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골격
골격(骨格, skeleton)은 뼈와 같은 단단한 구조로 조합되어 동물 혹은 어떤 물체의 기본형을 이루는 견고한 구조물을 말한다.
목차
개요
골격이라 하면 대표적으로 인체와 같은 동물의 골격을 볼 수 있는데 이는 뼈로 조합되어 있으며 동물의 체격이나 자세를 지탱하게 하고, 운동의 토대가 되고 내장기관을 보호하는 역할을 한다.
인체의 골격의 경우 200여 개의 뼈로 조합되어 있으며 각각 관절로 연결되어 골격근에 의해 수동적인 운동기관으로 인체의 운동을 다스리고 있다.
또한 이와 같은 구조물을 골격이라 하는데 건축에서의 골격은 형강, 목재 등 선형 구조부재로 구성된 구조물을 말하며[1] 자동차의 골격은 자동차의 뼈대라고 불리는 섀시와 바디이다.
자동차의 골격
자동차의 골격 구조는 크게 섀시(Chassis)와 바디(Body)로 나눌 수 있으며 사람에게는 뼈대가 있다면, 자동차에는 섀시, 차대(車臺)가 있다. 사람이 뼈대 없이는 생명활동을 할 수 없듯이, 자동차도 섀시가 없으면 달리고, 돌고, 서는 자동차 본연의 기능을 할 수 없다.
차대, 섀시(Chassis)
차대, 섀시(Chassis)는 차량에서 차체를 떼어낸 나머지 부분의 통칭인데, 자동차가 주행하기 위해 필요한 필수 장치의 모음이라고 생각하시면 된다. 엔진, 파워트레인, 조향장치, 브레이크 등이 모두 차대에 포함된다.
섀시 부분의 주요 장치 구분 장치 이름 설명 1 엔진 자동차를 주행시키기 위한 동력 발생원 2 파워트레인 엔진에서 발생한 동력을 바퀴까지 전달하는 장치 3 조향장치 자동차의 진행 방향을 바꾸기 위해 조향 바퀴의 회전축 방향을 바꾸는 장치 4 제동장치 주행 중 자동차를 감속/정지시키는 장치 5 현가장치 차체와 차축 사이에 설치된 완충장치 6 프레임 자동차의 골격. 섀시 부품과 차체가 설치되는 부분
섀시는 특정 군이나 아이템을 명명하기엔 애매한 부분이 많다. 기존에는 바디를 제외한 차량을 구성하는 기본 뼈대를 지칭 했지만, 최근 자동차에는 다양한 기능이 추가되며 단순화하여 섀시 제품을 명명하기엔 불가능하여 넓은 의미로 차체 외 모든 기구물을 통칭하기도 한다.
롤링 섀시(Rolling Chassis)
자동차의 주행에 필요한 모든 구성요소들을 갖춘 섀시는 최소한의 의장만 갖추면 주행이 가능하다. 신차 개발 과정의 테스트에서 끊임없이 활용되는 롤링 섀시(Rolling Chassis)가 그것이다.
차체, 바디(Body)
- 차체, 바디(Body)는 자동차의 겉 부분과 사람/화물을 싣는 부분을 말한다. 엔진룸, 트렁크, 범퍼, 지붕, 옆판, 바닥 등이 모두 차체에 포함된다고 볼 수 있다. 바디는 외면을 형성하고 있는 부분으로 동력계는 포함하지 않는다.
바디 부분의 주요 장치 구분 장치 이름 설명 1 메인 차체 차체의 골격. 하중, 충격, 진동에 충분히 견뎌야 함 2 차체 외장 메인 차체에 설치되어 자동차의 스타일을 표현하는 부분 3 차체 내장 자동차의 거주성, 운전성, 안정성을 위한 장치
차체의 종류
자동차 역사의 초창기에는 자동차 제조사란 곧 자동차의 섀시를 제작하는 곳이었다. 바디를 포함한 그 나머지를 만드는 역할은 다른 곳의 몫이었다. 오늘날 영국이나 이탈리아 등지에 아직도 남아 있는 코치빌더(Coachbuilder)’와 카로체리아(Carrozzeria) 등이 바로 이러한 일을 맡았던 이들이었다. 당시에 자동차를 구매하려는 사람은 먼저 자동차 제조사에 파워트레인과 섀시의 제작을 의뢰하고, 그것이 완성되면 이를 코치빌더 혹은 카로체리아에 맡겨 바디를 비롯한 각종 의장품을 제작 및 설치해야 비로소 완성된 자동차를 가질 수 있었다.
자동차의 뼈대를 이루는 바디와 섀시의 구조는 크게 모노코크(Monocoque) 방식과 바디온 프레임(Body-On-Frame) 방식으로 나뉜다.
모노코크
모노코크는 바디와 섀시가 일체형으로 구성된 섀시로, 일체형 차체, 유니바디(Unibody)등으로도 불린다. 강철과 같은 견고한 재질에 알루미늄 등과 같은 경량 소재를 필요 부위에 용접 등을 통해 접합하여, 강성을 높이면서도 경량화를 이룬 특징이 있다. 이탈리아의 란치아(Lancia)가 1922년에 선보인 람다(Lambda)를 통해 처음으로 상용화한 차체 구조로 오늘날에는 대부분의 승용자동차들은 물론, SUV들 조차 이 구조를 따르고 있다.
모노코크는 일체화 구조의 특성상, 외력과 하중을 바디와 섀시 전체가 부담하기 때문에 바디와 프레임을 별도로 사용하는 구조에 비해 중량을 크게 절감할 수 있다. 이러한 특성 덕분에 충돌 에너지를 흡수하는 설계가 용이하여 안전 측면에서도 유리하다. 그뿐만 아니라, 구조 상 비틀림 강성이 높아서, 코너링 성능을 높이기에도 유리하다. 아울러, 공간을 차지하는 별도의 프레임이 존재하지 않기 때문에 실내 공간 확보에도 유리하다.
- 단점 : 프레임바디 대비 강성은 약하다는 게 단점이다. 하지만, 기술의 발전에 따라 그 GAP은 점점 줄어들고 있다.
바디온 프레임
바디온 프레임은 흔히 프레임 섀시라고 이르는 그것으로, 글자 그대로 프레임(섀시) 위에 바디를 올린 구조이다. 프레임은 고강도 철강으로 만든 두 개의 긴 레일 사이를 철제로 된 크로스멤버가 연결하는 형태이다. 이 방식은 자동차 역사의 초창기부터 이어져 내려오고 있는 방식으로, 주행에 필요한 모든 것이 갖춰진 섀시에 바디를 결합하여 차체 구조를 이룬다. 차종에 따라서 서스펜션의 하중을 분산시키기 위해 별도의 서브 프레임을 설치하는 경우도 있으나, 기본적으로는 차체에 가해지는 모든 외력과 하중을 프레임 하나로 감당한다. 따라서 프레임의 설계가 무엇보다도 중요하다. 프레임의 설계에 따라 특성이 크게 바뀌기 때문이다.
바디온 프레임 방식은 형태에 따라 사다리형 프레임, 스페이스 프레임, 본 프레임 등으로 그 종류가 세분화된다. 초고성능 스포츠카 등에서는 욕조 형태로 설계된 프레임을 사용하는 경우도 있다.
- 장점 : 프레임 바디는 하부를 단단히 지지하는 고강도 철강으로 견인 및 운반 능력이 뛰어나다. 특히 차체 하부가 튼튼한 특성을 살려 오프로드 차량에 주로 적용되고 있다. 대표적으로 기아의 모하비, 쌍용의 렉스턴 차량이다.
- 단점 : 무거운 강철을 사용하여 연비 효율이 떨어지며, 공도 주행에 있어 승차감이 낮다는 것이 단점이다. 실제로 프레임 바디 차량의 뒷좌석에 타는 사람들은 멀미를 호소하는 경우가 많다. 또한, 제작 단가가 높고 생산 절차가 상대적으로 복잡해 제조사 입장에서도 원가 경쟁력이 낮다. 따라서, 모하비의 경우 10년 전 제작한 프레임바디를 현재 21년도까지 변경 없이 사골로 우려먹고 있다.[2][3][4]
각주
- ↑ 〈골격〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 슈어소프트테크, 〈자동차 기본 구조 - 차대 (샤시)와 차체 (바디)〉, 《네이버 블로그》, 2016-04-15
- ↑ 박병하, 〈자동차의 뼈대를 알아보자〉, 《모토야》, 2017-06-14
- ↑ 참창몬, 〈자동차 샤시(CHASSIS)의 뜻과 차체(BODY)에 대한 설명〉, 《모토야》, 2021-08-25
참고자료
- 〈골격〉, 《네이버 지식백과》
- 슈어소프트테크, 〈자동차 기본 구조 - 차대 (샤시)와 차체 (바디)〉, 《네이버 블로그》, 2016-04-15
- 박병하, 〈자동차의 뼈대를 알아보자〉, 《모토야》, 2017-06-14
- 참창몬, 〈자동차 샤시(CHASSIS)의 뜻과 차체(BODY)에 대한 설명〉, 《모토야》, 2021-08-25
같이 보기
