자동차 조향장치 작동원리 - How Car Steering Works (1/2)

목적: pinion steering 의 의미를 알기 위하여 검색하였고, pinion steering 이 사용되는 Steering 전반에 대하여 정리해 두려고 합니다.

Car Steering 은 조향(자동차 방향을 조정하는 것) 을 이야기 하는 것으로 steering wheel(핸들) 을 움직임으로서 바퀴의 방향을 조정하는 것을 말합니다.


How Car Steering Works
자동차의 방향조절 원리는 무엇인가?

You know that when you turn the steering wheel in your car, the wheels turn. Cause and effect, right? But a lot of interesting stuff goes on between the steering wheel and the tires to make this happen.
당신도 이미 알겠지만 차의 핸들(steering wheel)을 돌리면, 바퀴(wheel)이 돈다. 원인이 있으니 결과가 있는 것이다. 하지만 핸들과 타이어 사이에 많은 일들이벌어진다.

In this article, we'll see how the two most common types of c­ar steering systems work: rack-and-pinion and recirculating-ball steering. Then we'll examine power steering and find out about some interesting future developments in steering systems, driven mostly by the need to increase the fuel efficiency of cars. But first, let's see what you have to do turn a car. It's not quite as simple as you might think!
이 글 에서는, 대표적인 자동차 조향장치(steering system)의 동작원리를 알아보려고 한다: '랙과 피니언(rack and pinion)' 과  '볼 순환식(recurculating-ball)' 이다. 이 둘을 알아본 다음에는 파워 스티어링(power steering)과 그 외에 개발되고 있는 장치들을 이야기할 것이다. 이 장치들의 개발은 연료의 효율성에 초점을 맞춰서 발전되고 있다. 하지만 그 전에, 어떻게 차를 돌리는지에 대하여 이야기 해 보자. 생각보다 쉽지 않을 것이다.

You might be surprised to learn that when you turn your car, your front wheels are not pointing in the same direction.
당신이 차를 회전시킬 때, 차의 앞 두 바퀴가 동일한 방향을 가리키지 않는다는것을 알면 놀랄 것이다.

For a car to turn smoothly, each wheel must follow a different circle. Since the inside wheel is following a circle with a smaller radius, it is actually making a tighter turn than the outside wheel. If you draw a line perpendicular to each wheel, the lines will intersect at the center point of the turn. The geometry of the steering linkage makes the inside wheel turn more than the outside wheel.
차가 부드럽게 회전하기 위해서는, 두 바퀴는 서로다른 원을 그려야 한다. 안쪽에 있는 바퀴가 작은 각도로 돌리 때문에, 바깥쪽 바퀴보다 작은 반경의 회전을 하게 된다. 만약에 각 바퀴의 움직임에 대한 선에 직각 선을 그린다면 회전 시에 중심지점에서 만나는 것을 알 수 있을 것이다. 기하학적으로 회전을 연결시키기 위해서 안쪽 바퀴가 바깥쪽 바퀴보다 더 많은 회전을 하게 된다.


1. Rack-and-pinion Steering

Rack-and-pinion steering is quickly becoming the most common type of steering on cars, small trucks and SUVs. It is actually a pretty simple mechanism. A rack-and-pinion gearset is enclosed in a metal tube, with each end of the rack protruding from the tube. A rod, called a tie rod, connects to each end of the rack.
랙앤피니언 은 가장 일반적인 타입의 조향장치이다. 승용차, 작은트럭, SUV에 주로 쓰인다. 동작원리는 비교적 간단하다. rack 과 pinion은 메탈 튜브로 둘로싸인 기어의 조합을 의미한다. rack의 양 끝은 튜브보다 튀어나와 있으며, tie rod 는 두 바퀴를 함께 동작하게 하기 위해 rack의 양 끝을 연결하는 역할을 한다.

The pinion gear is attached to the steering shaft. When you turn the steering wheel, the gear spins, moving the rack. The tie rod at each end of the rack connects to the steering arm on the spindle (see diagram above).
pinion gear는 steering shaft에 붙어 있다. 핸들을 돌리면, pinion gear는 회전하면서 rack을 회전시킨다. rack의 양 끝에 있는 tie rod는 spindle 위의 steering arm에 연결된다.


이후 정리될 내용
 2. Recirculating-ball Steering
 3. Power Steering
 4. Pump
 5. The Future of Power Steering

참조
http://auto.howstuffworks.com/steering.htm
차량 조향장치 링크 부분에 사용되는 부품