지게차 자격증 과정 수강 노트 15

조향장치

 

 

조향장치는 방향을 바꾸는 장치다. 구비조건으로 1. 주행충격이 조향조작에 영향을 받지 않아야 하며, 2. 회전반경이 작을 것, 3. 고속주행에도 핸들이 안정될 것. 4. 핸들과 바퀴의 선회차가 크지 않을 것. 5. 수명이 길고 정비가 용이해야 한다. 조향장치에는 조향너클과 킹핀의 설치 방식에 따라 엘리옷형, 역엘리옷형, 마몬형, 르모양형이 있다. 조향너클이라 함은 차축과 킹핀으로 연결되며 조향시 좌우 방향전환이 되는 부분이며 킹핀은 차축과 조향너클을 조립하는 굵은 핀을 연결되며 수직선과 일정한 각도를 가진다.

 

조향기어의 구비조건으로는 선회시 반력을 이길 것, 선회시 감각을 알 수 있을 것, 복원성능이 있을 것. 약간의 충격은 핸들에 전달하여 운전자가 느낄 수 있을 것 등이다. 조향기어의 기어비는 핸들의 회전각도와 피트먼 암의 회전각도의 비다.

 

조향기어의 방식으로 가역식과 비가역식이 있는데 가역식은 바퀴를 운직이연 조향 핸들이 움직이는 것으로 각부 맘별이 적고 복원성능은 좋으나 핸들을 놓치기 쉽고 비가역식은 바퀴를 움직여도 조향든들이 움직이지 않는 것으로 비퀴의 충격이 핸들에 전달되지 않으나 복원성이 나쁜 단점이 있다.

 

 유념해야 할 것은 독립현가장치는 타이로드가 2개 있고 일제차축 현가장치는 1개인데 조향너클을 밀거나 당기는 역할을 하며 토인조정을 하는 장치다.

 

참고로 조향핸들 조작이 무겁게 되는 원인은 1. 타이어 공기압이 낮다. 2. 타이어의 규격이 크다. 3. 윤활유의 불량 또는 윤활유가 불충분하다. 4.조향기어 백래시가 작다. 5. 조향너클베어링(허브메어링)의 마모, 6.조향너클 암의 헐거움 7. 현가장치(완충장치)의 콘트롤 암이 비틀어 졌다. 8. 조향너클이 휘어있다. 9. 프레임이 휘어있다. 10부의 카스터가 심한 때이다.

 

또 제동시 조향핸들이 한쪽으로 쏠리는 경우를 느껴본 운전자가 많을 텐데 그 원인은 1. 타이어 공기압이 불균일하거나 2. 브레이크 드럼 간극이 불균일할 때, 3. 브레이크 라이닝에 먼지나 오일이 묻어 있는 경우, 4. 카스터가 불평등할 때 5.조향너클이 휘어있거나 5. 현가스프링이 쇠약 또는 절손되었거나 6. 스테빌라이저가 절손되었을 때 등이다.

 

 동력조향장치는 흔히 파워핸들이라 부르는데 조향 조작력을 유압에 의해 보조하는 장치다. 줄량이 증가하거나 저압타이어의 접지마찰을 극복하기 위해 스티어링 휠의 조작력을 가볍게 한 장치다. 장점은 조향조작을 작은 힘으로 할 수 있고 노면 충격을 흡수해 조향 휠에 전달되는 것을 방지하고, 앞바퀴의 시미현상(좌우로 흔들리는 현상)을 감소시키는 효과가 있다. 작동부, 제어부, 동력부로 나뉜다.

 

조향장치 중에 액튜에이터, 작동기는 유압실린더와 유압모터식 두 종류가 있는데 제어밸브를 사이에 두고 동력실린더에 결합되어 있으며 하우징, 볼 조인트 및 리액션 스프링으로 구성되어 있다. 즉, 유체에너지를 받아서 기계적으로 일을 하는 것이다. 회전운동을 하는 액튜에이터가 무엇이냐는 문제가 한 번씩 출제되는데 이때의 답은 유압모터다.

제어밸브의 역할은 크게 세 가지로 나뉜다. 유량, 방향, 압력을 제어하는데 다음 유압에 관해 공부할 때 더 자세히 설명키로 한다.

 

앞바퀴를 정렬하는 것을 휠얼라이먼트라고 한다. 이를 정렬해놓지 않으면 조향핸들의 복원성이 어렵고 안전성을 담보할 수 없는 데다 타이어 마멸, 핸들 조작력에 어려움을 느낄 수 있다. 앞바퀴를 정렬하려면 캠버, 캐스터, 킹핀경사각, 토인을 조절하면 된다. 문제도 가끔 나오는 것이므로 숙지할 것. 이중에서 앞바퀴를 위에서 보면 좌우 타이어 중심간의 거리가 앞부분이 뒤쪽보다 2~8mm좁은데 이를 토인이라고 한다.

 

제동장치의 종류엔 풋브레이크, 주차 브레이크, 감속브레이크로 나뉜다. 이중에 감속브레이크는 기관의 피스톤 왕복운동의 속도에 맞춰 속도를 줄이는 것으로 흔히 엔진브레이크라고 한다. 또한 배기브레이크, 와전류브레이크도 있다.

 

유압식 브레이크에서 브레이크액의 주성분은 피마자유와 알코올이다. 유압식 기관의 기본적인 원리는 밀폐된 용기에 액체를 넣고 외부에서 힘을 가할 때 내부엔 모든 방향에서 동일한 압력이 발생한다는 것이다.

 

마스터 실린더란 브레이크 페달 푸시로드의 힘을 받아 유압을 발생시키는 것으로 안전을 도모하기 위해 앞뒤 유압을 따로 형성한 탠덤 마스터 실린더를 사용한다. 구성은 피스톤과 피스톤컵, 리턴 스프링, 첵밸브로 되어있다. 첵밸브는 오일이 한쪽으로만 흐르게 하는 장치인데 오일이 실린더에서 휠실린더쪽으로만 나가게 한다. 그래서 첵밸브는 역류를 방지하고 내부 잔압을 유지하는 기능이 있다.

 

브레이크를 자주 밟으면 오일이 열을 받아서 기포가 발생해 제동력이 감소되는데 이러한 현상을 베이퍼록이라고 한다. 참고로 브레이크를 계속 밟을 경우 브레이크 드럼쪽에서 라이닝 패드가 딱딱하게 들러붙는 현상도 일어나는데 이는 페이드현상이라고 한다.

 

배력식 브레이크는 오일 브레이크의 제동력을 더욱 강하게 보조역할을 하는 기구로 흡비다기관의 진공과 대기 압력차를 이용하는 진공식, 압축공기와 대기압력차를 이용한 공기식 배력장치가 있다. 실린더의 유압을 증가시켜 큰 제동력이 발생토록 한 장치다.

 

공기식 브레이크는 주로 대형차에 장착이 되어 있는 것으로 엔진으로 공기압축기를 구동해 힘을 얻는다. 유압의 경우 밟는 힘에 의해 제동이 증가하지만 공기브레이크는 밟는 횟수에 따라 힘이 증가한다. 공기브레이크의 장점은 건설기계의 중량이 증가되어도 사용할 수 있으며, 공기가 약간 누출되어도 사용이 가능하며, 베이퍼록이 발생하지 않고, 페달 조작력이 적어도 되며, 트레일러 건인시 사용이 간편하다. 또한 공기의 압축 압력을 높이면 더 큰 제동력을 얻을 수 있다.

 

참고로 브레이크 페달을 밟았을 때 한쪽으로 쏠리면 1. 타이어의 공기압이 불균형하거나, 2. 브레이크 드럼 간극 조정이 불량하거나, 한쪽 라이닝에 오일이 묻어있거나 앞바퀴 정렬의 불량, 패드나 라이닝의 접촉이 불량하면 이런 현상이 발생한다. 마스터 실린더는 무엇으로 세척하면 좋을까. 답은 알코올이다.

 

다음은 타이어

문제, 타이어의 종류가 아닌 것은? 1. 초고압 타이어, 2. 고압타이어, 3. 저압타이어, 4.초저압타이어. 답은 초고압타이어다. 초저압타이어는 흔히 솔리드타이어라고 작업환경이 좋지 않은 곳에서 운행하는 지게차에 쓴다.

 

타이어의 편평비는 타이어 단면 높이에서 타이어 폭을 나눈 값에 100을 곱한 값이다. 타이어의 구성으로는 카커스, 트레드, 브레이커, 비드, 튜브 등인데 이 중에서 트레드의 경우 타이어가 노면과 접촉하는 부분으로 트레드 패턴이 만들어져있다. 이는 물의 배수 역할을 하고 미끄러짐을 방지하고 타이어의 내부 열을 발산함과 동시에 제동력과 선회력을 좋게 한다.

 

타이어의 치수는 타이어에 쓰여 있는데 가령 1200-20-16이라고 적힌 것은 저압타이어로 가운데가 내경을 나타내고 1200*20-16으로 적혀있으면 고압타이어로 가운데 숫자가 폭을 나타낸다.

 

 지게차엔 현가장치가 없다. 물론 타이어도 초저압인 솔리드타이어를 쓴다. 튜브리스나 튜브타이어의 평크가 우려되는 나쁜 조건의 작업현장을 고려한 측면도 있지만 지게차의 경우 앞 포크에 집을 실어 운반하기 때문에 완충장치가 있으면 진동으로 짐이 떨어질 우려가 있으므로 현가장치를 두지 않는다.

 

현가장치에 쓰이는 스프링은 판스프링, 코일스프링, 토션바스프링, 공기스프링이 있는데 공기스프링은 장점이 많으나 구조가 복잡하고 제작비가 비싸서 많이 사용하지는 않는단다. 쇽업소버는 스프링의 고유 진동을 완화하여 스프링의 피로를 적게하는 것으로 고속 주행조건의 하나인 로드홀딩이 향상되게 한다. 로드홀딩은 건설기계의 모든 바퀴가 노면에 찰싹 달라붙는 현상을 말한다.

 

 

트랙장치에서 시험이 잘 나온다. 트랙이라면 굴삭기 등에서 타이어 대신 무한궤도식 쇠바퀴를 쓰는데 이것이 트랙이다. 트랙은 프레임, 리코일 스프링, 상부로울러, 하부로울러, 아이들러, 스프로킷, 트랙으로 구성되어 있다. 트랙에선 전부 유동륜인 아이들러에서 시험문제가 많이 출제 되는데 주요 기능으로 트랙의 장력을 조정한다는 것이다. 이 아이들러에는 조정실린더가 부착되어 있어 그리스유를 주입함으로써 조정한다. 그리고 스프로킷은 기동륜으로 유압모터가 회전시킨다. 그리고 트랙은 양쪽에 한 개씩 있는 마스트 핀을 뽑아 분해한다.

 

굳은 지반이나 암반을 통과하려면 트랙의 장력을 크게 하고 습지나 모래땅, 굴곡이 심한 노면을 통과하려면 장력을 작게 한다.