스윙 액슬

Swing axle
스윙 액슬 서스펜션 특성: 범프의 캠버 변화, 리바운드 시 "잭킹"

스윙 액슬은 1903년 에드먼드 럼플러가 설계하고 특허를 취득한 단순한 형태의 독립형(후륜) 서스펜션입니다.이는 차량 서스펜션의 혁신적인 발명품으로서, 구동식(동력식) 휠이 울퉁불퉁한 노면을 독립적으로 주행할 수 있도록 하여 휠의 노면 접촉 및 유지 상태를 보다 잘 유지할 수 있도록 해 줍니다. 또한 각 휠의 지지 않는 중량이 감소하여 움직임이 차량 전체에 미치는 영향이 적다는 것을 의미합니다.최초의 자동차 애플리케이션은 Rumpler Tropfenwagen이었고, 그 후 Mercedes 130H/150H/170H, Standard Superior, Volkswagen Beet과 그 파생 모델인 쉐보레 Corvair, 그리고 전복형 M151 지프가 뒤를 이었다.

일부 최신 자동차 리어 스윙 액슬에는 구동축을 섀시에 부착된 디퍼렌셜에 연결하는 유니버설 조인트가 있습니다.스윙 액슬은 휠에 유니버설 조인트가 없습니다. 휠은 항상 구동축에 수직이기 때문에 스티어링 동작이 필요한 차량의 프론트 휠에는 적합하지 않습니다.그럼에도 불구하고, 1963년형 지프 와고니어의 프론트 액슬에는 디퍼렌셜이 하프축 중 하나에 고정된 단순형 모델이 옵션으로 제공되었습니다.

스윙 액슬 서스펜션은 기존의 리프 스프링과 쇼크 업소버를 사용했지만, 이후 Mercedes-Benz의 용도에는 코일 스프링이 사용되었습니다.

또한 Sopwith와 Fokker와 같은 초기 항공기(1910년 이전)에도 사용되었으며, 일반적으로 고무 번지와 댐핑이 없습니다.


비교

장점

스윙 액슬 서스펜션은 일반적인 활축에 비해 두 가지 장점이 있습니다.

  1. 디퍼렌셜이 섀시에 장착되어 있어 불필요한 중량을 줄였습니다.
  2. 반대쪽 휠의 교감 캠버 변화를 제거합니다.

단점

  1. 조인트 하프축의 반지름이 전체 액슬 어셈블리의 절반 미만이기 때문에 빔 액슬 설계에 비해 단륜 캠버 변화가 상당히 많이 발생합니다.
  2. 서스펜션 언로딩(또는 리바운드) 시 "잭킹"으로 인해 양쪽에서 포지티브 캠버 변화가 발생하여 (극단의 경우) 차량이 전복될 수 있습니다.
  3. 선회력으로 인한 캠버의 변화로 인해 리어 휠 접착력이 손실되어 오버스티어가 발생할 수 있으며, 이는 차량이 회전할 수 있는 역동적으로 불안정한 상태입니다.엔진 질량으로부터 리어 휠에 가해지는 사이드-g 힘이 더 크기 때문에 스윙 액슬이 리어 엔진 설계에 사용될 경우 이는 특히 심각한 문제입니다.감속 중에 캠버가 변화하면 리프트오프 오버스티어의 강도가 증가할 수 있습니다.
1964 Corvair 스윙 액슬 리어 서스펜션(횡단 리프 스프링 포함)

솔루션

다음과 같은 여러 가지 엔지니어링 옵션을 통해 스윙 액슬 핸들링 문제를 제한할 수 있으며, 다양한 성공을 거둘 수 있습니다.

  1. 안티롤 바: 디자인 옵션으로서, 오버스티어 가능성을 방지하여 스윙 액슬 차량의 핸들링을 개선할 수 있는 프론트 안티롤 바가 있습니다. 즉, 프론트 아웃보드 타이어로 중량을 전달하고 리어 슬립 각도를 상당히 줄여 줍니다.
  2. 단일 피벗 포인트:Mercedes-Benz는 디퍼렌셜 아래에 위치한 단일 피벗 포인트로 스윙 액슬을 생산하여 핸들링 문제를 해결했습니다.이러한 구성은 "잭업" 경향을 현저하게 감소시켰으며, 최근의 로우 피벗 스윙 액슬 장착 자동차는 현대 출판물에서 핸들링으로 찬사를 받았다.저피봇 스윙 액슬은 1972년까지 메르세데스-벤츠 W108 280SE와 300SEL과 함께 생산되었다.1970년대 초 세계에서 가장 빠른 생산 세단이었던 300SEL 6.3에 장착되었습니다.AMG 변형 6.3도 스톡 스윙 액슬과 [1]함께 레이스되었다.
  3. 타이어 공기압 디퍼렌셜:르노 도핀, 폭스바겐 비틀 및 1세대 쉐보레 코르베어(1960–1964)는 타이어 공기압 차동 전략을 사용하여 스윙 액슬 서스펜션의 오버스티어 특성(특히 프론트 및 리어 타이어 공기압이 낮음)을 제거하여 언더스티어를 유발했습니다.타이어 공기압 차이 전략은 상당한 단점을 제시했습니다. 즉, 프론트 타이어에 과도한 공기압을 가하거나(다른 서스펜션 시스템이 장착된 다른 차량의 일반적인 공기압에 해당) 4개 타이어를 모두 동일한 공기압으로 가압함으로써 부주의하지만 쉽게 오버스티어 특성을 다시 발생시킬 수 있습니다.이 옵션의 효과는 1960년대 [2]미국의 소송에서 비판받았다.
  4. Z-bar 및 롤 유도 스프링:Mercedes-Benz는 저회전축 스윙 액슬을 지원하기 위해 디퍼렌셜 위에 가로로 장착된 코일 스프링을 도입했습니다.이 스프링은 한쪽에서 다른 쪽으로 하중을 전달하여 다른 한쪽이 올라갔을 때 바퀴를 아래로 밀 수 있도록 합니다.이 코일 스프링은 리어 서스펜션의 하중 지지 용량을 증가시키므로 승차감을 유지하기 위해 새로운 저압 스프링 세트를 일반 스프링으로 대체했습니다.이와 유사한 효과는 안티롤 바가 아닌 VW의 Z-bar에서도 달성되었습니다.두 장치 모두 리어 액슬의 응답을 한 휠에 입력하도록 분배하여 한 휠에서 과도한 캠버가 발생하는 경향을 줄입니다.이러한 솔루션은 승차감 저하를 감수하면서 스윙 액슬과 빔 액슬의 특성을 절충한 것입니다.
  5. 캠버 보상기: 횡방향 리프 스프링은 하프축의 외측 단부와 서스펜션 어셈블리 아래에 연결되어 선회력 또는 반동으로 인해 발생할 수 있는 포지티브 캠버에 저항합니다.이는 1964년식 Corvair에 도입된 성공적인 솔루션이었으며, 포르쉐 356 Super 90s 이후 [3]모델에도 공장에서 설치되었습니다.애프터마켓 캠버 보상기는 Porsche, VW 및 초기 Corvair에 사용할 수 있습니다.

안전.

랄프 네이더는 1965년 저서 '안전하지 않은 속도'에서 1세대 쉐보레 코르베르의 스윙 액슬 디자인의 1960-1963년 모델의 단점과 관련된 사고와 소송에 대해 자세히 설명했습니다.Nader는 경영진이 비용상의 이유로 전면 안티롤 바를 없앤 후 경영진과 싸운 쉐보레 엔지니어를 지목했습니다.1964년식 모델에는 후방 횡방향 리프 스프링과 더불어 전방 안티롤 바가 표준 장비로 장착되어 있어 비상 시 안정성이 향상되었습니다.2세대 Corvairs(1965-1969)는 진정한 독립형 후방 서스펜션(IRS) 시스템을 사용했다.

힐만 임프의 디자이너들은 비교적 느린 속도로 추락한[4] 콜베어의 문제로부터 교훈을 얻었고, 그들은 리어 엔진 장착 차량을 리어에 세미-트레일러 암 서스펜션이 있는 상태로 설계했다.올바른 핸들링 밸런스를 얻기 위해, 그들은 실제로 싱글 스윙 위시본의 바깥쪽 끝에 스티어링 피벗이 장착된 전면의 스윙 액슬 지오메트리를 사용했습니다.이로 인해 너무 많은 언더스티어와 불균일한 타이어 마모가 발생했으며, 스윙 액슬 피벗 [5]포인트를 낮춰 프론트 휠의 포지티브 캠버를 줄이도록 수정되었습니다.애프터마켓 키트도 이를 위해 제공되었으며, 저렴한 대안으로 테이퍼 심을 삽입하여 위시본에 대한 킹핀 캐리어의 기울기를 변경하는 방법이 있었습니다.

교환

스윙 액슬은 1960년대 후반에 드 디온 튜브 액슬으로 대체되었지만, 살아있는 액슬이 가장 흔하게 남아있었다.최근 몇 년간 대부분의 리어 서스펜션이 보다 현대적인 독립형 서스펜션으로 대체되었으며, 현재 스윙과 드 디온 모두 사실상 사용되지 않고 있습니다.

체코의 트럭 제조업체인 타트라는 1923년부터 더 일반적인 고체 차축 대신 중앙 '등뼈' 튜브에 스윙 차축을 사용해 왔다.이 시스템은 품질이 낮은 도로와 오프로드에서 더 높은 강성과 더 나은 성능을 제공한다고 알려져 있습니다.이 경우 도로의 안정성이 저하된 것은 거친 지형에서 안정성이 향상되어 오프로드 속도가 더 빨라지고 그 외 모든 것이 동일합니다.이는 특히 오프로드 섀시 뒤틀림이 주요 문제가 될 수 있는 6륜 이상의 긴 차량에서 두드러집니다.

트윈 아이빔

스윙 액슬 컨셉의 또 다른 용도는 포드의 트럭용 "트윈 아이 빔" 프론트 서스펜션이다.이 시스템은 솔리드 액슬을 가지고 있으며, 4륜 구동 버전으로 동력을 전달할 수 있으며, 이를 "트윈 트랙션 빔"이라고 합니다.독립형 서스펜션 시스템이지만 각 타이어는 다른 타이어의 위치에 영향을 주지 않고 오르내리기 때문에 A-암 서스펜션 시스템의 평행사변형 작용이 없습니다.각 타이어는 원호 모양으로 움직이지만, 암이 길기 때문에 캠버 변화는 위에 나열된 리어 휠의 전동식 스윙 액슬에 비해 상대적으로 작습니다.차축의 피벗 포인트는 더 낮고 차량의 중앙이 아니라 섀시의 반대쪽 빔에 가깝기 때문에 그 영향은 훨씬 덜 [6]위험합니다.1956년 시리즈 1의 로터스 일레븐 스포츠 레이서들은 Ford E93 세단에서 파생된 스윙 액슬 프론트 서스펜션을 사용했다.[7]

레퍼런스

  1. ^ "The History the of AMG - No Replacement - European Car Magazine". Archived from the original on 2008-05-01. Retrieved 2008-07-16. "The History the of AMG - No Replacement - European Car Magazine". Archived from the original on 2008-05-01. Retrieved 2008-07-16.
  2. ^ Nader, Ralph (1965). Unsafe at Any Speed: The Designed-In Dangers of the American Automobile. Grossman Publishers. LCCN 65-16856.
  3. ^ "Porsche356".
  4. ^ "Imp suspension - the Imp Site".
  5. ^ "Suspension, Dampers & Steering - the Imp Site".
  6. ^ Fitzgerald, Craig. "Ford's Twin I-Beam Front Suspension". hemmings. American City Business Journals. Retrieved 1 March 2016.
  7. ^ "Design and Production".

외부 링크