[스크랩] Re:언더스티어와 오버스티어 ^^

 

 

1. 언더스티어

언더스티어는 코너링 중에 앞 타이어의 그립을 잃기 시작하면서 원하는 진행 방향보다 더 바깥으로 밀려나가는 현상입니다.

밖에서 이 현상을 목격하게 되면, 드라이버가 핸들을 덜 꺾은채로 돌아 나가려고하는 것처럼 보이게 됩니다.

만약 본인이 주행할 때 언더스티어를 겪게 된다면, 속도가 감소하면서 동시에 최적의 라인에서 벗어나게 되어 랩타임 손실이 발생하게 됩니다.

언더스티어는 밑의 시나리오들에서 발생할 가능성이 높습니다.(밑으로 내려갈수록 잡아내기 어렵습니다.)

      1)코너에서 가속을 하고 있을 때

      2)브레이킹을 하며 코너를 진입하고 있을 때

      3)코너를 향하여 너무 빠른 속도로 진입했을 때

      4)코너링 중 얼음, 오일과 같은 미끄러운 노면을 접했을 때

2. 차량으로 인한 원인 (자세한 사항들은 미케닉 스쿨에서 다루게 됩니다)

 

      1)무게배분

      2)구동방식(FF,FR,RR,4WD)

      3)서스펜션 및 섀시 셋업

      4)타이어의 종류, 마모 상태, 공기압

참고

그립을 잃게 되었을 때, 언더스티어가 오버스티어에 비해 비교적 안정적인 상태이기 때문에, 대부분의 자동차 메이커들은 자동차를 한계 상황에서 언더스티어 성향을 보이도록 제작하는 경우가 많습니다.

또한 언더스티어는 대부분 과속으로 인하여 발생하게 되는데, 언더스티어가 발생했을 경우에 대부분의 드라이버는 몸이 굳어버리면서 본능적으로 악셀에서 발을 떼게 됩니다. 이러면 자연스럽게 속도가 줄어들 뿐만 아니라, 하중 또한 부분적으로 앞으로 가게 되면서 앞 타이어가 그립을 되찾는 것을 도와주게 됩니다.

이 모든 것을 감안해서 메이커에서 차량 핸들링을 맞추기 때문에 출고 상태의 순정 차량이 한계 상황에서 약간의 언더스티어 성향을 가졌다고 비판할 필요는 없습니다.

3. 드라이버 조작으로 인한 원인 (자세한 사항들은 레이싱 스쿨에서 다루게 됩니다)

 

      1)코너링 속도

      2)악셀 페달 조작

      3)브레이킹

      4)스티어링 조작

      5)하중 이동

4. 언더스티어가 발생했을 시 보이는 증상

 

      1)스티어링이 가벼워지는 증상

      2)코너 바깥으로 차량이 밀려나는 증상

      3)앞 타이어에서 스키드음이 발생할 가능성(상황에 따라 발생하지 않을 수도 있습니다)

5. 언더스티어 잡아내기

어떠한 형태로 그립을 잃었던 간에, 왜 자신이 그립의 한계를 벗어나버렸는지에 대해서 원인을 파악해야 합니다.

1) 코너에서 가속을 하고 있을 경우

 

자신의 차량이 원을 그리면서 선회하고 있다고 생각해 보시기 바랍니다.

꾸준한 속도로 같은 원을 그리면서 돌다가 점점 가속하다 보면 더 이상 원래 그리던 원을 그리지 못하고 점점 차량이 바깥으로 밀려나려고 할 것입니다.

같은 속도를 유지하면서 원을 선회했을 때에는 속도를 유지할 정도의 가속과 원을 유지할 정도의 선회를 위한 타이어 그립이 있었으나, 가속을 시작한 순간, 가속을 위해서 타이어 그립이 더 많이 사용되면서 선회를 위하여 사용되어야 할 여분의 그립이 없게 되어 바깥으로 밀려나게 되는 것입니다.

즉, 근본적인 원인은 가속을 하는 행위와 스티어링 조작입니다.

 

이것을 해결하기 위한 가장 쉬운 방법은 악셀을 부드럽게 살짝 떼어주는 것입니다. 이렇게 되면 가속이 멈추고 오히려 약간의 하중이 앞으로 전환되면서 타이어에 여분의 그립이 발생하게 되어 선회가 가능해집니다. 이때 스티어링을 살짝 풀어서 타이어에 가해지는 스트레스를 살짝 풀어주다가 다시 부드럽게 꺾어주는 것도 도움이 됩니다.

 

 

2) 브레이킹을 하며 코너에 진입하고 있을 경우

 

코너에 진입하면서 브레이킹을 하고 있을 경우에는 대부분의 제동은 앞바퀴가 부담을 지게 됩니다. 뿐만 아니라 레이싱 상황에서 코너 진입에서 브레이킹을 한다는 것은 최대한 속도를 줄이기 위해서 대부분의 그립을 브레이킹에 사용하고 있다는 뜻입니다. 이 때 스티어링 조작을 하게 되면, 타이어는 이 조작을 감당할만한 여분의 그립이 없을 가능성이 매우 높습니다. 결과적으로 타이어에서 비명소리를 내며 언더스티어를 경험할 확률이 높습니다.

 

이 문제는 해결하기 위해서는 둘 중 하나를 선택해야 합니다. 브레이킹을 더 약하게 하여 스티어링을 위한 그립을 확보하거나, 스티어링을 하지 않으면 됩니다.

 

아직 트랙에 여유 공간이 있을 경우에는 스티어링을 줄이거나 아예 하지 않고 브레이킹으로 속도를 더 줄인 후 다시 꺾는 것이 좋으나, 코너 중반부부터 언더스티어가 발생했을 경우에는 스티어링을 줄이기가 난감할 경우가 많습니다. 이때는 브레이킹을 더 약하게 하여 스티어링을 위한 그립을 확보하면서 차가 돌아나가 주기를 기대하는 수 밖에 없습니다.

 

 

3) 코너를 향하여 너무 빠른 속도로 진입했을 때

 

만약 과속 진입 상태에서 스티어링을 꺾었는데, 차가 선회하지 않는 상황을 경험했다면, 사실상 해결 방법이 없습니다. 

하지만, 눈을 감고 기도하기 전에, 약간의 희망을 가지고 시도해 볼 수 있는 방법이 있습니다.

 

물론 사용 가능한 그립을 모두 사용하다 못해 앞으로 여전히 돌진하고 있는 상황이지만, 스티어링을 살짝 풀어줌과 동시에 아주 부드럽게 브레이크를 살짝 밟아줌으로 인해서 앞바퀴 그립이 약간 살아날 수도 있습니다.

 

이렇게 말하면 대부분의 대답은 “브레이크요? 아니, 이미 타이어에 여유 그립이 하나도 없는데 거기다가 브레이크를 밟아서 부하를 더 주라는 건가요?” 이런 식이지만, 이 대답도 사실이기는 합니다. 물론 브레이크를 밟음으로 인해서 타이어에 가해지는 스트레스가 약간 증가할 수는 있으나(그래서 부드럽게 조금만 밟으라는 것), 이로 인한 부가적인 효과로 앞으로 하중을 이동시켜서 인공적으로 타이어의 그립을 증가시킬 수 있게 됩니다. 물론 이 방법도 통하지 않을 수도 있습니다. 그때는 슬로우 인 패스트 아웃을 망각한 자신을 탓하며 상황이 잘 풀리길 기대하는 수 밖에 없습니다.

 

 

4) 미끄러운 노면 상황

 

정상적인 속도로 코너에 진하여 잘 돌고 있는데, 노면에 오일 또는 얼음과 같은 미끄러운 물질을 밟아서 갑작스럽게 그립을 잃었을 경우에는 거의 운에 맡겨야 합니다.

저속으로 돌다가 이러한 상황을 맞게 되면, 금방 다시 그립을 되찾을 가능성이 있으나, 비교적 고속의 상황에서는 답이 없습니다.

항상 주행할 때에는 노면의 상황이 어떤지 미리 파악하고, 그러한 상황에 닥치지 않도록 예방하는 것이 최선입니다.

 

6. 언더스티어 예방법

 

      1) 부드러운 운전

      2) 코너에 과속진입 하지 않기

      3) 트레일 브레이킹을 쓰지 않는 한, 코너 진입시 너무 늦게 브레이킹 하지 않기

 

 

7. 간단한 셋업 조정으로 언더스티어 줄이기

 

경기 또는 트랙데이 때 서킷에서 차량의 언더스티어 성향을 줄이고자 한다면, 간단한 셋업 조정으로 약간 더 뉴트럴한 성향으로 개선시킬 수 있습니다.

      1) 앞 타이어 공기압 줄이기(또는 뒷타이어 공기압 올리기)

      2) 더 부드러운 프런트 스프링 또는 안티롤바 사용하기

      3) 비교적 그립이 더 좋은 타이어를 앞에 장착하기

      4) 프런트 다운포스 높이기(윙 또는 스플리터가 장착된 차량의 경우)

주의사항 : 공기압을 조정할 때는 항상 타이어 제조사에서 제시하는 최저, 최대 공기압을 준수하는 선에서 조정하기 바랍니다.

 

 

 

 

 

 

1. 오버스티어(Oversteer)

오버스티어는 언더스티어와는 반대로 뒷타이어가 앞타이어보다 먼저 그립을 잃기 시작하는 현상을 말합니다.

이렇게 되면 대부분 뒤가 흐르기 시작하면서, 약한 오버스티어의 경우에는 안쪽으로 말려 들어가게 되고, 심한 오버스티어가 발생할 경우에는 차량이 자세를 잃으면서 코스 바깥으로 떠밀려 나가게 됩니다.

 

2. 오버스티어의 원인

 

1) 차량으로 인한 원인
    - 앞뒤 무게 배분
    - 엔진과 구동바퀴 위치
    - 서스펜션 및 샤시 셋업
    - 타이어 종류, 마모, 공기압

 

2) 드라이버의 차량조작에 의한 원인
    - 코너링 속도
    - 가속
    - 브레이킹
    - 스티어링 조작
    - 하중 이동

 

3. 오버스티어가 발생했을 시 보이는 증상

 

    1) 차량의 뒷부분이 불안정해지고 그립이 부족해지면서 ‘가벼워지는’ 느낌이 온다.
    2) 차량이 회전을 하기 시작하면서, 드라이버가 코너의 안쪽을 점점 바라보게 된다.

 

4. 오버스티어가 발생하는 시나리오

 

오버스티어는 크게 보자면 4종류의 원인으로 발생하는데, 대부분 어떤 차량을 몰고 있느냐에 따라 많이 좌우됩니다.
    1) 코너에 과속 진입을 했을 경우
    2) 코너를 향하여 너무 일찍 또는 너무 과격하게 가속을 했을 경우(후륜 차량에 해당)
    3) 코너 진입 중에 또는 코너 중간에서 브레이킹을 했을 경우
    4) 코너 중간에서 악셀에서 발을 떼었을 경우

 

 

5. 레이싱 / 하이 퍼포먼스 차량들의 오버스티어 성향

 

대부분의 고성능 차량들은 앞바퀴 그립이 좋고, 뒷바퀴에는 많은 파워가 전달되기 때문에, 전반적으로 오버스티어 성향을 보이는 차량들이 많습니다. 그래서 대부분 그립을 잃는 상황이 오게 되면, 뒷바퀴 그립을 먼저 잃는 경우를 더 많이 볼 수 있습니다.
이러한 차량들을 다룰 때는 애초에 오버스티어를 줄이는 주행을 하거나 오버스티어를 컨트롤해 가면서 주행해야 합니다.

 

6. 오버스티어 예방 / 잡아내기

 

1) 코너에 과속 진입한 경우
레이스 입문자들 중에 빠르게 달리고 싶다는 마음에 코너를 과속 진입하는 경우를 자주 볼 수 있습니다. 이것은 결코 가장 빠른 주행법이 아니며, 오버스티어 상황에 직면할 가능성이 매우 높아집니다.
만약 실수로 너무 빨리 코너에 진입하게 되었다면, 항상 모든 조작을 매우 부드럽게 하도록 노력하고, 가장 빠른 경로가 아닌, 가장 빠져 나오기 쉬운 경로를 선택하여 상황을 모면해야 합니다. 다음에 다시 그 코너에 진입할 때는 그립을 유지할만한 수준으로 속도를 늦추고, 경험을 더 쌓으면서 속도를 다시 올려보기 바랍니다.

 

2) 코너를 향하여 너무 일찍 또는 너무 과격하게 가속을 했을 경우(Power oversteer) - 후륜구동 차량에만 해당
후륜 구동 차량으로 악셀을 밟아서 뒷바퀴 그립을 잃게 된다면, 아마도 엔진 힘이 꽤 좋은 차량을 타고 있을 것입니다. 구동 바퀴가 헛돌게 되면, 그 많은 엔진 파워가 노면에 전달이 되지 않아, 그만큼 손실을 보게 됩니다. 이럴 때는 부드럽게 악셀을 떼어주면서 다시 뒷바퀴의 그립을 되찾아줘야 합니다.

 

3) 코너 중간에서 악셀에서 발을 떼었을 경우(Lift-off oversteer)
만약 악셀을 밟은채로 코너링을 하고 있는데, 그때 그립이 한계에 가까워졌다면, 악셀에서 발을 떼면 안됩니다. 이 때 악셀에서 발을 떼게 되면, 하중이 앞으로 이동하면서 차량의 코너링 밸런스가 무너져, 뒷바퀴가 그립을 잃을 수도 있습니다. 전륜차량에서 이러한 현상이 나타날 경우에는, 다시 악셀을 밟아주면 오버스티어를 잡아낼수도 있습니다.

 

4) 코너 진입 중에 또는 코너 중간에서 브레이킹을 했을 경우
대부분의 경우에는 코너 중간에서 브레이킹하는 행위를 피해야 합니다. 하지만 상황에 따라 어쩔 수 없이 브레이크를 밟아야하는 경우가 생기는데, 이럴 경우에는 브레이크를 아주 부드럽고 점진적으로 조작해야 합니다. 만약 브레이크 조작 때문에 오버스티어가 발생했다면, 부드럽고 빠르게 브레이크를 떼면 그립이 어느정도 다시 되돌아오게 됩니다.

 

7. 오버스티어 바로잡기(카운터스티어)

 

 

 

오버스티어의 원인이 어떻든 간에, 앞바퀴가 향하는 방향이 자신이 가고자 하는 방향을 향해야 합니다.

만약 그렇게 하지 못한다면 대부분의 스핀으로 이어집니다. 이 행위를 카운터스티어라고 하는데, 위의 그림과 같이 차량이 미끄러지기 시작했을 때 충분한 스티어링 보정을 해줘야 합니다. 카운터스티어 양이 너무 적을 경우에는 스핀으로 이어지고, 너무 많이 주었을 경우에는 갑자기 반대 방향으로 차량이 회전하면서 리버스스티어로 전환됩니다.
카운터스티어는 충분한 연습으로 마스터하는 방법 밖에 없으며, 트랙에서 빨리 달리기 위해서는 이 조작을 무의식적으로 바로 행할 수 있어야 합니다.

 

스티어링을 보정할 때에는 더 이상 잡아내기 어려운 상황까지 미끄러지기 전에 재빨리 조작하는 것이 중요합니다. 슬라이드 상태가 어느 정도 잡히기 시작하고 차량이 조금씩 다시 원래 라인으로 되돌아가려고 한다면, 이젠 재빨리 다시 스티어링을 원래 상태로 되돌려 놓는 것이 중요합니다.

만약 카운터스티어를 다시 풀어주는 행위가 너무 늦을 경우에는 갑자기 뒷바퀴 그립을 되찾을 때 차량이 반대 방향으로 돌아가버리는 리버스스티어 상태가 되어서 매우 위험한 상황이 연출될 수도 있습니다.

 

 

8. 구동축 / 엔진 레이아웃에 따른 오버스티어 성향

 

FF차량(Front engine, Front wheel drive)

 

 

 

스포티한 차량으로 제작되거나 튠이 된 전륜구동 차량들은 일반 양산 차량의 셋업보다 오버스티어를 경험할 가능성이 높습니다. FF가 기본적으로 보이는 언더스티어 성향을 튜닝 또는 셋업 노하우를 통해 최소화하면, 결과적으로 더 좋은 턴인과 오버스티어 현상의 증가로 이어집니다.
이렇게 셋업이 된 차량들은 기본적으로 프런트가 무겁고 리어가 가벼운 성향 때문에 악셀에서 발을 떼었을 때 발생하는 오버스티어(lift-off oversteer)에 민감한 편입니다.
전륜 차량들이 오버스티어가 발생하면, 가속을 하면서 하중이 뒤로 이동하게 되어 뒷바퀴 그립을 되찾으면서 빠져나올 수 있습니다.

 

FR차량(Front engine, Rear wheel drive)

 

FR차량들은 앞바퀴와 뒷바퀴의 그립을 고루 분배해서 활용 가능하다는 장점이 있습니다. 앞바퀴는 방향 전환을 위한 스티어링에 집중하고, 뒷바퀴가 가속(또는 감속)을 담당하게 됩니다. 이로 인하여 전륜구동 차량에 비해 밸런스가 더 좋은 차량이 되고, 전륜구동 차량에 비해 더 자유자재로 앞바퀴와 뒷바퀴 그립조절을 할 수 있게 됩니다.

엔진이 앞에 위치한 차량들은 대부분 차량무게 배분이 앞쪽에 있습니다. 이렇게 되면 기본적으로무게배분이 5:5인 차량보다 앞바퀴 그립이 더 좋은 성향을 보이게 됩니다. 그러나 반대로 뒷바퀴가 그만큼 가벼워지기 때문에 코너에서 가속해 나올 때 오버스티어로 이어질 가능성도 높습니다. 그래서 고출력 FR차량들이 앞바퀴보다 더 넓은 타이어를 가지고 있는 것입니다.

 

RR차량(Rear engine, Rear wheel drive)

 

 

 

엔진과 구동축이 모두 뒤에 위치한 RR차량들은 FF 또는 FR차량들과는 다른 이유들로 오버스티어가 발생하게 됩니다. RR차량의 경우에는 무게중심이 대부분 뒤에 위치하게 되어 뒷바퀴의 그립이 매우 뛰어나, 이렇게만 볼 경우 오버스티어가 발생할 가능성이 적습니다. 하지만 여기서 또 다른 힘의 작용을 고려해야 합니다. 바로 타성(Momentum)이라는 힘입니다. 더 큰 질량을 가진 물체들은 더 많은 타성을 가지게 되고, 이 타성이 커질수록 속도가 증가했을 때 방향전환이 어렵게 됩니다.
RR차량들은 앞쪽보다 뒤쪽이 더 많은 타성을 가지게 되어, 코너링 중간에 악셀을 떼거나 브레이킹하는 상황에서 오버스티어로 이어질 위험성이 매우 높습니다.

MR차량들도 RR차량과 비슷한 이유로 오버스티어가 발생할 수 있지만, 전반적으로 더 좋은 밸런스 때문에 RR차량처럼 극단적인 성향을 보이진 않습니다.

 

4WD차량(4 Wheel Drive)

 

 

 

4륜구동 차량들도 셋업에 따라 얼마든지 후륜구동 차량들처럼 오버스티어 성향을 보일 수 있습니다. 하지만, 모든 바퀴에 구동력을 전달하는 특성 때문에, 악셀을 너무 많이 밟았을 때 발생하는 오버스티어가 발생할 가능성은 더 적습니다. 기본적으로 후륜구동 차량처럼 다루되, 4바퀴 모두에 구동력이 전달된다는 것을 인지하면서 탈출시에 더 과감하게 4바퀴를 모두 활용하는 주행을 하는 방향으로 연습하면 됩니다.

 

9. 오버스티어를 줄이기 위한 간단한 셋업 팁

    - 뒷바퀴 공기압 줄이기
    - 더 부드러운 리어 스프링 또는 안티롤바 사용하기
    - 그립이 더 좋은 리어 타이어 사용하기
    - 리어 다운포스 올리기(윙이 장착된 차량의 경우)

출처 : 사브오너스클럽

글쓴이 : 백승민[인천] 원글보기

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