자동차 구조 - 1

자동차는 약 3만개의 부품으로 구성된 복잡한 구조체이다. 내연기관에서 전기 및 수소차 등 친환경차로 트렌드가 변화하면서 전장화 되고 있고, 각 전장품에 들어가는 요소들도 수만가지이기 때문에 개략적인 분류나 명명법을 알고 자동차를 이해하면 좋을 것이다.

 

1. 바디

 자동차는 크게 바디와 샤시로 나눌 수 있고, 차체(바디)는 차량의 외형과 내부 공간을 구성한다. 차체는 모노코크바디라고 하는 일체식 구조와 프레임 장착구조로 다시 나눌 수 있다. 현재는 일체형 바디의 경제성, 강성을 인정받아 바디 구조로 일체형 바디가 채택되고 있다.

 일체형 바디는 주로 중형, 소형 승용차에 사용되고 지붕, 사이드 패널, 바닥이 일체화 되어있다. 모노코크 바디는 비교적 높게 설계하여 차체에 파워트레인을 직접 조립하여 차량의 중량을 절감하고, 여유 공간을 확보할 수 있다는 장점이 있다.

 프레임형 바디는 골격을 이루는 프레임과 차체를 각각 제작하여 조립하는 방식이고 주로 대형 차량에서 채택하는 방식이다. 

 

 

 

2. 샤시

 샤시는 바디를 제외한 차량의 동력 및 주행에 필요한 장치들을 말한다. 엔진, 모터/배터리, 동력 전달장치, 조향장치, 제동장치, 현가장치, 프레임, 타이어/휠 등이 해당된다.

 

1) 엔진

차량의 동력원으로 종류로는 크게 가솔린, 디젤, LPG/LNG/CNG 등 가스 엔진이 있고, 승용차에는 가솔린/LPG 등이 흔히 사용되고 상용차에는 디젤 엔진이 주로 사용된다. 엔진은 역할에 따라 연료를 공급하는 연료장치, 연소실에서 압축된 혼합가스에 불꽃을 발생시켜 연소시키는 점화장치, 크랭크, 캠, 베어링 등의 마찰에 의한 열/에너지 손실을 줄여주는 윤활장치, 냉각을 통해 엔진의 열효율을 유지시켜주고 부품의 변형을 최소화 시켜주는 냉각장치, 먼지나 이물질을 제거하여 부품 효율을 유지시켜주고 소음 발생을 예방해주는 흡/배기 장치, 초기 시동을 위한 시동장치 등이 존재한다.

 

 2) 동력전달장치

 엔진에서 발생한 동력을 구동을 위해 휠까지 전달해야하는데 이 때 동력이 전달되는 시스템을 파워 트레인이라고 한다. 클러치, 변속기, 종감속 및 차동기어, 휠과 타이어 등으로 구성된다.

클러치 : 엔진과 변속기 사이에 설치되어 동력을 상황에 맞게 변속기로 전달, 차단해주는 장치

변속기 : 엔진의 동력을 차량 주행조건에 따라 구동력, 주행 속도를 증감시키는 장치, 기어비를 활용

종감속기어 : 변속기로부터의 회전력을 증가시켜 가속, 등판 능력과 연비 등 차량 주행 성능을 개선하는 장치

차동장치 : 커브 선회시 양쪽 휠이 동일한 바퀴 수를 회전하면 언더/오버 스티어링이 발생하는데, 이를 방지하고 휠의 회전수 차이를 발생시켜 원활한 선회를 돕는 장치

휠, 타이어 : 노면과 직접 접촉하고, 노면의 마찰을 활용해 제동, 구동하는 장치, 조향 성능, 소음 진동저감 등의 역할도 함  

 

 

3) 조향장치

주행의 방향성을 결정하는 장치로 조작기구, 기어기구, 링크기구 등으로 구성된다. 통상 스티어링 휠, 조향 축, 조향기어, 타이로드, 너클 암을 통해 조향이 된다. 조향 기어박스에서 조향력이 조정된다.

 

 

4) 제동장치

 차량의 감속, 정지, 정지 상태를 유지하는 장치이고 유압식, 공압식 , 기계식으로 분류되며 현재는 전자식 제어와 유압식을 채택한다. 페달 -> 마스터 실린더 -> 브레이크 오일 -> 제동패드, 캘리퍼 피스톤 -> 디스크 순으로 제동력이 전달되며, 대형차는 제동력과 제동거리가 길기 때문에 압축공기식 브레이크 장치를 채택하고 있다.

 

 

5) 현가장치

 주행 중 노면으로부터 받는 충격이나 진동을 흡수하고 차체나 화물의 손상을 최소화하고 승차감을 개선한다. 차축을 차체와 연결해주는 역할도 한다. 스프링-쇽업쇼버의 조합으로 이루어지고, 1차적으로 스프링에서 노면의 충격을 흡수하며, 쇽업쇼버는 충격에 의한 스프링의 진동을 감쇄하는 역할을 한다.