제자가 스승에게 물었습니다. "스승님, 핸들이 떠는 것입니까? 차체가 핸들을 떨게 하는것입니까?" 그러자 스승이 대답했습니다. "떠는것은 핸들도 차체도 아니고 너의 손이다"

차가 떱니다. 주로 고속에서 떱니다. 그래서 핸들이 떱니까, 차체가 떱니까 하면 그냥 떤다고 합니다.하지만 이 둘은 분명히 구분하여야 합니다.

결론부터 말하면 핸들이 떨면 앞바퀴쪽에 문제가 있는 것이고, 차체가 떨면 뒷바퀴가 문제가 있는것입니다.

앞바퀴가 떨면 차체에 전달되는것 보다 조향링키지를 통해 핸들에 먼저 전달되기 때문에 차체가 떨기전에 먼저 핸들이 떠는 것입니다. 뒤바퀴가 떨면 뒷바퀴와 연결된 링크를 통해서 오로지 차체에만 연결되기에 차체가 떠는 것입니다. 차체가 떠는 것은 요즘 많이 달고 다니는 네비가 흔들리는 것으로 쉽게 알수 있습니다. 핸들은 그렇게 떨리지 않는데 네비가 심하게 요동치면 뒷바퀴의 문제가 있는것입니다.

또하나 무시할수 없는 차체가 떨게 하는 원인은 동력전달계통의 문제 주로 드라이브샤프트의 조인트 유격에 인한 것입니다. 하지만 이진동은 아주 빠른 좌우진동이고 일정속도 이상에서 가속할 때만 나타납니다. 타이어의 발란스의 문제에 의한 진동은 주로 80-140km사이의 고속에서 약 10km 대역에서만 발생합니다.

이것은 고유진동수와 관련된 문제인데 현가스프링의 상수를 크게해서 공진점을 고속대역으로 해서 그렇습니다. 가까운 예를 보면 세탁기의 탈수시 빨래가 조금 언발란스되면 툭툭 치다가 어느속도 이상되면 이상없이 돌아갑니다. 이 탈수기의 하부 스프링의 상수는 아주 작기에 공진점이 아주 저속입니다. 그래서 통이 돌기시작할 때 공진하다가 공진대역을 넘어서면 이상없이 잘 돌아가는 것입니다. 자동차의 경우 저속에 공진대역을 맞추면 출발시등에 진동이 오기에 위험할수도 있고 해서 고속대역에 공진점을 맞추었는데 승용차의 경우 주로 110km근처에서 공진대역이 형성됩니다.

휠발란스에 의한 진동은 두가지로 나누어 생각할수 있습니다.

정적 언발란스와 동적 언발란스로 나누어 집니다.

정적 언발란스는 타이어를 옆에서 보았을대 중심점 O를 사이에 두고 질량차이에 의한 원심력의 차이로 타이어가 아래위로 진동하는 것입니다.

 휠발란스_정적.jpg

동적 언발란스는 타이어를 앞에서 보았을 때 타이어의 중심선을 기준으로 대각선으로 질량차이가 발생할 때 회전 모멘트가 생겨서 타이어가 좌우로 떨리는 시미(Shimmy)현상을 일으킵니다.

 휠발란스_동적.jpg

이 두가지 언발란스는 휠발란스로 잡을 수 있습니다. 휠의 한쪽 면에대해서 납을 달 때는 정적 발란스, 양쪽에 대해서 납을 달 때는 동적발란스를 맞추는 것입니다.

 

이 이외에 휠과 허브의 동심도 불량 즉 휠의 중심과 휠의 중심이 조립시 일치하지 않아 발생하는 진동도 있습니다. 순정휠의 경우는 치수 정밀도가 높아 이런경우는 거의 없는데 과거 사제휠의 경우 많이 발생하던 사례입니다.

정품휠의 경우에도 허브 조립부의 볼트 구멍에 유격에 의해서 동심도 불량이 생겨서 진동이 발생할 수 도 있습니다.

또한 휠이 어떤 충격에 의해서 찌그러지게 되어 축방향이나 원주방향으로 런아웃이 생기게 되는데 이것이 심하면 고속진동을 유발할 수 있습니다. 승용의 경우 대략적으로 이 런아웃이 1mm이내에 있어야 합니다.

타이어를 교환하고 갑자기 진동이 오는경우도 있는데 이런경우는 타이어 불량이라고 할 수 있습니다. 새 타이어인데도 불구하고 발란스가 50g이상 차이나면 이것은 타이어 불량이라고 보아도 무방합니다.  이런 타이어의 제조 불량은 거의 로트(Lot)단위로 나기 때문에 타이어가게에서는 어느정도 인지하고 있습니다.

또하나 드물지만 타이어 펑크수리시 타이어 가루가 타이어 내부에서 움직이면서 발란스 불량을 야기할 수 도 있습니다. 이런경우는 타이어를 분리해서 재조립 해야 합니다.

 

휠발란스_진동원인.jpg

속도에 따른 진동에 대한 원인을 정리한 것입니다.

출발시에는 주로 디스크와 클러치 불량, 저속시에는 타이어 펑크등에 의한 공기압 불량이나 휠이 찌그러짐, 타이어 짱구등이 있습니다.

가속시 진동은 앞에서 언급한 대로 일정속도 이상에서 특정대역이 아닌 가속시에 진동이 나타나는 특징이 있습니다. 고속시 진동은 특정대역 100-120km 사이의 약 10Km정도의 구간에서 진동이 발생하는 것으로 주로 휠발란스 문제입니다. 제동시 진동은 주로 디스크 불량으로 인한 제동인데 처음에는 주로 고속영역에서 제동시 진동이 생기나 이 임계속도가 점점 낮아지는 특징이 있습니다.