[스크랩] [펌] 경량휠을 사용했을때의 장점

자동차의 현가장치에 대한 기본적인 이해가 필요합니다. 우선 현가상질량과 현가하질량에 대한 이해가

 필요합니다. 휠의 무게는 현가하질량에 속합니다

현가하질량과 현가상질량의 얘기를 하는 이유는 이부분이 바로 휠을 가볍게 했을때 가장 큰 이득을 보는

이유이고 이를 이해하기 위해 현가장치에 대한 이해가 필요하다고 하는 것은 이 현가상질량과 현가하질량에

 의해 서스펜션에 가해지는 부담이 다르기 때문입니다

일반적으로 서스펜션의 안정된 작동을 위해서는 현가상질량은 무거운쪽이 유리하고 현가하질량은 가벼운

쪽이 유리합니다

그렇다면 서스펜션이 안정적으로 작동된다는 것은 무슨의미인가 라고 생각하게 되는데 바로 로드홀딩

쉽게 말하면 접지력의 상승입니다

각설하고 결론부터 말씀드리면 경량휠을 사용했을때 얻는 가장 큰 이득은 로드홀딩의 극적인 상승입니다

아까 위에 썼듯이 서스펜션이 안정적이고 정확하게 작동하기 위해서는 현가상질량은 무거울수록 현가하질량

은 가벼울수록 유리하다고 했는데

이때 현가상질량을 늘리는 것보다 현가하질량을 낮추는 쪽이 절대질량대비 수배에 달하는 효과가 있습니다 

즉 동일한 효과를 얻기 위해서 현가상질량을 10kg 증가시켰다면 현가하질량은 1kg만 감소시켜도 거의

동등한 효과를 볼 수 있다는 의미입니다

이것이 와전되서 마치 경량휠을 사용해서 무게가 1kg이 감소하면 차체의 무게를 몇배나 줄인것만큼

효과를 본다라고 퍼진것이죠 ....

현가하질량은 서스펜션에 의해서 노면의 변화에 따라 움직여지는 개체가 되는데 이때 이 운동은

상하운동이 주가 됩니다

이 상하운동은 정지에서부터 최대가속도에 의해 최대속도에 이르고 다시 정지를 한후 정반대방향으로

다시 최대가속도에 의해 최대속도로 움직인후 다시 정지하는 순서를 거치는데 엔진으로 치면 피스톤의

움직임과 같은데 피스톤과 다른점은 순간가속도의 변화의 폭이 더욱 크다는 점과 운동거리가 일정하지

않고 (스트로크) 수시로 변화한다는 점이죠

이것은 관성의 영향을 상당히 많이 받게 되는데 이 관성은 결국 질량에 의해 증가하거나 감소하기 때문에

현가하질량을 줄임으로서 이 관성에너지를 줄일 수 있게 되고 줄어든 관성에너지 덕분에 서스펜션의

움직임은 더욱 빠르고 기민하게 되는 것입니다

이 영향은 무게증가가 회전관성변화로 인해 가속력에 미치는 영향보다 월등히 큽니다. 이유는 회전관성은

방향의 전환이 없기 때문에 설사 가감속을 반복한다고 해도 상하운동에 비해 관성에너지가 미치는 영향이

상당히 적기 때문입니다. 이때문에 현가하질량의감소에 의해 로드홀딩이 극적으로 상승하게 되지요

예를 들면 손에 아령을 들고 팔을 빙빙돌리는 회전운동을 하는 것보다 상하로 올렸다 내렸다하면서 마구

불규칙적으로 움직이는게 더욱 힘든것과 같은 원리입니다

반대로 현가상질량이 증가하게 되면 비록 현가하질량이 감소하지 않더라도 서스펜션을 지지해주는 축이

되는 현가상질량이 증가하기 때문에 바운딩이나 리바운딩이 감소하게 되고 이때문에 로드홀딩이 증가하게

됩니다

그러나 서스펜션에 가해지는 부담은 변함이 없기 때문에 로드홀딩을 증가시키기 위해서는 궁극적으로는

현가하질량을 감소시켜야 합니다

현가상질량과 현가하질량에 대한 이해가 어느정도 되셨다면 브레이크를 튜닝할떄 로터의 무게와 캘리퍼의

무게를 따지는 것도 어느정도 이해가 가실겁니다

보통 브레이크를 튜닝할때 로터의무게는 많이 따지지만 캘리퍼는 회전하는 부분이 아니니까 무거워도

상관없겠지라는 생각들을 많이 하시는데 캘리퍼도 엄연히 현가하질량에 속합니다

즉 가벼울수록 서스펜션의 기민하고 빠른 작동에 도움이 된다는 것이지요 ^^

물론 로터는 현가하질량에도 속하면서 이래 이어서 설명할 회전관성에도 영향을 미치기 때문에 더욱

중요하겠지요

또 가볍다 하더라도 로터의 사이즈가 커질수록 회전관성은 커집니다. 직경이 클수록 원심력이 커지기

때문입니다

이것은 보통 흔히 얘기하는 휠의 무게분포가 중심쪽이 큰가 바깥쪽이 큰가하는 문제와 관련이 있지요 .

그렇다면 휠의 무게를 감소시켰을때 가속력에 있어서 미치는 영향을 없을것인가 하는 문제가 남는데

(실제로 이부분에 상당한 관심들을 가지시지요)

가속력에 영향을 미칩니다 그러나 차체무게를 몇배로 줄인것만큼의 효과를 본다는 것은 위의 현가상질량과

 현가하질량의 관계에 의한 이론에 근거하여 어쩌다 와전된 것이고 실제로는 그 정도는 아닙니다

휠의무게가 감소하면 휠의 회전을 시작할떄 혹은 회전속도를 증가시키려고 할때 즉 가속하고자 할때 휠의

회전운동속도의 증가를 방해하는 휠의 질량에 의한 관성의 영향으로 회전가속도 증가에 방해를 받게 됩니다.

 따라서 휠의 무게가 가벼워지면 관성의 감소로 인한 가속도 증가에 도움이 됩니다

그러나 만약 기존의 휠이 10kg이라고 가정하고 림폭은 7j , 타이어는 215/45/17 이라고 할때, 경량휠로 교체

했는데 이것이 7kg에 림폭은 8j 타이어는 225/45/17이라고 한다면

타이어의 외경차이로 인한 가속력의 변화를 무시하고 가정하더라도 휠의경량화로 인한 가속력 증대보다

접지력상승으로인한 접지저항에 의한 가속력 저하가 더욱 두드러지게 됩니다

그러나 만약 차량의 출력이 충분한 상태라면 오히려 접지력이 증가하고 무게가 가벼운쪽이 실제 가속력에

더욱 도움이 됩니다

만약 다이나모 테스트로 휠마력을 측정한다면 접지저항이 적은 쪽이 출력이 높게 나오겠지만 실제 주행시에

는 출력에 비해 충분하지 못한 접지력은 휠스핀만 유발하고 실제 가속이 되지 못하기 때문에 그렇게 되는

것이지요

또 타이어의 무게가 어느정도 나가면 항속주행에 유리하고 경량휠을 사용하면 항속주행에는 불리하게

되는데 관성에너지가 큰 경우는 현재의 속도를 유지하려는 성격이 강하기 때문에 항속하기가 좋지만

관성에너지가 감소하게 되면 가속하지 않을때 쉽게 속도가 줄어들게 되지요

(공기저항이나 접지저항으로 인해)

또 경량휠은 제동거리를 줄이는면에서도 도움이 됩니다

경량휠은 무거운 휠보다 회전운동을 중단하기가 더 쉽고 (관성이 작기 때문에) 제동을 하는 과정에서도

노면의 상황이 변할경우 서스펜션이 더욱 정교하고 빠르게 반응할 수 있기 때문에 (위에 밝힌 현가하질량의

감소에 의해) 제동시에 필요한 접지력을 내기에도 유리하고 휠의 회전운동을 더 빠르게 감소시킬 수 있기

때문에 제동거리를 단축하는데에도 도움이 되며 브레이킹 리스폰스에서도 유리합니다

강성문제로 넘어가면 ...경량휠과 무거운 휠이 필요로 하는 강성은 실제로는 경량휠이 더 작은 강성으로도

더 높은 강성을 가진 무거운 휠만큼의 효과를 볼 수 있습니다. 이것은 휠의 필요상대강성이라고 볼 수 있는데

 가벼운 휠과 무거운 휠이 만약 강성이 똑같다면 무거운 휠이 망가지는 충격에도 가벼운휠은 버틸수 있고 더

큰 충격을 받아야 망가진다는 것입니다

휠에 가해지는 절대에너지가 같다하더라도 가벼운휠은 서스펜션의 기민한 움직임을 유도하기 때문에 휠이

흡수해야 할 충격을 무거운휠보다 더 빨리 서스펜션으로 전달할 수 있기 때문입니다

그러나 만약 서스펜션이 극도로 하드한 경우라면 애기가 달라집니다

서스펜션이 노면의 충격을 흡수할 수 있는 양은 서스펜션의 수축및 인장강도와 스트로크에 의해 변화하는데

 만약 수축및 인장강도가 매우 강하고 스트로크가 매우 짧다고 한다면 이 정도가 심해질수록 휠은 무게차이에

 의한 상대적인 강성보다는 높은 절대강성을 요구하게 됩니다

출처 : 사브오너스클럽

글쓴이 : 최봉영[경남]유진파 원글보기

메모 :