Motor-Driven Power Steering)' 이 등장하였습니다. MDPS는 유압대신 전기로 스티어링휠을 제어합니다.

이 시스템은 기존 유압식 조향 시스템과 비교할 때 고급 중대형자동차에서 적용되었던 첨단 시스템은 속도감응형보다 성능이 뛰어납니다. 무게도 기존보다 가벼워졌고 연비도 향상되었습니다. 오일 펌프를 제외시켜 환경오염을 줄인점도 눈에 띱니다.

앞으로 나올 무인 자동차도 스스로 조향하려면 MDPS가 필수입니다.