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자동차 공학개론 [캠버, 킹핀경사각, 토인, 캐스터등] 보고서
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○ 캠버
4륜 자동차의 타이어는 완전히 반듯하게 정렬되어있지 않고 미세한 각으로 기울어 차랑의 성능을 보강하고 있다. 캠버는 바깥쪽과 안쪽으로 경사지게 결합되어 있으며, 바퀴의 중심선과 노면에 대한 수직선이 이루는 각도를 나타낸다. 차종에 따라 다르나 일반적으로 0.5~2° 정도로 되어 있다. 이때 휠의 위쪽이 밖으로 휘어져 있으면 정 캠버(positive camber), (+)로 나타내고, 휠의 위쪽이 안쪽으로 휘어져 있으면 부 캠버(negative camber), (-)로 나타낸다. 최근엔 파워스티어링 휠의 발달로 스티어링 휠의 조작이 편해지고, 차량 성능이 발달함에 따라 코너링 성능이 요구되면서 부 캠버를 많이 쓰고 있다.
캠버를 두는 이유는
i) 앞바퀴가 하중을 받았을 때 아래로 벌어지는 것을 방지한다.
ii) 주행할 때 바퀴가 탈출하는 것을 방지한다.
iii) 킹 핀 경사각과 함께 타이어 접지면의 중심과 킹 핀의 연장선이 노면과 교차하는 점과의 거리인 오프셋 (offset)량을 적게 하여 핸들조작을 가볍게한다.
iv) 바퀴의 트레드 중심이 캠버가 0일 때보다 안쪽으로 들어가기 때문에 하중이 가해지는 점이 너클 스핀들 (knuckle spindle)의 안부분에 가까워져 스핀들이나 너클을 굽힐려고 하는 힘이 적이진다.
● 캠버각의 차이에 따른 폐해
전륜의 좌우 캠버각이 차이가 생기면, 선회반경의 차이로 인해 스티어링 휠이 안쪽으로 쏠리게 된다. 이런 경향은 캐스터 각도와 스크러브 반경이 작을수록 강하게 나타난다.
한편, 캠버각이 존재하면 타이어 트래드의 내측과 외측의 유효반경이 다르고 지면에 닿는 하중 분포가 달라서 편 마모가 일어나게 된다. 특히 편평율이 낮은 타이어의 경우 캠버각이 사이드 월에서 흡수되지 않으면 편마모 속도는 아주 빨라지게 된다.
○ 킹 핀 경사각
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2012.11.22
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