Q & A
안녕하세요,
흔히 전륜차로 급가속을 할때 전륜축이 들리는 현상..
(노즈 다운의 반대로 노즈 업 이라고도 하나요? ㅎ)
..구동 토크가 전륜축에 걸리기 때문인가요? 아님 다른 이유인가요?
아니라면 전륜축이 들리는 원인은 무엇인지도 궁금하네요.
제 경험상 전륜차는 다 그랬고,
후륜차는 거의 없고,
4륜차 (BMW Xdrive)는 중간정도 됐었습니다.
앞부분이 가라앉는 현상을 노즈 다이브, 그 반대를 스쿼트라고 합니다.
이 두 현상은 차량 회전운동인 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)중 피치에 속합니다.
우선, 진행하는 차량의 좌측에서 차를 관찰한다고 가정하겠습니다.
가속시에는 관성으로인한 힘이 후방(관측자 기준 오른쪽)을 향하기 때문에 차량의 무게중심(차량 중심부로 가정)에 오른쪽으로 힘을 가하게 되고, 무게중심점과 피치 센터(피칭 중심점, 무게중심보다 밑에 위치)사이의 거리가 모멘트암으로 작용해 시계방향 모멘트가 발생하고 차체에 스쿼트를 일으키게 됩니다.
브레이킹과 후진가속은 그 반대효과로 노즈 다이브 현상이 나타나게되고요.
일반적으로는 구동방식에 상관없이 일어나는 현상이나 작성자님께서 차이점을 느끼신 이유는 서스펜션의 설계나 세팅, 또는 차량 무게중심의 높고 낮음으로 인한 차이인것 같습니다.
마찰 한계 이내에서의 가속시에는 특별히 전륜 후륜 4륜 등 구동방식에 의한 차이는 없을거 같습니다만..
가속시 후륜의 마찰 한계가 더 커지기 때문에 후륜구동의 경우 급기야는 저 위에 김삼용님이 올려주신 동영상처럼 윌리 주행이 될 수도 있는 반면에, 전륜 구동은 마찰 한계가 작아서 슬립만 더욱 심해진다는 차이는 있겠네요 ㅎㅎ
피칭과 스쿼트/다이브의 개념은 위에 이동혁님께서 설명해주신대로이고
여기에 첨언하자면 안티스쿼트-안티다이브 설계가 얼마나 반영되었느냐에 따라 피칭의 정도가 더욱 달라집니다...
https://www.locostusa.com/forums/viewtopic.php?f=5&t=1438&start=120
스크롤 좀 내려보시면 일반인(?)이 그린 그림에 자세히 나와있다시피,
(여담이지만 해외 포럼에서는 일반 유저들도 이렇게 잘 설명하는데 반해, 국내에서는 전문 매체에다 글 쓰는 전문가라는 분들 조차 질량중심,롤센터,피치센터를 구분도 못하고 막 혼동해서 쓰고있는게 참 아쉽습니다 ㅎㅎ)
서스펜션 방식에 따라 조금씩 다르지만, 더블위시본 타입의 경우를 들자면, 어퍼암과 로워암의 연장선과 타이어의 지면 접점에서의 연장선이 만나는 높이에 따라 안티스쿼트의 양이 달라집니다.
즉, 피칭의 정도는 차체 지오메트리 설계에 따라 좌우되는 것이며,
구동 방식이나 스프링 강성 등의 요소는 부수적이라 할 수 있겠습니다...
(물론, 구동 방식 때문에 지오메트리 설계가 그렇게 나와서 피칭이 더하거나 덜하다고 한다면, 결과적으론 '구동방식 때문'이라고 말할 수도 잇겠네요^^)
구동방식에 상관없이 이 현상은 동일하지만 후륜은 앞바퀴가 뜨려는 것을 전륜처럼 쉽게 곧바로 알아차리기는 어렵기 때문에 거의 없다고 느끼신것 같습니다.
구동륜의 회전에 따른 반토크의 작용 방향은 전륜 후륜이 좀 차이가 있기는 합니다만 자동차는 무겁기 때문에 그것이 바이크나 스쿠터처럼 크게 나타나지는 않습니다.