자동차학개론 <차체>

자동차학개론 <차체> 맛보기편

차체라고 얘기하면 자동차의 프레임만이라고 생각해서 간과하기 쉬운데,

프레임에 붙어있는 서스펜션과 바디 또한 차체(Chassis)라고 할 수 있습니다.

코닉세그 Regera의 복합적인 섀시구조

또 엔진과 트랜스미션의 무게나 위치에 따라 본질적으로 차체가 하는 역활에 영향을 줄 수 있기 때문에, 자동차의 모든 부품은 차체와 완전히 분리되어 생각되선 안됩니다.

차체의 역활

차체는 자동차의 부품들을 제자리에 위치하도록 잡아주는 틀 역활을 합니다.

차체가 없다는 것은 엔진 위에 시트를 얹어놓고 운전하는 것이라 할 수 있습니다.

차체는 차의 기초이며, 잘 만들어진 차체는 다른 파츠에서 나올 수 있는 기술적 차이의 공백을 크게 줄일 수 있습니다.


또한 차체는 사람의 뼈라고 생각할 수 있습니다.

기본적으로 골격이 다른 사람을 이기기는 쉽지 않겠죠.

자동차로 트랙에서 달리기를 하려고 합니다.

목적에 맞게 제대로 설계된 차체에 200마력 엔진을 얹은 차 vs. 다른 목적이 있는 듯한 차체에 400 마력 엔진을 얹은 차?

다른 말로 바꾸자면,

1250kg급의 200마력 토요타의 스포츠카 GT86 vs. 2600kg급의 400마력 포드의 SUV Expedition

얼마만큼 코너가 있고 직선구간이 길지는 트랙에 따라 다르겠지만, 누가 이길 지 아시겠죠?

마치, 달리기를 하는 선수가 밑창이 단단해서 힘이 실리는데 지연이 없고 고무로 된 바닥면을 통해 높은 그립으로 차고 나가게 설계된 단거리 전력질주에 특화된 신발과, 무거운 짐을 캐리하기도 하고, 평평하지 않은 지면을 위해 쿠션감 있는 밑창과 거친 아웃도어 환경에 발을 보호하기 위해 두꺼운 외피로 만들어진 등산화를 비교로 들 수 있겠네요.

차체는 달리기 성능 뿐만 아니라, 차의 편안함을 결정 짓는데 있어 가장 중요한 역활을 하기도 합니다.

"미니 쿠퍼... 차는 정말 이쁘고 맘에 드는데 승차감은 진짜 최악이야!"

많이 많이 들어본 말인데,

이 이유는 섀시에 있습니다.

민첩하게 움직일 수 있게 짧은 휠베이스와 스포츠한 주행을 위해 차체가 잘 잡혀있어서 강성이 강한데, 충격을 고스란히 전하는 부싱이나 서스펜션, 시트 등의 성격으로 운전자까지 충격이 전해지기 때문에 불만을 많이 하죠.

같은 차를 스포츠한 드라이빙을 즐기는 분이 타면 재미있다, 단단하다, 리스폰스가 좋다 등의 다른 의견으로 칭찬하기도 합니다.

이런 여러가지 복잡한 구조의 조합으로 차의 성격이 구름 위 드라이빙하듯 편안해 지기도 하고, 롤러코스터 레일 위에 열차처럼 단단하게 도로를 부여잡고 드라이빙을 하는 차도 있습니다.

차체(Frame & Chassis)의 종류

1. Ladder frame
   
2. X-frame
   
3. Backbone frame

   

   마즈다 Miata backbone frame.

4. Monocoque chassis
   

   

   재료에 따른 모노코크 섀시 차이.

   

   토요타 GT86 Monocoque Chassis with Body.

5. Space frame
   
6. Platform

   

   구조 조정이 손쉬워 한 차체로 다양한 차 조합이 가능한 폭스바겐의 MQB 플랫폼.
   

   

7. Combination

   

   Space frame, Monocoque chassis, Backbone frame 등을 조합적으로 만든다.

엔진의 레이아웃

엔진의 위치에 따라, 차의 성향이 매우 달라지게 됩니다.

람보르기니 Aventador의 트렁크

람보르기니는 엔진이 운전자의 앞이 아니라 뒤에 위치하기 때문에, 본네트를 열면 놀랍게도 작은 트렁크가 있습니다. (놀랍게도, 작은 트렁크가 있다? 놀랍게도 작은, 트렁크가 있다!)

엔진의 레이아웃은 세가지가 있으며,

1. Front-engine (FF, FR)
• 엔진이 차의 앞부분에 있으며, 제작 대비 효율에 따라 대다수의 차들이 사용하는 방식이다. Front-engine Front-drive(FF)와 Front-engine Rear-drive(FR) 형태가 있다.
2. Midship-engine (MR)
• 엔진이 운전자 뒤 그리고 차의 중심부에 있으며, 운전자에게 열, 진동 및 소음 전달이 크나 밸런스 있는 무게중심으로 인해 차의 운동 성능이 가장 뛰어나다. 대표적으로 슈퍼카들은 보통 미드쉽을 사용한다.
3. Rear-Engine (RR)
• 엔진이 차의 뒷부분에 있으며, Rear-engine Rear-drive(RR) 형태로, 현재는 포르쉐의 911 라인업과 버스들이 대표적인 예다.

'엔진' 레이아웃을 자동차학개론 <엔진>에서 소개하지 않고 차체에서 소개하는 이유는,

먼저 레이아웃은 차체 위에서 결정되고,

엔진 레이아웃이 바뀐다 해도 엔진의 역활인 power에는 영향을 주지 않지만,

Output이 전달되서 차의 밸런스적 성향에 영향을 주기 때문에 차체에서 소개했습니다.

실생활하는데 있어서 주목해야할 레이아웃의 특징으로는,

FF 타입의 차는 가격이 싸고, 어떤 상황이던 평타는 친다.

FR 타입의 차는 운전자의 운전능력을 가장 많이 영향 받으며, 승차감이 가장 좋다.

MR 타입의 차는 운동 성능이 가장 뛰어나다.

RR 타입의 차는 감성으로 탄다.

사륜구동의 차는 비, 눈, 모래, 등 미끄러운 상황에 강하나, 연비가 가장 떨어진다.

서스펜션 암의 종류

컨트롤암

더블 위시본

멀티링크

토션 바

판 스프링(Leaf Spring)

서스펜션의 종류

맥퍼슨 스트럿(MacPherson Strut)

트레일링 암

스윙 엑슬

에어 서스펜션