수년에 걸쳐 스티어링 시스템은 진화했으며 최초의 차량에서 얻은 것보다 훨씬 더 발전했습니다. 대부분의 사람들은 차량이 작동하는 조향 시스템의 종류를 모릅니다. 이것이 그들이 차량의 조향 시스템과 함께 제공되는 이점을 최적화하지 않은 이유입니다. 따라서 이 기사에서는 조향 시스템의 작동을 더 잘 이해할 수 있도록 조향 기어 박스와 랙 및 피니언에 중점을 둘 것입니다.
차량의 조향 시스템 작동을 이해하는 것이 왜 중요한가요? 간단합니다.
차량은 운전자가 움직임을 제어할 수 있도록 하는 조향 시스템이 없으면 아무것도 아닙니다. 문제는 자동차 조향 시스템의 효율성이 주로 승객의 안전과 부드러운 주행 경험에 영향을 미친다는 것입니다. 조향 시스템을 최대한 활용하고 차가 어떻게 조향되는지 이해하면 궁극적으로 더 나은 운전 경험을 갖게 될 것입니다.
스티어링 기어 박스는 가장 오래된 스티어링 시스템 중 하나이며 여전히 우리가 주변에서 볼 수 있는 대형 차량(예:대형 SUV 및 대형 트럭)에서 볼 수 있습니다. 이 시스템이 어떻게 작동하는지 더 잘 이해하려면 스티어링 기어가 무엇인지 이해해야 합니다. 스티어링 기어는 스티어링 휠의 회전을 차량의 스티어링 연결 장치의 직선 운동으로 변환하는 기계적 구성 요소입니다.
스티어링 기어는 종종 상자에 포장되어 있으므로 "스티어링 기어박스"라는 이름이 붙습니다. 이 스티어링 기어박스는 스티어링 입력을 링키지로 전달할 수 있도록 하는 기어와 휠이 제대로 회전하고 작동하도록 하는 기타 구성 요소를 고정합니다. 본질적으로 앞바퀴가 스티어링 휠보다 빠르게 움직이도록 스티어링 변경을 증가시킵니다. 조향 기어박스 유형에 따라 회전력을 곱하고 그 힘을 조향 연결 장치에 전달함으로써 달성됩니다.
그렇다면 스티어링 기어박스는 어떻게 작동할까요? 스티어링 기어박스의 기어 중 하나는 나사 구멍이 있는 금속 블록이 있는 웜 기어입니다. 이 구멍의 나사산에는 기어의 유격을 줄이면서 마찰을 줄이는 많은 볼 베어링이 있습니다. 블록은 바깥쪽에 톱니바퀴가 달려있어 피트맨의 팔을 앞뒤로 움직이는 기어와 맞물립니다. 나사 구멍은 나사 막대가 있는 곳으로, 이 막대는 스티어링 휠에 연결되어 회전합니다. 이 나사산 막대는 핸들이 움직일 때 회전하는 방식(고정됨)으로 설계되었습니다. 이것은 차례로 차량의 바퀴를 움직이는 기어를 구동합니다.
스티어링 기어박스에는 다양한 비율이 있어 운전자가 앞바퀴를 돌리기 위해 스티어링 휠을 돌리는 횟수를 결정합니다. 운전자가 핸들을 4.5바퀴 돌려야 앞바퀴가 로크투록으로 돌아가는 와이드 비율 박스가 있다. 반면에 클로즈 비율 스티어링 박스는 스티어링 휠이 로크 투 로크(lock-to-lock)가 되는 데 3회전만 걸립니다. 분명히 넓은 비율의 경우 운전자는 바퀴를 돌리기 위해 더 많은 작업을 해야 하는 반면, 근접 비율 옵션을 사용하면 차량을 더 쉽게 조종할 수 있습니다.
스티어링 기어박스의 저항을 생성하는 링도 적절한 정비사가 하면 필요에 맞게 수정할 수 있습니다. 상대편이 제대로 조정되지 않으면 스티어링에서 잘못된 피드백을 받고 운전 경험에 부정적인 영향을 미칩니다.
그렇다면 파워 스티어링 기어 박스는 어떻게 작동합니까? 이러한 유형의 스티어링 기어 박스에서 유압은 스티어링 시스템에 압력을 가하여 스티어링 휠의 움직임을 지원합니다. 엔진에 부착된 유압 펌프는 운전자가 핸들을 돌릴 때 방출되는 유체 압력을 발생시켜 조향 노력을 줄입니다.
스티어링 기어 박스 시스템은 꽤 오래되었고 모든 오래된 것과 마찬가지로 새로운 대응 장치는 단계적으로 제거했습니다. 그들이 여전히 사용 중이라는 사실은 자동차 제조업체에 제공하는 몇 가지 이점을 시사합니다. 반대로 단점이 없었다면 지금은 인기가 떨어지지 않았을 것입니다.
그럼 이제 스티어링 기어박스의 장단점을 살펴보도록 하겠습니다.
피트맨 암 길이를 수정하여 필요에 맞게 조향 이동량을 쉽게 변경할 수 있습니다. 스티어링 기어 박스는 기계적 이점이 크기 때문에 대형 차량에 가장 적합합니다. 또한 견고한 디자인을 감안할 때 상대적으로 안정적이고 더 견고한 느낌을 줍니다. 또한 백래시를 제거하기 위해 비교적 쉽게 조정할 수 있습니다. 스티어링 기어박스는 고속도로에서 운전하는 것과 같이 회전이 거의 또는 전혀 필요하지 않은 수월한 운전에 적합합니다. 손상될 가능성이 적은 차량 영역에 장착됩니다. 일부 시나리오에서 차량은 연결 장치가 손상되었음에도 불구하고 여전히 일종의 조향 제어 기능을 갖습니다.
스티어링 기어 박스 시스템은 여러 개의 움직이는 부품으로 구성되어 있으므로 마모 지점이 많아 마찰 위험이 증가합니다. 이 많은 수의 구성 요소는 조향 시스템을 상대적으로 무겁고 덜 효율적으로 만들기 때문에 대부분의 조향 기어 박스 문제의 원인입니다. 그것이 제공하는 높은 조향비 때문에 조향 기어 박스는 회전할 때 조향 소음에서 알 수 있듯이 많은 조향 노력을 필요로 합니다. 또 다른 문제는 스티어링 기어박스 가격이 비싸다는 점입니다.
대부분의 현대식 차량은 랙 및 피니언 기어 시스템을 사용합니다. 일부 랙 및 피니언의 예로는 자동차, 버스, SUV 및 트럭이 있습니다. 이름에서 알 수 있듯 피니언과 랙으로 구성되어 있습니다. 랙 및 피니언 시스템은 단순히 회전 동작을 직선의 직접적인 동작으로 변환합니다. 이것은 아마도 지난 몇 년 동안 자동차 산업에서 점점 더 인기를 얻게 된 이유일 것입니다.
이 스티어링 시스템은 독립형 스티어링 휠 서스펜션으로 전륜 차량에 사용할 수 있는 편의성 때문에 인기가 있습니다. 랙 및 피니언 디자인은 기본적으로 타이 로드 그룹에 연결된 바(톱니)에 부착된 기어이기 때문에 매우 간단합니다. 랙 및 피니언 시스템은 수동 또는 가변 보조 전원 시스템일 수 있지만 대부분은 전원 지원입니다.
수동 옵션을 사용하는 경우 스티어링 기어 샤프트의 끝에는 조정 가능한 타이 로드로 스티어링 암에 부착된 긴 랙에 상호 연결된 피니언 기어가 있습니다.
파워 스티어링 랙 및 피니언 옵션이 있는 차량은 다른 디자인으로 제공됩니다. 여기에서 파워랙 측면에 장착된 두 개의 스틸 튜브는 압력 및 리턴 라인 역할을 하면서 조향 기능(오른쪽 및 왼쪽 회전)을 수행하도록 설계되었습니다.
그렇다면 랙 앤 피니언 시스템은 어떻게 작동합니까? 수동 시스템의 경우 랙의 양쪽 끝이 튜브에서 연장되도록 금속 튜브로 둘러싸인 랙 앤 피니언 기어 세트가 있습니다. 이 기어 세트는 두 가지 작업을 수행하도록 설계되었습니다. 스티어링 휠의 회전 운동을 앞바퀴를 회전시키는 직접 운동으로 변경하도록 제작되었습니다. 또한 바퀴를 돌리는 데 필요한 노력을 줄이도록 설계되었습니다. 기어 감속을 제공하여 이를 수행합니다. 피니언 기어는 스티어링 샤프트에 연결되어 있으므로 스티어링 휠을 돌리면 피니언 기어가 회전하여 랙을 이동합니다. 이 움직임은 타이 로드로 변환되어 스티어링 너클이 볼 조인트에서 회전합니다. 궁극적으로 차량의 바퀴는 차량이 조향되는 방향에 따라 한쪽에서 다른 쪽으로 이동합니다. 수동 옵션입니다.
동력 보조 조향 옵션을 사용하면 시스템에 동력 보조 랙의 양쪽에 연결된 피스톤을 고정하는 실린더도 함께 제공됩니다. 이 경우 랙은 피스톤에 있는 고압 스티어링 유체의 작용에 의해 구동됩니다.
옵션에 관계없이 랙 및 피니언 조향 시스템은 매우 간단하고 매우 효율적입니다. 랙 및 피니언 시스템은 자동차 산업에서 주로 사용되지만 다른 랙 및 피니언 애플리케이션에는 게이트, 철도 및 엘리베이터가 포함됩니다.
다음은 랙 및 피니언 시스템의 장점과 단점입니다.
랙과 피니언은 대부분의 현대식 차량에서 볼 수 있기 때문에 꽤 인기가 있습니다. 이것은 주로 스티어링 기어 박스 시스템에 비해 이점이 있기 때문입니다. 그러나 모든 기계 장치와 마찬가지로 결함이 없는 것은 아닙니다. 기사의 이 섹션에서는 차량에 랙 및 피니언 조향 시스템을 사용할 때의 장점과 단점에 중점을 둡니다.
랙 및 피니언 조향 시스템은 전송 효율이 높은 만큼 컴팩트한 디자인을 가지고 있습니다. 더 적은 수의 부품으로 구성되어 있기 때문에 마모 지점이 적어 마찰 위험이 줄어듭니다. 이는 랙 및 피니언 수리가 점점 줄어들 것이라는 의미입니다. 랙 앤 피니언 조향 시스템은 부품 수가 적고 제조 비용이 상대적으로 쉽기 때문에 가격이 저렴합니다. 랙앤피니언 스티어링 시스템으로 차량이 가벼워져 연비가 향상됩니다.
랙 및 피니언 조향 시스템은 차량을 조향하는 데 더 적은 노력이 필요하기 때문에 조향 비율을 낮추고 차량을 더 잘 제어할 수 있습니다. 게다가 내부 타이로드의 다이렉트 모션도 지오메트리에 탁월합니다.
랙 및 피니언 조향 시스템의 단점 중 하나는 랙으로 절단할 수 있는 톱니 수가 제한되어 있기 때문에 사용 가능한 이동 거리가 적다는 것입니다. 또 다른 점은 이 스티어링 시스템을 구형 자동차에 장착하는 것이 약간 어려울 수 있다는 것입니다. 이 작업을 제대로 처리하지 않으면 잘못된 처리의 위험이 있습니다.
스티어링 기어 박스는 1980년대 랙 앤 피니언 시스템이 쇼를 훔치기 전에 자동차 스티어링 시스템으로 선택되었습니다. 여전히 주변에 스티어링 기어 박스 시스템이 있지만, 요즘 보는 거의 모든 차량은 랙 앤 피니언 시스템을 작동합니다. 그리고 이것은 주로 두 조향 시스템의 차이 때문입니다. 대부분의 제품과 마찬가지로 최신 랙 및 피니언 시스템은 구형 스티어링 기어 박스를 크게 개선했습니다. 조향 기어 박스를 랙 및 피니언과 비교하는 것은 재순환 볼 시스템이 본질적으로 조향 기어 박스이기 때문에 랙 및 피니언 대 재순환 볼 비교와 유사합니다. 즉, 스티어링 기어 박스와 랙 및 피니언 시스템의 차이점을 살펴보겠습니다.
먼저 스티어링 기어 박스 시스템은 랙 및 피니언 스티어링 시스템(센터 링크, 아이들러 암, 타이 로드 슬리브, 피트먼 암 등)보다 훨씬 더 많은 스티어링 부품을 사용합니다. 이로 인해 스티어링 기어 박스가 해당 기어 박스보다 훨씬 강력해 지지만 이러한 추가 부품으로 인해 스티어링 기어 박스가 상당히 무거워집니다. 또한 너무 많은 구성 요소가 서로 접촉하여 마찰의 위험이 증가합니다.
또 뭔데? 조향 기어 박스는 랙 및 피니언 시스템에서 작동하는 것과 다른 연결 장치를 가지고 있으므로 작동 방식이 다릅니다. 스티어링 기어 박스에서 스티어링 휠은 스티어링 휠을 돌릴 때 회전하는 나사 볼트에 연결됩니다. 스티어링 휠을 돌리면 피니언 기어가 회전하여 랙이 왼쪽에서 오른쪽으로 움직이는 랙 앤 피니언 시스템과 다릅니다.
차이점은 여기에서 끝나지 않습니다. 조향 기어 박스 시스템과 관련된 상대적으로 많은 수의 움직이는 부품 때문에 더 많은 변위와 더 높은 조향비가 있습니다. 조향 비율이 개선되어 조향 시 반응성이 더 뛰어난 랙 및 피니언 시스템의 경우에는 그렇지 않습니다. 랙 및 피니언 조향 시스템은 보다 직관적인 설계를 자랑하여 자동차 제조업체에게 더욱 비용 효율적입니다. 구성 요소의 수와 랙 및 피니언 시스템의 크기를 고려하면 특히 특정 차량의 요구 사항을 충족하도록 구축하기가 훨씬 더 쉬운 경우 더 많은 자동차 제조업체가 랙 및 피니언 시스템을 선택하는 이유를 쉽게 알 수 있습니다.
랙 및 피니언 조향 시스템은 차량 제조 방식을 변경하면서 조향 시스템에 혁명을 일으켰습니다. 자동차 제조업체는 이제 조종하기 쉽고 비용 효율적인 자동차를 만들 수 있습니다. 이것은 스티어링 기어 박스 스티어링 시스템으로 해낼 수 없습니다.
가장 일반적인 조향 시스템은 랙 앤 피니언 시스템입니다. 랙 앤 피니언 기어 세트가 금속 튜브에 들어 있는 간단한 시스템입니다. 랙의 각 끝은 튜브에서 튀어나와 타이 로드에 연결됩니다. 피니언 기어도 스티어링 샤프트에 연결되어 있어 스티어링 휠을 돌리면 기어가 회전하면서 랙이 움직인다. 이 움직임은 타이 로드로 변환되어 스티어링 너클이 볼 조인트에서 회전합니다. 따라서 차량의 바퀴는 차량이 조향하는 방향에 따라 움직입니다. 랙 앤 피니언 시스템은 자동차, 소형 트럭 및 SUV에서 흔히 볼 수 있습니다.
아니요. 그들은 다릅니다. 그들은 다른 디자인과 다른 작업을 가지고 있습니다. 조향 기어 박스 시스템은 랙 및 피니언 시스템보다 구성 요소가 더 많고 무거우며 일반적으로 다루기가 쉽지 않습니다. 랙 및 피니언 시스템은 디자인이 단순하고 더 컴팩트합니다.
스티어링 박스의 두 가지 주요 유형은 다음과 같습니다.
웜 및 섹터: 이 스티어링 박스는 나사("웜"이라고 함)가 있는 스티어링 휠 샤프트로 구성됩니다. 스티어링 휠이 회전할 때 위아래로 움직이는 섹션 기어도 함께 제공됩니다. 섹션 기어가 움직이면 바퀴를 회전시키는 피트맨 암이 활성화됩니다.
웜 및 롤러:이 핸들을 사용하면 (섹션 기어를 대체하는) 롤러가 크로스 샤프트에 연결됩니다. 따라서 스티어링 휠이 회전하면 웜 나사가 회전하여 롤러가 회전합니다. 결과적으로 크로스 샤프트는 피트맨 암을 비틀고 움직여 바퀴 방향을 강제로 변경합니다.
랙과 피니언이 불량한 차량을 운전하는 것은 권장하지 않습니다. 랙과 피니언이 불량하면 차량을 안전하게 운전하는 데 필요한 적절한 양의 제어가 불가능하기 때문입니다. 자유 놀이가 너무 많아 직선으로 차량을 조종하기 어려울 것이며, 이는 귀하와 다른 도로 사용자에게 위험할 수 있습니다.
랙 및 피니언 조향은 더 많은 부품이 있는 재순환 볼 조향 시스템보다 더 간단합니다. 따라서 랙과 피니언의 마찰이 적고 스티어링의 반응성과 컴팩트함이 더해져 더 나은 운전 경험을 얻을 수 있습니다. 랙 및 피니언 시스템은 또한 재순환 볼 시스템보다 더 가볍고 효율적입니다. 랙 앤 피니언 시스템은 부품을 덜 사용하고 상대적으로 가볍기 때문에 차량에 장착하기가 훨씬 쉽습니다.
스티어링 기어 박스 대 랙 및 피니언에 대한 이 폭로에서 여기까지 읽었다면 두 스티어링 시스템이 어떻게 작동하는지 더 잘 이해해야 합니다. 차를 사려고 하는 많은 사람들(현재 차를 가지고 있는 사람들도 마찬가지)은 종종 변속기 유형, 연비, 주행 거리, 미관 및 기타 등등에 대해 걱정합니다. 대부분의 사람들은 안전과 운전 경험에 대한 중요성을 충분히 인식하지 못하기 때문에 차량의 스티어링 시스템에 대해 덜 관심을 갖습니다.
이 기사를 읽은 후 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있기를 바랍니다. 스티어링 시스템은 차량의 필수적인 부분이며 진지하게 받아들여야 합니다. 내부에 무엇이 있고 이를 최대한 활용하는 방법을 알아보려면 검사를 받으십시오.
