플랫폼 섀시

플랫폼 섀시는 차량 프레임/자동차 섀시의 한 형태로, 평면 플레이트 또는 플랫폼으로 구성되며, 때로는 백본 또는 프레임 구조를 차량의 바닥 팬과 통합하기도 한다.

디자인

플랫폼 섀시는 자동차 또는 소형 차량을 위한 별도의 섀시다. 대개 박스 단면 보강재를 추가하여 단일 평면 강판으로 배열함으로써 다른 형태의 섀시와 구별된다.^[1]

1930년대에 사다리 섀시 또는 십자가 모양의 섀시 설계 이후에 개발된 플랫폼 섀시로서, 한 때 차체는 롤링된 채널 섹션에서 조립된 섀시가 아니라 큰 강철 시트에서 압착되기 시작했다. 세미 모노코크로서, 차체와 섀시가 하나의 구성 요소로 통합되는 모노코크 또는 유니바디가 아닌, 여전히 차체 온프레임 구조의 한 형태다. 차체 섀시와 플랫폼 섀시는 각각 용접된 유사한 압착강 패널로 제작되지만, 최종 2개 유닛으로 볼트로 고정되는 경우가 많으므로 시공 후에도 분리할 수 있다.

순수한 플랫폼에서는 충분한 강성을 달성하기가 어렵기 때문에 박스나 튜브 섹션의 어떤 형태로든 수직으로 확장된다. 둘레 프레임(예: 르노 4) 또는 중심 척추(예: VW 비틀)일 수 있다. 종방향 강성은 횡방향 강성보다 더 중요하기 때문에 이 경직성은 대부분 가로 방향보다는 전면에서 후면 거더로 되어 있다. 다이어프램 시트는 대개 얕은 경직 능선에도 압입되지만, 이것들은 대부분 드럼 소음을 멈추기 위한 것이며, 너무 작아서 주요 구조 강도를 제공할 수 없다.

플랫폼은 보통 자동차의 전체 너비지만, 휠 사이의 길이만 짧고 길게 뻗는다. 휠의 서스펜션 부착장치와 엔진 및 변속기의 무게는 이를 벗어난 추가 서브프레임으로 운반된다. 이 서브프레임은 섀시에 용접된 박스 단면 튜브, 시트로부터 형성된 깊이 그려진 박스 섹션 또는 제자리에 볼트로 고정된 별도의 서브프레임으로 형성될 수 있다.

플랫폼 섀시는 후륜 구동(Beetle) 및 전륜 구동(Renault) 레이아웃에 모두 사용되어 왔다. 그러나 그들은 섀시 설계에 보편적이었던 전면 엔진 후륜 구동 Hatchkiss 레이아웃의 프로펠러 샤프트를 사용하는 것이 아니라 트랜스액슬로 엔진을 구동 끝에서 유지한다. 이는 플랫폼을 통해 프로펠러축 토크를 전달하는 것을 피했다. 프로펠러 샤프트가 사용된 곳에서는 4륜 구동 방식의 보기 드문 예였다.

서스펜션을 플랫폼 섀시에 부착하려면 독립된 서스펜션이 필요하며 비틀림 바 또는 후행 암과 같은 서스펜션 기능을 사용할 것을 권장한다. 섀시가 단일 평면에 있기 때문에 전체 플랫폼을 차축 라인 위로 올리지 않고 고체 차축을 사용하기는 어려울 것이다. 또한 차축 라인의 전후 거리가 필요한 하프 엘립틱 스프링과 같은 스프링이나 플랫폼 위로 수직으로 상승된 부착점이 필요한 코일 스프링 또는 스트럿 서스펜션을 위한 스프링 부착물을 배치하는 것도 어렵다. 대신 토션바와 같은 스프링이 사용된다. 이것들은 횡방향이든 종방향이든 플랫폼의 수평면에 놓여 있기 때문에 그러한 섀시에 작업할 수 있다. 트위스트빔 리어 서스펜션과 같은 다른 비틀림 기반 시스템은 경량 리어가 장착된 전륜 구동 자동차에도 사용될 수 있다.

폭스바겐 비틀 섀시

폭스바겐 타입 1 비틀은 플랫폼 섀시를 사용했으며, 양쪽 끝에는 독립적인 비틀림 바 서스펜션이 장착되었다. 'Volkswagen', 'Poples' Car' 또는 'KdF-Wagen' 프로젝트는 1933년에 시작되었고 1934년까지 포르쉐는 4개의 좌석과 비틀림 바 서스펜션을 갖춘 후미엔진의 플랫폼 섀시 카의 디자인을 스케치했다.^[2] 중앙 보강관은 섀시의 강도의 상당 부분을 제공했다.

이 기본 디자인은 전후 포르쉐 타입 60, 전시용 차량 몇 대를 거쳐서 진행되었고, 마침내 1945년 최초의 전후 양산형 폭스바겐 비틀즈가 완성되었다.^[3]

제2차 세계 대전차

1936년 포르쉐는 개발된 KdF-Wagen '국내산' 자동차를 NSKK가 주관하는 자동차 시험에 적합한 스포츠카로 개조했다. 이는 오프로드 지형과 장애물을 가로지르는 저속 대회로, 군사용 자동차에 유용할 것으로 기대되는 방식으로 운전 기술과 차량 민첩성을 모두 발전시켰다. 이 포르쉐 타입 62는 토핑이 개방된 측면 4인승으로, 여전히 둥근 몸매를 가지고 있었다. 뮌싱겐 군사재판에서 좋은 성적을 거뒀지만, 외형은 '너무 민간인'^[4]이라는 평가를 받았다.

포르쉐는 지상고를 높이고 보병과 함께 걷는 속도를 높이기 위해 후면 포탈 차축과 같은 기능을 갖춘 62형 개발을 계속했다. 둥근 몸통도 갈비뼈가 있는 평평한 판넬로 교체되었고,^[i] 1939년 말에 이르러 이것은 군대식 82 쿠벨바겐으로 받아들여졌다.^[6] 쿠벨바겐은 플랫폼 섀시를 사용함으로써 얻을 수 있는 가벼운 무게 때문에 상당 부분 효과가 높았다. 무게는 로드카와 같은 설계 중량인 1510lb에 불과했고, 오펠, DKW, 애들러 등 경쟁 차량보다 200~300lb 가벼웠다.^[7]

4륜 구동 버전도 개발되었는데, 다시 동일한 플랫폼 섀시와 기본 레이아웃을 사용했지만, 민간인이 동봉한 차체 아래에서. 이것은 87식 코만두르스바겐(Porsche Type 287)이 되었고, 상급 야전 지휘관이 사용하고자 하였다. 섀시 팬의 중앙 튜브를 확대하여 프로펠러축과 전동식 프론트 액슬을 위한 공간을 제공했으며, 구동축은 리어 액슬과 유사했다.^[7]

VW 비틀

비틀 파워트레인은 뒤쪽에 장착된 플랫포 엔진과 그 앞에 세로형 트랜스액슬이 달린 엔진을 구성했다. 뒷부분의 서스펜션이 스윙 차축으로 되어 있었다. 최초의 1945년식 민간인 비틀은 뒷바퀴에 못 미치는 곳에 멈춰 있고 중앙의 보강관이 있는 플랫폼 섀시를 사용했다. 이 튜브는 Y자형 포크로 후방으로 확장되었으며, 이 포크는 트랜스액슬의 각 측면을 통과하여 엔진 마운트로 이동한다. 뒤 스윙 차축도 비틀림 막대가 들어 있는 십자형 튜브의 끝에서 선회한 플랫 플레이트 후행 암에 의해 바깥쪽 끝에 고정되었다. 이때 리어 쇼크 업소버들은 단작동 레버 타입에 불과했다.^[8]

전면 서스펜션은 짧은 후행 암 쌍에 의해 제공되었고, 다시 두 개의 별도 튜브에 장착된 가로 비틀림 막대와 플랫 플랫폼 앞에 장착되었다.^[9] 이 비틀림 막대는 납작한 스트립의 스택이었고, 잎의 수는 비틀의 생산에 걸쳐 서스펜션의 강성을 변화시키기 위해 변경되었다.^[10]

차량 생산의 이점은 차체가 추가되기 전에 플랫폼에 엔진이나 구동렬과의 연결이 필요한 기어 스틱과 핸드브레이크를 설치할 수 있다는 것이었다. 심지어 1952년까지 엔진 초크 제어장치와 Bowden 케이블이 중앙 터널에 장착되었다.^[11] 대부분의 현대식 섀시 온프레임 설계와는 달리, 스티어링 칼럼은 차체에 장착되었고, 두 개가 결합될 때까지 섀시 플랫폼의 스티어링 박스에 연결되지 않았다.

비틀의 35년 생산 역사에서 '슈퍼 비틀'의 전면 중단에 대한 한 번의 변경을 제외하면 기본 플랫폼 섀시는 크게 변하지 않았다.

개발

1970년부터 새로운 1302 '슈퍼 비틀'은 맥퍼슨 스트럿 프론트 서스펜션을 채택했다.^[12] 이렇게 프론트 러기지 용량이 50% 가까이 증가한 것은 약간 길어진 프론트 보닛 때문이기도 하지만, 스트럿의 상부 마운트는 이제 서스펜션 힘을 플랫폼이 아닌 차체의 내부 날개 패널에 결합시켰기 때문이다. 이제 섀시는 더 이상 순수한 플랫폼이 아니었다. 1303 '슈퍼 비틀'은 비록 이코노미 비틀이 그것과 병행하여 계속되었지만, 여전히 후행 팔과 플랫폼 섀시를 사용하고 있다.^[13]

풍뎅이

플랫폼 섀시와 이용 가능한 많은 VW 비틀즈는 비틀 플랫폼을 키트카 제작을 위한 기증 차량으로 사용하도록 권장했다. 이것들 중 가장 상징적인 것은 사구 버기였다: 벗겨진 비틀 섀시, 가장 단순한 섬유 유리 '욕조' 몸체가 그 위에 있다.

최초의 생산용 둔덕인 마이어스 맨스는 단축된 VW 플랫폼을 기본으로 삼았다. 섀시 앞부분은 잘려나가고 용접된 사각형 강관보다 높은 구조로 교체되었다. 이 때문에 앞쪽 끝부분이 수직으로 더 딱딱해지고 서스펜션이 시보레 부품에 기반한 것으로 바뀌었지만 여전히 이중 후행 팔로 교체됐다. 마이어스 맨스는 널리 복제되었고, 이들 복사본의 대부분은 완전한 VW 플랫폼과 VW 전면 서스펜션을 유지했다.

안전

플랫폼 섀시는 승객 안전 셀에 통합된 모노코크(Monocoque)를 가진 현대적 설계보다 충격에서 훨씬 덜 안전하지만, 현재의 래더 섀시보다 훨씬 더 또는 덜 안전하지는 않았다. 이들은 사다리 섀시와 마찬가지로 차체가 섀시에서 완전히 분리되는 심각한 사고 경향을 보였다. 그러나 플랫폼 섀시의 경우, 이것은 차체 욕조가 아닌 승객 구역의 바닥을 형성했고, 그 위에 좌석을 장착했다. 따라서 승객들은 차체가 그들을 통과하려고 하는 동안 섀시에 좌석을 두고 머무를 수 있었다.

최신 플랫폼 섀시

섀시 재료, 차체 재료 및 설계의 현대적 발전 및 드라이브트레인 변경으로 플랫폼 섀시가 부활했다. 그것들은 현재 테슬라 S와 같은 일부 전기 자동차와 하이브리드 자동차에 사용되고 있다.

전기 구동렬(하이브리드 또는 순수 배터리)은 엔진과 최종 구동 사이에 기계적 강성이 필요하지 않다. 전체 드라이브트레인은 서브프레임에서 1개 또는 2개 모두 장착할 수 있다.

배터리 보관이 필요하며, 배터리 팩이 무겁기 때문에 최대한 낮게 가장 큰 플랫 레이어에 장착하는 것이 안정성에 유리하다. 테슬라 S의 팩 중량은 1,200파운드(540kg)^[14]이며, 이 중량은 7,104개의 셀로 구성되어 있으며,^[15] 16개의 모듈로 포장되어 있어 전체적인 모양이 유연하여 차량에 가장 잘 맞도록 조정할 수 있다. 이를 통해 플랫폼 섀시는 배터리 자체가 섀시 플랫폼 위 또는 아래에 있어 이를 운반할 수 있어 교환을 위해 접근이 용이하다.^[ii]

펀트 섀시

펀트 섀시는 플랫폼 섀시와 유사하지만, 하부 플랫폼 외에도 깊게 올라간 측면도 있다. 이는 보강재를 추가하지 않고도 수직 경직성을 부여한다.

펑트 섀시는 장갑차와 함께 종종 사용되어 왔다. 장갑 외측 차체는 차량의 섀시 역할을 이중으로 수행할 수 있는 견고한 모노코크(monocoque)를 형성한다. 이러한 장갑차는 중량을 가진 오프로드 용량을 위해 4륜 구동을 필요로 하는데, 많은 차량이 6~8개의 바퀴를 포함하고 있기 때문에 드라이브트레인에는 H-드라이브 배치를 자주 사용해 왔다. 중앙 프로펠러 샤프트로 연결된 차축보다는 펀트 하단 모서리에 있는 구동축에 의해 앞뒤로 양면이 연결된다. 이것은 또한 내부에 승무원이나 장비를 위한 더 많은 유용한 공간을 허용한다.^[16][17]

참조

Wikimedia Commons는 플랫폼 섀시와 관련된 미디어를 가지고 있다.

• Etzold, H.R. (1988). Beetle: the definitive history. Vol. 1. Haynes. ISBN 0-85429-647-6.
• Ludvigsen, Karl (2014). Professor Porsche's Wars. Pen & Sword Military. ISBN 978-1-52672-679-7.
• Munro, Bill (2002). Alvis Saracen Family. Crowood Press. ISBN 1-86126-537-9.
• Setright, L. J. K. (1976). "Chassis". In Ian Ward (ed.). Anatomy of the Motor Car. Orbis. ISBN 0-85613-230-6.
• Ware, Pat (1994). In National Service. Warehouse Publications. ISBN 0-9525563-0-8.