2022년 04월 14일
서스펜션 스트럿은 차량 거동 중 중추적인 역할을 하며 차량 운전자의 승차감에 영향을 주어 결과적으로 차량 품질 성능을 결정하는 한 요소가 되기도 합니다.
서스펜션 스트럿은 스프링과 댐퍼가 포함되어 있고 액슬을 차체와 연결해주는 기능을 합니다. 차량 운전시 스프링은 노면 상태에 따라 압축과 인장을 반복하며 노면 충격을 흡수합니다. 이 때 스프링 코일은 중심축 기준 회전이 필요한데 고정된 탑마운트에 위치하는 서스펜션 스트럿 베어링이 이 동작을 가능하게 합니다.
서스펜션 스트럿 베어링의 기능을 위해서는 다양한 요구 조건을 만족해야 합니다. 베어링의 마찰력이 너무 크면 차량 운행 중 덜컥거림과 진동으로 발생하는 스틱 슬립 현상이 발생합니다. 성능 관점에서는 낮고 일정한 마찰력(토크)이 이러한 문제 개선을 위한 필요 사항입니다. 또한 베어링의 기능 중 하나인 서스펜션 하중의 샤시부 전달도 베어링 설계시 고려 사항 중 하나입니다.
이와 같이 서스펜션 스트럿 베어링은 부드러운 승차감을 위한 중요한 기능을 하는 부품입니다.
금속 소재의 볼 베어링과 플라스틱 슬라이딩 베어링이 현재 주로 사용되는 서스펜션 스트럿 베어링입니다. 최근 슬라이딩 베어링의 장점을 적용하여 적용하는 사례가 늘고는 있지만 여전히 볼 베어링의 사용량이 80%를 넘습니다. 아래에서 각 베어링 종류의 장, 단점에 대해 설명 드리겠습니다.
Ball bearings |
Sliding bearings |
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장점:
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장점:
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단점:
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단점:
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볼베어링은 우수한 토크 성능을, 슬라이딩 베어링은 패키징과 중량에 장점을 가지고 있고, 설계자들은 현재 이 두 종류의 베어링들을 선택하고 있습니다.
하중, 온도, 내식성, NVH등 다양한 요소들이 스트럿 베어링의 성능에 영향을 미칩니다. 성능에 영향을 미치는 각 기준에는 여러 이유가 있으므로 이를 더 세분화할 수 있습니다. 게다가 각 기준은 서로 영향을 미칠 수 있기 때문에 스트럿 베어링의 성능 요구 사항은 복잡해 집니다. 예를 들어 스트럿 베어링은 여러 방향에서 하중을 받게 됩니다. 스포츠카용 스트럿 베어링은 횡방향 하중의 추가적인 증대가 필요합니다. 동시에 경량화 추세에 맞춰 베어링 자체를 경량화 할 수도 있지만 승차감과 성능 개선의 균형을 맞추어 서스펜션 시스템의 요구 사항을 설정해야 합니다.
서스펜션 스트럿 시스템의 크기도 승차감에 커다란 역할을 합니다. 노면 충격을 흡수하고 승차감을 개선하려면 스트럿의 이동량을 최대화해야 합니다. 일부 스트럿 베어링은 두껍기 때문에 조향감과 승차감 개선이 어려울 수도 있습니다.
내구성과 부품 마모는 우선 검토되는 사항 중 하나입니다. 볼베어링은 사용 중 부식과 찍힘으로 인해 덜컥거리는 소음과 alignment문제가 발생하여 조향감 저하로 이어질 수 있습니다. 이는 사용자의 차량 품질 지표 중 하나로 브랜드 이미지에 좋지 않은 영향을 미칠 수도 있습니다.
전기 자동차(EV)의 증가와 자율 주행 개발로 인해 서스펜션 시스템과 서스펜션 스트럿 베어링에 대한 새로운 요구 사항이 추가 되고 있습니다. 엔진이 더 조용해지고 실내 소음이 더 이상 내연 기관(ICE)에 의해 가려지지 않게 되면서 NVH개선이 더 중요한 과제가 되었습니다. NVH에 유리한 부품들이 점점 더 중요해지고 있지만 현재의 볼 베어링은 NVH 댐핑이 어렵습니다.
2016년 Saint-Gobain팀은 현재 사용되는 제품에 대해 자세히 알아보고 해당 제품이 자동차 제조업체(OEM 및 1차사)의 요구 사항에 충족하는지 알아보기 위해 자동차용 서스펜션 스트럿 시장을 조사하기 시작했습니다. 시장에 대한 검토로 시작된 작업은 여러 전시회와 고객사 방문 및 주요 고객과의 여러 인터뷰로 연결되었습니다. 검토 결과 서스펜션 스트럿 베어링의 요구 사항은 잘 이해했지만 앞서 설명한 것처럼 현재 사용하고 있는 제품들이 모든 측면에서 완벽하지 않은 것으로 확인했습니다.
현재 공급되는 제품에 대한 만족도를 문의해보면 모두 충분한 만족도를 가지기 어렵다고 대답하였습니다. 각 고객 인터뷰를 통해 5가지 항목이 반복되는 것을 확인했습니다. 현재의 제품들이 이미 이러한 기능을 가지고 있지만 모두 제공하지는 않습니다. 요약하면 결과적으로 더 나은 제품을 개발할 기회가 있습니다. 결과를 종합하면 상위 5가지 개선 과제는 아래와 같습니다:
모든 문제를 개선할 수 있는 제품은 무엇일까요?
새로운 부품, 하위 시스템 또는 전체 시스템을 도입하는 것은 OEM의 R&D, 비용 분석 및 개선 검증 등의 업무를 추가시킵니다. 하지만 Saint-Gobain은 문제를 이해하고 관련 요구 사항을 전 세계 수많은 전문가 및 고객과 협의한 결과 새로운 서스펜션 스트럿 베어링이 필요성은 명확했습니다. 2018년 NORGLIDE®시제품 제작을 시작으로 서스펜션 스트럿 베어링 개발 작업을 시작했습니다. 설계의 관련 특허 침해 여부 확인 뿐 아니라 업계의 요구 사항을 만족하는 제품을 개발 했습니다.
플라스틱과 고유한 PTFE로 만든 NORGLIDE®서스펜션 스트럿 베어링은 NVH 개선과 일관된 토크 성능을 가지는 소형화, 경량화 제품입니다. 지속적인 테스트를 통해 설계를 개선하고 성능에 영향을 미칠 수 있는 인자(부하, 온도, 토크)를 이해할 수 있었습니다. 제품은 각각 맞춤 제작되기 때문에 시스템에 대한 서스펜션 스트럿 베어링 설계시 유리합니다. 엔지니어간 협의를 통해 개발되는 NORGLIDE® 서스펜션 스트럿 베어링 의 성능 특성 및 테스트 결과에 대한 자세한 정보는 어플리케이션 페이지에서 확인하실 수 있습니다.
상기에 설명 드린 제품에 관심이 있으시다면 저희에게 문의 바랍니다. Contact Us, e-mail: makingabigdifference@saint-gobain.com.