본문 바로가기

댓글0
번역beta

Translated by kakao i

번역할 언어 선택

뷰 본문

바름정비

타이어 휠 밸런스와 휠 얼라인먼트의 차이점 알아보기

일반운전자를 위한 자동차 정비관리 정보 팁 - 타이어 휠밸런스와 휠 얼라인먼트

3,289 읽음
댓글0
번역beta

Translated by kakao i

번역할 언어 선택

자동차를 운행하다 보면 핸들이 안정되지 못하고 핸들 조작 방향과 조금 다르게 똑바르게 직진 주행이 안되는 경우가 있습니다. 핸들 정렬이 올바르게 되지 않고 약간의 떨리는 느낌까지 받는다면 운전자는 매우 불안할 수밖에 없습니다. 이와 같이 차량의 직진 주행성과 주행 안정성은 차량 안전 운전에 매우 중요한 사항입니다. 오늘은 차량의 주행 안정성과 관계된 부분 중 타이어와 관련된 휠 밸런스와 휠 얼라인먼트에 대해 알아보도록 하겠습니다. 

차량 주행 시 차량 쏠림 현상이나 떨림 현상은 타이어 편마모에 의해서도 나타나게 됩니다. 이러한 타이어 편마모는 타이어 공기압과도 연관성이 있지만 근본적으로는 타이어 휠 밸런스 또는 타이어 휠 얼라인먼트의 문제와 상관관계가 깊습니다. 따라서 내 차의 휠 밸런스 상태와 휠 얼라인먼트 상태를 주기적으로 점검하는 것이 매우 중요합니다. 

타이어 휠 밸런스란?


타이어 휠 또는 림에 붙어있는 타이어의 균형 상태를 말하는 것으로 정지 상태에서의 균형 상태를 정적 밸런스(static balance), 운동 상태에서의 균형 상태를 동적 밸런스(dynamic balance)라고 합니다.

타이어 휠은 타이어와 결합하여 자동차의 하중을 지탱하여 안정적인 주행이 되도록 하는 역할을 하게 됩니다. 따라서 휠과 타이어가 결합한 뒤에 무게중심의 균형이 잡히도록 조정하는 작업을 휠 밸런스 작업이라고 합니다.

타이어 휠 밸런스가 중요한 이유는?

타이어의 한 부분이 다른 부분보다 무거우면 자동차가 정지하고자 할 때 무거운 쪽이 아랫부분이 되게 멈추려고 하는 현상이 발생하는데, 이를 정적 불균형이라고 하며 이때 고속 주행 시 바퀴가 상하로 흔들리는 진동이 발생하게 됩니다.

정적 밸런스가 잡혀있다 하더라고 단면 방향으로 무게의 불균형이 발생하면 축이 흔들리는 동적 불균형이 발생하게 되며 타이어가 옆 방향으로 흔들리는 충격이 발생하여 차체가 좌우로 흔들리는 진동 증상을 보이게 됩니다. 일반적으로 이러한 동적 불균형은 90km/h 범위에서 핸들 떨림이 나타납니다.

고속주행에서의 속도감 저하는 물론 노면에서 오는 진동이나 소음과 공진 되어 장시간 운전 시 피곤함을 더하고 심한 경우 멀미까지 유발합니다. 네 개의 바퀴 모두 휠 밸런스가 균형을 이루고 있으면 고속에서의 속도감이 매우 높아지고 실내에서 울리는 부밍음이 작아지는 것을 느낄 수 있습니다.

휠 밸런스 불균형을 의심할 수 있는 이상 증상을 요약해 보면 다음과 같습니다.

▶고속 주행 시 핸들 진동 느껴지는 증상

▶직선 주행이 아닌 편마모 방향으로 차량의 쏠림 현상

▶제동 시 차체의 진동이 느껴지는 현상

타이어 휠 얼라인먼트 란?


휠 얼라인먼트는 차량 전체의 밸런스를 맞춰주는 작업으로써 휠 밸런스가 휠과 타이어의 균형감을 맞춰 것이라면 휠 얼라인먼트는 스티어링 휠과 타이어의 정렬을 잡아주는 것을 말합니다. 즉 휠 얼라인먼트는 차량의 정렬 상태의 균형을 맞춰주는 것으로 얼라인먼트가 잘못된 경우에는 주행 시 차량 떨림, 소음 그리고 제동 시 밀림현상까지 나타나면 타이어편마모의 원인이 되기도 하며 주행 시 운전자의 핸들 조작 시 조향성이 떨어질 수 있습니다.

타이어 휠 얼라인먼트 점검 방법은?

휠 얼라인먼트는 차량에 장착된 4개의 타이어의 정렬을 조정하여 처음 출고 시 동일한 방향성을 유지할 수 있도록 정비하는 작업을 총칭하는 것입니다. 휠 얼라인먼트의 점검 요소는 크게 4가지로 살펴볼 수 있습니다.

① 캠버(Camber)는 자동차를 정면에서 보았을 때, 수직선에 대하여 차륜의 중심선이 기울어져 있는 상태를 말합니다. 캠버는 각도로 표시하며, 포지티브(+), 제로(zero) 및 네거티브(-) 캠버로 나누어지며 타이어의 편마모를 방지하고 조향장치(스티어링 휠)의 기능을 향상시키는 역할을 하게 됩니다.  

포지티브 (+) 캠버 자동차의 앞바퀴의 캠버는 대부분 +0° 20′~+1° 30′ 범위에서 설정되어 있습니다. 포지티브 (+) 캠버는 직진성을 좋게 하고, 킹핀 오프셋(kingpin offset)을 작게 합니다. 따라서 포지티브(+)의 캠버가 크면 클수록 선회력(cornering force)은 감소하게 됩니다.

※ 킹핀 오프셋(kingpin offset) : 차체를 정면에서 볼 때 킹핀 중심선이 노면에 접지하는 점과 타이어 중심선이 노면에 접하는 점과의 거리를 말함.

제로 캠버는 자동차를 정면에서 보았을 때, 차륜의 중심선이 수직인 상태를 말합니다.

네거티브 캠버는 차륜 중심선의 위쪽이 노면에 수직인 직선에 대해 안쪽으로 기울어진 상태를 말합니다.

고속 자동차의 경우에는 앞바퀴도 대부분 네거티브(-)의 캠버입니다. 앞바퀴의 캠버는 직진 상태에서 -60′~+30′ 범위이고 뒷바퀴의 캠버는 대부분 -0° 30′~-2° 정도입니다. 네거티브(-) 캠버는 선회력을 증가시키는 반면, 타이어 트레드의 안쪽 마모를 촉진시키게 됩니다.


② 킹핀은 조향장치와 앞바퀴의 축을 연결하는 핀으로 캠버각을 작게 하기 위해 보통 어느 정도의 각도를 주고 있는데 이것을 킹핀각이라고 하며, 6∼8°의 범위입니다. 킹핀은 특수강으로 표면 경화 처리되어 절손 및 마모에 강한 특징이 있습니다. 킹핀은 조향장치의 조작력을 향상시켜 주는 역할을 하게 됩니다.

③ 캐스터(Caster)는 차량의 옆면에서 보았을 때 킹핀 중심선 또는 상/하 볼-조인트 중심을 연결한 직선이 기울어져 있는 각도를 말하는데, 이를 캐스터 각(caster angle)이라 합니다.

캐스터는 포지티브(+)의 캐스터(positive caster)와 네거티브(-)의 캐스터(negative caster)로 구분하고 있습니다.

출처최신 자동차 공학시리즈 4 도서출판 골든벨

포지티브(+) 캐스터(positive caster)는 차체를 측면에서 보았을 때, 킹핀의 위쪽이 휠 허브를 지나 노면에 수직인 직선의 뒤쪽으로 기울어져 있는 상태를 말하며, 주행 중 차륜을 앞에서 끌어당기는 효과를 나타내어 안정적인 직진 방향을 갖게 됩니다. 주로 후륜구동방식에서 많이 사용하고 있으며 조향장치를 직진 방향성의 위치로 복귀시키는 복원력을 발생시키는 역할을 합니다.



네거티브(-) 캐스터(negative caster)는 차체를 측면에서 보았을 때, 킹핀의 위쪽이 휠 허브를 지나 노면에 수직인 직선의 앞쪽으로 기울어져 있는 상태를 말하는데 주로 전륜구동(FF) 자동차에 이용됩니다. 포지티브 캐스터에 비해 조향장치 복원력은 떨어지지만 과도한 복원력을 예방하고 측면 풍속에 영향을 받게 되는 민감성을 잡아줍니다. 캐스터와 캠버 및 킹핀 경사각은 함께 작용하여 조향된 차륜의 복원력에 영향을 미치게 되며 조향장치를 안정시키고 차륜의 시미(shimmy) 현상을 방지하는 기능을 합니다.

 ※시미(shimmy) 현상이란 주행 중 앞바퀴의 가로 흔들림 현상을 말하는데 조향 핸들이 좌우로 흔들려 안전 운전에 영향을 미치게 됩니다. 일반적으로 앞바퀴 정렬 부적절, 휠 언밸런스, 타이어 공기압 부적합 등의 원인으로 발생합니다.  

④ 토(Toe)는 자동차가 직진 위치에 있을 때, 1개의 차축의 좌/우 차륜을 자동차의 위쪽에서 보았을 때 타이어 앞쪽의 각도를 말하며 거리(mm) 또는 각도(°)로 표시하고 있습니다. 좌/우 차륜 간의 앞쪽 간격이 뒤쪽보다 좁은 경우를 토-인(toe-in)이라고 하며 반대 형태를 토-아웃(toe-out)이라고 합니다. 

직진/주행할 때 토-제로(toe-zero)가 되면 차륜의 직진성은 향상되고, 시미(shimmy) 현상이 감소하게 됩니다. 전륜구동(FF) 방식의 자동차에서는 구동력의 반작용력 때문에 앞바퀴가 바깥쪽에서 안쪽으로 조향하려는 성향이 있기 때문에 직진/정차상태에서 토-아웃(toe-out)으로 조정하여, 직진/주행상태에서 토-제로(toe-zero)가 되도록 조정하게 됩니다.


장기간 자동차 주행을 지속하다 보면 노면에 의한 차체 충격이나 잦은 접촉으로 인하여 스티어링 휠과 타이어의 정렬이 흐트러지게 됩니다. 따라서 핸들링이 평소보다 안정적이지 못하거나 타이어 편마모가 발생한다면 주기적으로 휠 밸런스와 얼라인먼트를 조정을 통하여 안정적인 운행을 하시기를 권유 드립니다.

실시간 인기

    번역중 Now in translation
    잠시 후 다시 시도해 주세요 Please try again in a moment