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휠 얼라인먼트
휠 얼라인먼트(wheel alignment)는 자동차 정비 표준의 일부분으로서, 자동차 휠의 각도를 조절하여 원 출하 규격으로 맞추는 작업을 가리킨다. 타이어가 노면과의 관계에서 어떻게 차체에 붙여졌는가를 나타낸다. 차의 자세와 부하에 따라 휠 얼라인먼트가 변해서 차를 수평면에 놓고 직진 상태로 정지했을 때의 수치로 휠 얼라인먼트가 정의된다. 일반적으로 킹핀 경사각, 캠버, 캐스터 및 토우 등 네 가지 요소로 정해진다.
휠 얼라인먼트는 차의 주행 안전성, 조종성, 타이어 마모 등에 영향을 미친다. 따라서 휠 얼라인먼트 조절의 목적은 최적의 주행상태를 유지하고 안전성을 향상시키며 타이어의 편마모를 줄여 연비를 향상시키는데 있다.
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목차
상세
휠 얼라인먼트는 ‘차륜 정렬’ 즉, 자동차의 네 바퀴가 정렬된 상태를 말한다. 더 정확하게 얘기하면 타이어가 어떠한 형태로 노면에 닿아 있는지를 나타낸 것이다. 이러한 휠 얼라인먼트는 도로 위의 여러 요인에 인해 지속적으로 틀어지게 된다. 따라서 틀어진 값에 대한 교정이 필요하다. 자동차는 매끈하게 포장된 도로만을 달리는 것이 아니다. 요철이 많은 비포장도로를 달리는 경우도 생기는데, 이때 자동차는 탑승자 대신 노면의 진동과 충격을 흡수한다. 이러한 과정에서 자동차는 조금씩 틀어지게 된다. 자동차의 휠 얼라인먼트가 틀어지는 이유는 이 외에도 비정상적인 과속방지턱, 맨홀, 부품 교체, 사고 등 여러 요인이 존재한다. 따라서 주기적으로 휠 얼라인먼트 점검 및 교정을 해주어야 한다. 휠 얼라인먼트가 틀어진 상태로 운행을 하면 타이어의 편마모뿐만 아니라, 직진 안정성과 조향 감각 등 자동차의 주행성능에도 큰 영향을 미친다.[1] 따라서 주행 시에 차가 직진을 못하고 한쪽으로 가거나 스티어링휠의 떨림, 타이어의 편마모가 생겼다면 안전을 위하여 꼭 자동차 정비소에 방문하여 휠 얼라인먼트를 점검해야 한다.[2]
요소
킹핀 경사각
킹핀은 자동차의 조향너클을 차축에 고정시켜주는 핀이다. 통상 킹핀은 자동차를 정면에서 바라보았을 때 윗부분이 안쪽으로 경사진 형태로 설치되어 있다. 이 킹핀 축의 중심과 노면에 대한 수직선이 이루는 각을 킹핀 경사각이라고 한다. 이 각은 차종에 따라 다르나 일반적으로 6~9도정도 범위로 설정된다. 이러한 경사각이 필요한 이유는 스티어링휠 조작 시의 저항 완화다. 또한 주행 및 제동 시의 충격을 완화하고 스티어링휠 조작 시의 복원력 증대도 목적이다.[3]
캠버, 캠버각
캠버란 자동차를 정면에서 보았을 때 타이어의 기울기를 말한다. 틀어진 캠버 각(Camber angle)은 무엇보다도 타이어 편마모의 가장 큰 원인이다. 타이어 편마모란 타이어가 균일하게 마모되지 않고 일정 부분만 마모되는 것을 말한다. 타이어 편마모가 생기면 타이어 수명이 짧아지고, 소음이 발생할 수 있다. 자동차를 정면에서 보았을 때 타이어가 수직일 때를 제로캠버, 타이어의 윗부분이 차체 쪽으로 누워있으면 네거티브(-) 캠버이고, 타이어의 윗부분이 차체로부터 밖으로 누워있으면 포지티브(+) 캠버라고 한다.
또한 캠버 각은 자동차의 코너링 성능에도 영향을 미친다. 자동차는 커브길을 돌 때 원심력으로 인하여 코너 바깥쪽으로 차체 하중이 실리는데, 이때 코너 바깥쪽 타이어를 기준으로 포지티브나 제로 캠버일 때보다 네거티브 캠버일 때 안쪽으로 기울어져 있던 타이어가 바깥쪽으로 횡의 힘을 받으면서 더 넓은 접지면을 확보할 수 있기 때문에 코너링이 더욱 안정적이게 된다. 그렇지만 무리한 캠버 각은 타이어의 편마모를 유발하고 빗길 등 미끄러운 노면에서 타이어의 접지력이 떨어져 위험한 상황을 초래할 수도 있다.[2]
캐스터, 캐스터각
차량을 옆에서 보았을 때 수직선에 대해 스티어링 축이 앞 또는 뒤로 기울어진 상태를 캐스터라고 한다.[4] 그리고 자동차를 측면에서 봤을 때 앞바퀴를 고정해 주는 킹핀이 기운 각도를 캐스터 각이라고 한다. 캐스터 각은 주행이나 조향 시 타이어의 접지 면적과 관련이 있으므로 조종성에도 영향을 미친다. 캐스터 역시 캠버와 마찬가지로 방향에 따라 포지티브, 네거티브로 나뉜다. 포지티브 캐스터는 킹핀이 차량 가운데 방향으로 기울어진 상태를 말하며 양산차의 경우 대부분이 포지티브 캐스퍼가 적용된다. 직진 시 안정성이 우선인 세팅이다. 반대로 킹핀이 앞쪽으로 기울어진 네거티브 캐스터를 적용하면 선회시의 조향 반응은 기민해진다. 그러나 조타각이 커질수록 바퀴가 안으로 들어가려는 힘이 강해져 고속주행시 조향이 어려워진다.[3]
토우, 토우각
차량을 위에서 보았을 때 차량 진행 방향으로의 타이어 앞쪽을 토우(Toe)라고 한다. 타이어의 앞쪽 부분이 안쪽으로 쏠릴 경우 토인(Toe-In), 바깥쪽으로 쏠릴 경우 토아웃(Toe-Out)이라고 한다.[5] 토우각은 직진 주행 시 바퀴가 받는 구름저항의 정도에 영향을 미친다. 일반적인 양산차에는 토 인 세팅이 많이 적용되는데 주행 중 저항과 통상 포지티브로 설정된 캠버의 영향으로 타이어가 벌어지기 때문이다. 특히 전륜구동 차량의 전륜은 이러한 경향이 조금 더 강하다. 이를 토 인 세팅으로 하면 주행 시 바퀴가 주행 방향으로 정렬되는 효과가 있다. 이를 통해 직진성과 조향 시 복원성을 확보할 수 있으며, 타이어의 편마모를 방지해 준다. 그러나 선회시 빠른 조향이 필요한 차종에는 토 아웃 세팅이 적용되기도 한다.[3]
정비
자동차의 주행과정에 지면과의 마찰에서 타이어와 서스펜션은 항상 충격을 받게 된다. 시간이 흐르면서 타이어는 앞부분이 좌우로 벌어지거나, 타이어를 정면에서 봤을 때 위 또는 아랫부분이 좌우로 벌어지기도 하며, 측면에서 봤을 때 앞뒤로 각도가 변하는 현상이 발생한다. 이 때 조작이 불안정해지는 떨림도 생기고, 회전하는 방향도 조금씩 달라지며 회전한 후 다시 원래대로 되돌아오는 복원력도 불안정해진다. 주행의 불안함 이외에도 타이어의 편마모가 발생하여 연료의 낭비가 발생하며 더 나아가서는 타이어와 휠을 붙잡고 있는 서스펜션 부품이 마모되는 경우도 발생한다. 이런 현상들은 운전 안전성이나 연비 등에 문제를 야기시키기에 주기적으로 정비작업을 추진할 필요가 있다.[6]
필요 신호
휠 얼라인먼트가 정렬되지 않으면 스티어링 휠을 올바르게 쥐고 운전해도 차량이 좌우측으로 쏠리는 현상을 경험하게 된다. 쏠림을 몸으로 확실히 느끼게 된다면 문제점으로 인식할 수 있겠지만, 틀어짐이 미세한 경우에는 바로 알아차리기가 쉽지 않다. 그렇게 미세한 틀어짐이 계속되다보면 운전자도 모르는 사이에 더 많이 틀어진 채로 주행하게 될 수도 있다. 휠 얼라인먼트가 틀어졌을 때 나타나는 또 다른 증상으로는 고속주행 시 차량의 떨림, 브레이크를 밟았을 때 차체의 좌우 떨림, 그리고 승차감과 연비 저하 등이 있다. 틀어지는 원인은 과속방지턱을 무리한 속도로 넘거나 노면이 움푹 파인 곳을 지나갈 경우 등 일상적인 주행에서도 쉽게 발생할 수 있다. 이를 방지할 수 있는 방법으로는 과속방지턱 앞에서 속도를 충분히 줄이고 노면이 깊게 파인 곳은 피해가거나, 주차 시에도 될 수 있으면 좌우가 평평하고 높낮이가 일정한 곳에 차를 세우는 것이 좋다.[7]
주기 및 점검
휠 얼라인먼트 확인 주기는 약 2~4만km 주행거리마다 한 번씩 교정 받는 것을 권장하며, 차량 쏠림 현상이 나타나면 즉시 근처 정비소나 타이어 전문점을 방문해 점검을 받아야 한다. 사실 대부분의 자동차에는 특별한 요구사항이 없다. 일반적으로 2~3년마다 또는 얼라인먼트가 꺼져있다는 징후가 있는 경우 휠 얼라인먼트를 수행할 것을 권장한다. 자동차의 타이어 폭이 넓거나 스포티한 자동차인 경우 얼라인먼트를 더 자주 수행해야 한다.[8]
휠 얼라인먼트 교정 비용은 업체와 차량에 따라 다르지만 약 3~10만원 정도다. 휠 얼라인먼트가 틀어질 경우 타이어의 편마모도 함께 발생하는데, 그로인해 주행 안정성이 떨어지며 장기적으로는 차량 하체 부품들에 좋지 않은 영향을 미칠 수도 있으며, 휠 얼라인먼트 비용을 아끼려다가 오히려 값비싼 타이어를 교체해야 하는 상황이 발생할 수도 있다. 타이어를 관리하는 지정 정비소가 있다면, 타이어 교체 시 1회 정도는 휠 얼라인먼트를 무료로 교정해주는 곳도 많다. 차체에 쏠림 현상이 느껴지거나 타이어에 편마모가 발생한다면 정비소나 타이어 전문점 등을 방문해 전문가의 조언을 들을 필요가 있다. 타이어 공기압 체크나 편마모 상태 확인 등의 간단한 점검은 대부분 비용이 발생하지 않으니 금전적인 걱정부터 하지 않아도 된다.[7] 정비소에서 추진하는 휠 얼라인먼트 점검은 아래의 순서로 추진된다.
- 타이어 공기압 체크 : 가장 먼저 추진되는 작업이며 공기압이 표준 미달일 경우 휠 얼라인먼트 오차가 커질 수 있다.
- 캠버 조절 : 통상적으로 캠버 각도는 1도 이하로 한다.
- 캐스터 조절 : 캐스터 각도는 0에 가깝게 추진하며 가까울수록 주행 안정성이 좋다. 각도가 틀어지면 떨림 현상이 발생한다.
- 토인아웃 조절 : 차량 진행방향과 수평이 되도록 각도를 조절하며 이가 제대로 안 될 경우에 타이어 편마모가 발생한다.
- 도로 테스트 : 최소 편도 2차선의 노면 상태가 좋은 도로에서 추진하며 핸들을 가운데에 놓고 손가락으로 살짝 고정만 한 뒤, 힘을 주지 않은 상태로 500m 이상을 곧게 유지하면 합격이다.[9]
과거 전문장비가 나오기 전에는 추에 실을 달아서 바퀴의 캠버를 보고 거대한 자를 대서 토우를 보는 맨눈 얼라인먼트를 실시했다. 최근에는 정확도와 작업편의성을 높인 전문 장비가 나온다. 바퀴에 수은이 떠 있거나 게이지가 달린 측정기를 붙인 다음 이리저리 회전시켜 캠버, 캐스터, 토우, 킹핀 각 등을 육안으로 측정하는 방식과 레이저를 활용해 센서를 붙이면 기기가 알아서 측정하는 방식이 있다. 어느 방식으로 측정하든 차체의 물리적인 조정은 사람이 하게 된다. 또한 사이드슬립과 제동력의 경우 네 바퀴를 롤러가 장착된 측정기에 올린 뒤 측정하는 방식이 일반적이다.
리지드 액슬이나 토션빔 서스펜션 같은 일체식 현가장치는 얼라인먼트의 조절이 불가능하다. 독립현가식인 맥퍼슨 스트럿, 더블 위시본, 멀티링크 서스펜션은 기본적으로 토우는 모두 조절되고, 이 중 더블 위시본과 멀티링크 서스펜션은 대부분 캠버까지 조절할 수 있다. 캐스터와 킹핀은 조절이 되는 차량이 거의 없다. 맥퍼슨 스트럿의 경우에는 댐퍼 하단과 너클을 연결하는 볼트를 잘 풀었다 다시 조여서 캠버를 조절할 수 있는데, 대부분 그런 수고로움을 하는 대신 볼트를 편심을 줄 수 있는 캠버 조절 볼트로 바꿔서 캠버를 조절한다. 캠버 조절 볼트는 정확하게는 킹핀이 조절되고, 킹핀이 바뀜에 따라 캠버가 바뀌는 것이기 때문에, 서스펜션 마운트를 캠버를 조절할 수 있는 캠버 플레이트가 장착된 것으로 바꾸는 방법도 있다. 댐퍼 하단과 너클의 결합이 볼트 2개로 되는 방법이 아니라 너클의 브라켓에 삽입되는 방법을 사용하는 차량에서 캠버를 조절하기 위한 유일한 방법이다.[10]
비교
휠밸런스
휠 얼라인먼트와 휠 밸런스는 혼동되기도 한다. 얼라인먼트는 차축과 조향 계통 부품의 결합과 같은 엔지니어링적 사인이다. 이와 달리 휠 밸런스는 휠의 무게 균형이 맞지 않아 스티어링휠의 떨림이 심하고 타이어의 특정 위치에 편마모가 발생하는 것을 말한다. 휠 밸런스는 휠에 납으로 된 추를 부착해 잡아낸다.[3] 자동차의 운전대에서 떨림이 느껴질 때 가장 먼저 체크해야 할 부분 중 하나가 바로 휠 밸런스다. 흔히 휠 밸런스라고 해서 휠 자체에 문제가 있다는 생각을 하기 쉽지만, 휠보다는 타이어에 문제가 있는 경우가 대부분이다. 타이어를 제조하는 과정에서 무게의 균형이 맞지 않는 일이 생기기도 하며, 그래서 회전하는 동안 무거운 쪽이 더 큰 에너지를 받아 떨림으로 이어지곤 한다. 특히 저속에서는 떨림이 없지만, 80~90km/h를 넘어가면서 떨림이 생긴다고 하면 대체로 휠 밸런스의 문제일 가능성이 높다.
휠 얼라인먼트는 각 요소들의 각도를 조절해 자동차의 자세를 바로 잡는 반면 휠 밸런스는 휠과 타이어를 회전시켜가면서 불균형을 이루는 부분이 어디인지 체크하는 작업부터 시작한다. 떨림이 일어날 수 있는 속도로 회전시키는데, 스포츠카들의 경우 더 빠르게 회전시키면서 고속 상태에서 휠 밸런스를 바로 잡는다. 충분히 회전시킨 후 떨림이 감지되면 그 부분에 추를 부착해 무게의 균형을 맞춰나간다. 휠 밸런스도 휠 얼라인먼트와 같이 주기적인 점검이 필요하다.[6][11]
각주
- ↑ 〈휠 얼라인먼트? 그게 뭔가요?〉, 《차량관리 앱 마이클》, 2020-03-16
- ↑ 2.0 2.1 〈자동차도 교정이 필요해! 휠 얼라인먼트에 대해 알아보자!〉, 《영현대》, 2018-01-11
- ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 혼다코리아오토모빌, 〈휠 얼라인먼트란 뭘까? 많이 들어봤는데...〉, 《네이버 포스트》, 2020-10-16
- ↑ 〈케어 가이드 - 휠 얼라인먼트 : 토(Toe)〉, 《한국타이어 공식 홈페이지》
- ↑ 〈케어 가이드 - 휠 얼라인먼트 : 캐스터(Caster)〉, 《한국타이어 공식 홈페이지》
- ↑ 6.0 6.1 〈자동차도 자세 교정이 필요해! – 휠 얼라인먼트와 휠 밸런스〉, 《킥스》, 2018-06-26
- ↑ 7.0 7.1 김상준 기자, 〈(정비상식) 휠 얼라인먼트의 중요성〉, 《카이즈유》, 2016-05-23
- ↑ 메카럽, 〈휠 얼라인먼트란? - 정의, 중요한 이유, 4가지 신호, 종류, 주기〉, 《티스토리》, 2022-09-06
- ↑ 〈놓치기 쉬운 타이어 점검! 휠 얼라인먼트의 모든 것〉, 《KG모빌리티 공식 블로그》, 2017-05-18
- ↑ 〈휠 얼라인먼트〉, 《나무위키》
- ↑ 〈휠 밸런스와 얼라인먼트 꼭 점검해야 하나요?〉, 《킥스》, 2023-09-13
참고자료
- 〈휠 얼라인먼트 ( wheel alignment )〉, 《자동차용어사전》
- 〈케어 가이드 - 휠 얼라인먼트〉, 《한국타이어 공식 홈페이지》
- 〈휠 얼라인먼트〉, 《나무위키》
- 김상준 기자, 〈(정비상식) 휠 얼라인먼트의 중요성〉, 《카이즈유》, 2016-05-23
- 〈놓치기 쉬운 타이어 점검! 휠 얼라인먼트의 모든 것〉, 《KG모빌리티 공식 블로그》, 2017-05-18
- 〈자동차도 교정이 필요해! 휠 얼라인먼트에 대해 알아보자!〉, 《영현대》, 2018-01-11
- 〈자동차도 자세 교정이 필요해! – 휠 얼라인먼트와 휠 밸런스〉, 《킥스》, 2018-06-26
- 〈휠 얼라인먼트? 그게 뭔가요?〉, 《차량관리 앱 마이클》, 2020-03-16
- 혼다코리아오토모빌, 〈휠 얼라인먼트란 뭘까? 많이 들어봤는데...〉, 《네이버 포스트》, 2020-10-16
- 메카럽, 〈휠 얼라인먼트란? - 정의, 중요한 이유, 4가지 신호, 종류, 주기〉, 《티스토리》, 2022-09-06
- 〈휠 밸런스와 얼라인먼트 꼭 점검해야 하나요?〉, 《킥스》, 2023-09-13
같이 보기
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