2-1 선회특성 (US - OS 특성)

조종안정성의 기초 이론

     --- 이제 부터는 머리가 조금 아파집니다. 머리 아픈 분들은 그냥 생략하셔도 별 지장 없는 내용입니다.

 

조종안정성으로는 기본적으로 핸들 조작을 가한 경우의 키의 효력과 같은 것을 의미하는 조종성과 핸들에 조타를 가한 후의 차량의 수속성과 같은 것을 의미하는 안정성의 두 가지를 의미하고 있다.

 

보다 쉽게 말해서 조종성은 자동차에 외부의 변수 즉 조향장치, 옆바람, 노면의 경사, 노면의 요철 등이 작용한 경우 재빨리 그 움직임을 변화시키는 성질을 말한다. 하지만 안정성은 그 반대로 자동차에 외부로부터 흔들림이 작용한 경우 현재까지의 진로를 유지하려는 성질을 말한다.

 

일반적으로 오버스티어의 차량은 스티어링의 효력이 깊숙이 칼질하게 되면 차량의 수속성(안정성)은 나쁘고 언더스티어의 차량은 스티어링의 효력이 마일드하지만 차량의 수속성은 좋다.

 

표준적으로는 약한 언더스티어 경향 즉 언더스티어(US)인지 오버스티어(OS)인지를 나타내는 지수인 Stability Factor K가 0.0015 ~ 0.0025[m²/sec²] 부근일 때를 베스트 튜닝이라고 하고 있다. 즉 스티어링의 효력도 적당하게 샤프하고 차량의 수속성도 좋은 수준에 있는 상태를 말한다.

 

1 선회특성 (US-OS특성)

 

US-OS 특성은 어떤 방법으로 계측할 수 있는지를 다음에 소개한다. 선회 한계 부근의 US-OS 특성의 변화는 아래 (1), (2) 항에 의해서 구할 수 있다.

 

(1) 극저속(極低速)에서 핸들 타각을 초기 선회 반경 R₀에 맞춰서 서서히 완가속(緩加速)해서 선회 반경이 부풀어 오른 상태에서 구하는 방법 

선회반경비

R / R₀ = 1 +KsV²

따라서  Ks =  (R / R₀ - 1) / V²

위의 식에서 Ks : 스테빌리티 팩터(US-OS나타내는 지수)

V : 차속

R₀ : 초기 선회 반경

R : 완가속 시의 선회 반경

 

(2) 선회 반경 R을 일정하게 해서 완가속을 행하고 선회 반경 R라인을 따라 가도록 차량을 유지한 경우의 핸들각의 꺽인량의 변화로 구하는 방법   

 

핸들각비 θ / θ₀ = 1 +KsV²

따라서 Ks = (θ / θ₀ - 1) / V²

위의 식에서

V : 차속

θ₀ : 초기 핸들각

θ : 완 가속 시의 핸들각

 

(3) 차량이 일정한 차속으로 정상 상태로 자리 잡고 선회하고 있을 때 어느 타각의 핸들 조작을 행한 경우의 차량의 자세각 변화속도 (요-각 속도)로 구하는 방법  

 

직진상태에서 핸들을 돌린 후의 정상 상태 요(yaw)-각 속도에 의한 시험 방법

스테빌리티 팩터  K =(θst  / Ψ * L * N  * V)  - (1 / V² )

그래서

θst : 핸들각

Ψ : 요(yaw)각 속도

L : 휠베이스

N : 스티어링 기어비

V : 차속

이상의 방법으로 선회특성에 대해서 파악할 수 있다.

 

 

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