자동차= 차체(Bady)+섀시(Chassis)
차체(Bady)- 엔진실+승객실+트렁크로 구성되어있고 자동차를 구분할때 차체의 형태로도 구분하기도 한다.
섀시(Chassis)- 차체를 제외한 나머지 부분으로 자동차 엔진부터 동력전달장치, 조향장치, 현가장치, 제동장치등의 주요장치들을 전부 가지고 있다.
프레임(Frame)- 크게 프레임식(Frame body)과 모노코크식(Monocoque body)으로 나뉜다.
엔진(Engine)
동력전달장치- 엔진에서 발생되는 운동에너지를 바퀴로 전달하는 장치이며 클러치, 변속기, 추진축, 유니버셜조인트, 차축, 종감속 차동장치등을 말한다.
조향장치- 자동차의 방향을 바꾸는데 필요한 장치로 조작기구, 기어장치, 링크가구로 이루어져 있다.
현가장치- 서스펜션이라고 불리우며 엑셀축과 차체의 중간에 위치하여 이 둘을 연결시키는 것과 노면의 충격을 흡수,분산시켜 스차감을 좋게 한다. 그래서 간단하게 분류하면 앞과 뒷바퀴용으로 구분할수 있지만 최근에는 앞뒤 겸용 서스펜션이 있어 그 분류가 모호해 졌다. 하지만 서스펜션의 가장 중요한 요소는 스프링과 진동을 적당히 억제하는 쇽업소버 2개이다.
- 앞 서스펜션(Front suspension)
거의 대부분의 승용차에서 사용하고 있고 독립현가라고 하여 좌우 바퀴가 독립적으로 오르내리는 방식으로 스트럿(Strut)형식과 위시본(Wishbone)형식을 일반적으로 사용 하지만 여기에 에어 서스펜션과 판스프링을 옆으로 설치한 것도 있다.
*스트럿 형식(Strut Type)
굵은 코일스프링의 안쪽에 오일댐퍼(Oil Damper:쇽업소버)를 설치한 일체형을 차축과 평행하여 스윙하는 판 모양의 로어 암(Lower Arm)에 고정 된다. 이 서스펜션은 구조가 간단하고 가볍고 공간을 많이 차지하지 않고 상하운동을 크게 설정할수 있다. 노면에서의 충격에의해 바퀴가 위아래로 움직일때 로어암의 스윙운동에 의해 바퀴가 가로방향으로 조금 어긋나는 등의 트래드의 변화는 있지만 캠버의 변화는 거의 없기때문에 가로로 가해지는 하중에 대한 강성이 커서 조종성이 나쁘지 않다. 하지만 급 커브시 차체에 가해지는 원심력에 의해 바퀴가 바깥쪽으로 기울어지게 됨으로 언더스티어가 되고 스프링이 부드러울수록 더 크게 나타난다.
*위시본형식
중형차 이상에서 주로 쓰이는 방식으로 스트럿형식과 비교해서 구조적으로 복잡하고 중량과 제작비가 많이 들지만 스트럿에 비해 튼튼하다는 장점이 있다. 일반적으로 더블 위시본을 주로 사용하는데 스윙하는 판모양의 암이 상하 2개로 구성되어 있고 상하 운동시 암이 평행사변형운동을 하기 때문에 타이어의 접지력이 좋다. 하지만 타이어가 위로 올라갈때 평행사변형의 원리때문에 타이어가 안으로 당겨지기 때문에 타이어의 마모가 심하고 트래드의 폭이 작아진다. 그래서 로어컨트롤암을 어퍼 컨트롤암보다 매우 길게한 SLA(Short, Long, Arm)형식으로 개선되어 주로 쓰이며 타이어가 옆으로 쏠리는 경우가 없고 캠버의 각의 변화 또한 거의 발생하지 않게 되었다.
-뒤 서스펜션(Rear Suspension)
* 링크식(FR)
뒷 차축이 일체화( 중앙에 디퍼렌셜이 있는경우)되어 있는 경우에 주로 사용되는 형식이다. 승차감을 좋게 하기위해 코일스프링을 사용하는데 이 자체는 상하의 하중만을 지탱하기 때문에 링크를 사용해서 앞뒤의 하중을 동시에 받도록 하고 차축을 스윙시키게 한다. 4링크와 래터럴 로드로 구성된 래터럴 로드(lateral rod)형과 상하의 링크를 1개 혹은 2개를 八자로 연결시켜 래터럴 로드를 사용하지 않기도 한다. 이외에 3링크식이 있다.
▶래터럴로드
좌우방향의 힘을 분산 시켜 차축 전체가 좌우로 흔들거리는것을 방지한다. 차가 상하 운동을 할때 차체측의 피벗을 중심으로 차축 쪽으로 원을 그리게 된다. 그래서 차축과 타이어를 좌우방향으로 움직이게 하기 때문에 로드를 최대한 길게 한다. 그리고 좀더 원활한 작동을 시키기 위해 로드를 좌우의 상하로 분할한 와트식 래터럴 로드를 사용하기도 한다.
* 스윙 암 (swing am)
링크식의 서스펜션은 차축과 일체로 되어 있어야 하기 때문에 스프링의 하중이 커지고 바퀴 자체가 독립하여 상하 운동을 할 수가 없어 승차감이 나쁘다.
그래서 차축의 중앙부에 디퍼렌셜만 고정하고 좌우차축은 디퍼렌셜 바깥쪽 부근에 조인트를 설치하여 그곳을 중심으로 스윙시키는 방식이 고안 되었고 스윙암 형식은 세미트레일링 암과 풀 트레일링 암 두가지로 분류 할 수 있다.
▷세미 트레일링 암
트레일링(trailing)= 질질 끌다
스윙하는 피펏위치가 차축보다 앞에 있어 이를 중심으로 바퀴가 끌려 가면서 스윙하게 되는것을 말한다. 세미트레일링 형태는 암의 피벗축과 설치된 암이 후방 바깥쪽으로 튀어나온 형식을 의미한다.
이 경우에는 승차감이 좋고 조종성과 안정성이 좋고 설계상의 제약을 덜 받게 되는 장점이 있다. 디퍼렌셜과 프로샤프트의 상하 운동이 없어 자동차를 낮게 설계 할수 있게 된다. 하지만 공차시와 최대 적재량시의 자동차의 캠버와 트래드가 변화 하여 토인의 조정이 필요하게 되고 디퍼렌셜의 차체 접속부에 방진대책을 세우는 등의 구조도 복잡하여 제작단가가 높다.
▷풀 트레일링 암
암의 피벗 축이 차체에 직각으로 설치 된다. 그래서 바퀴가 상하 운동을 하더라도 캠버와 트래드의 변화가 없고 승차감도 좋다. 하지만 캐스터가 크게 변하게 됨으로 조향 핸들의 감각이 노면 상태에 영행을 받고 급정지시 노즈 다이브가 크게 변하게 된다. (피벗 축선이 직선이기 때문에.)
이 형식은 주로 FF형식의 자동차에서 주로 사용 하게 되는데 구동력의 작용과 하중 중심의 위치가 앞으로 쏠려 있기 때문에 FR방식의 자동차 보다 조종성 및 안정성이 좋다. 그래서 언더 스터아의 경향이 강하므로 급선회시에는 차체원심력에 의해 바퀴가 기울어 지기때문에 캠버의 변화가 큰 풀 트레일링 서스펜션을 사용하여 서로 간섭하게 해서 평균적인 조향성을 얻을 수 있다.
다른말로 서스펜션이라고 불리우는데 노면의충격을 완충하여 차체와 각종 부품에 충격이 직접적으로 가해져 부품파괴를 막고 탑승자에게는 좋은 승차감을 결정짓는 중요한 부품이다. 섀시스프링+ 쇽업쇼버+활대로 이루어져 있고 앞쪽 서스펜션에는 일체 차축현가식, 독립 차축 현가식을 주로 사용하고 뒷쪽은 스윙 차축형, 트레일링 암형, 세미 트레일링 암형을 주로 사용 한다.
제동장치- 자동차의 운동 에너지를 마찰에 의한 열에너지로 바꾸어 대기중에 방산 하는 것으로서 풋 브레이크와 주차브레이크로 나눌수 있다. 또 풋 브레이크는 드럼식과 디스크식으로 분류 한다.
* 드럼 브레이크
브레이크 페달을 밟게 되면 4바퀴의 브레이크 파이프 속의 오일에 압력이 가해 지고 그 유압이 바퀴와 함께 회전하고 있는 브레이크 드럼 안쪽의 브레이크 슈를 밀어서 생기는 마찰력으로 바퀴를 정지시키는 방법이다. 드럼식 브레이크는 브레이크슈가 확장되는 지지점의 위치와 휠 실린더의 구조 및 위치에 따라 듀오 서보, 유니 서보, 리딩 트레일링, 2리딩 등으로 불린다.
* 디스크 브레이크
드럼 브레이크는 밀폐 상태의 드럼내면을 마찰하기 때문에 연속적으로 사용하게 될 경우 열팽창으로 인해 라이닝과 간극이 넓어지게 되고 이에 때라 제동효과가 떨어 지게 된다. 또한 라이닝의 표면이 열에 의해 마찰력이 저하 되는데 이를 '페이드현상'이라하고 물웅덩이를 통과 하여 드럼이 물에 젖게 되면 제동력이 떨어지게 되고 드럼이 건조되는데 시간이 걸린다.
이를 보완하기 위해 고안 된것이 디스크 브레이크로서 휠에 평행하게 디스크(원판)를 설치하여 디스크 양쪽으로 부터 마찰 패드로 압착하여 제동하는 방식이다. 패드를 작동시키는 유압기구및 오일파이프등은 드럼과 같지만 브레이크 페달을 밟음에 따라 오일이 피스톤을 눌러서 패드를 디스크에 압착 시키게 된다. 페달을 떼면 패드가 열리고 디스크에 발생한 마찰열은 디스크의 회전에 의해 냉각 된다. 패드부분이 밀폐상태가 아니기때문에 열이 축척되지 않는다. 그래서 연속적으로 브레이크를 사용해도 페이드 현상을 일으키지 않고 열팽창이 되어도 외주 방향으로 팽창하므로 페드와의 간극이 넓어지지 않는다. 벤틸레이티드 디스크 브레이크(ventilated disk brake), 피스톤 플로팅(piston floating)
>앤티 스키드(anti-skid)
브레이크를 갑자기 세게 밟으면 자동차가 옆으로 미끄러져 방향성을 잃어버리기도 하는데 이를 순간적으로 조정하는 장치이다. 유압 제어 방식: P밸브-PCV밸브; WIP밸브; G밸브; P&B밸브, 전자제어식(ESC: Electronic Skid Control), ABS(Anti-lock Brake System)
