| "핸들인가...스티어링휠인가?" 자동차를 탄 운전자가 차량의 방향을 바꾸기 위해 좌우로 움직이는 원형의 틀, 즉 "운전대"의 공식 명칭은 무엇이라고 부를까? 많은 운전자들이 서슴없이 ‘핸들’이라고 대답할 것이다. 하지만 ‘핸들’은 정확한 명칭이 아니다. ‘스티어링휠(Steering Wheel)’이라고 해야 맞다. 바음이 좀 거칠게나지만 우리말로 바꾸면 ‘조향틀’ 정도가 될 것이다. 스티어링휠을 포함해 방향 전환에 관계되는 부품군을 가리켜 ‘스티어링 시스템(Steering System)’이라고 부른다. 즉 ‘방향을 잡아주는 장치’라는 뜻이다. 조향장치는 동력을 이용해 움직이는 모든 장치에 적용된다. 항공기는 꼬리날개와 주날개의 방향타를, 선박은 후미에 설치된 키를 이용해 좌우의 저항을 다르게 만들어 조향하며, 탱크는 좌우 궤도의 속도차를 이용해 방향을 바꾼다. 초기의 자동차는 3륜차량 앞바퀴에 자전거형 손잡이를 직접 연결한 조향 장치를 사용했으며, 1890년대에 접어들어 양쪽 앞바퀴의 회전각 차이를 이용하는 현대적인 조향장치가 개발되어 차량의 회전을 혁신적으로 개선했다. 이와 함께 둥그런 스티어링휠과 조향기어도 적용되기 시작했다. 1950년대에는 조향장치의 능력을 한 단계 발전시킨 방식이 개발된다. 조향의 동력을 엔진에서 얻어 유압으로 조작하는 파워스티어링 방식이 바로 그것이다. 적은 힘으로도 스티어링휠을 가볍게 돌릴 수 있어 한때 많은 운전자들이 ‘파워핸들’이라고 불렀던 방식이기도 하다. 엔진으로 유압펌프를 구동해 유압을 저장해 두고, 스티어링샤프트가 회전하면 그 끝에 달린 유압밸브가 열려 피스톤으로 앞바퀴 구동축의 방향을 바꾸는 힘을 돕도록 되어 있다. ▶기술발전따라 끊임없는 신제품 출시 스티어링휠을 알맞은 정도로 가볍게 해주고, 노면감각을 알맞게 느낄 수 있는 것이 뛰어나다는 장점이 있다. 개발 초기에는 대형 승용차·트럭·버스로 사용 범위가 제한되었으나, 1960년대부터 차체의 앞부분이 무거운 전륜구동 자동차가 보급되면서부터는 소형 대중차에도 장착하기 시작했다. 하지만 스티어링휠이 너무 가벼워지자 고속으로 주행하는 경우 작은 충격에도 심하게 조향되는 문제점이 발생하기 시작했다. 그래서 나온 기술이 ‘속도감응형 유압조향장치’다. 이 장치는 말 그대로 속도에 따라 유압을 조정해, 저속에서는 스티어링휠을 가볍게 고속에서는 무겁게 반응하도록 만들어 준다. 그러나 장치가 무겁고 가격이 비싸 주로 중대형 자동차에 주로 장착되었다. 하지만 ‘필요는 발명의 어머니’라는 명구처럼 이러한 단점을 극복한 기술이 개발되기 시작했다. 유압이 아닌 전기로 스티어링휠을 제어하기 시작한 것이다. |
현대모비스가 2006년 국산화 개발에 성공해 양산하고 있는 ‘전동식 조향장치(MDPS: Motor-Driven Power Steering)’가 바로 그것이다. 이 장치는 최근 자동차시장에서 선풍적인 인기를 끌고 있는 현대자동차의 신형아반떼에 숨어 있다. 전기모터를 이용해 차량의 주행조건에 따라 운전자가 최적의 조향 성능을 확보할 수 있게 도와준다. 특히 인공지능 역할을 하는 전자제어장치와 운전자의 미세한 핸들 조작도 감지할 수 있는 최첨단 광학식 센서를 통해 주행 안정성을 향상시키는 특징이 있다. 전자식 조향장치는 기존의 유압식 조향장치와 비교할 때 고급 중대형 차량에서나 적용되던 첨단 장치인 ‘속도감응형 유압조향장치’보다 성능이 뛰어날 뿐만 아니라, 모터․센서․전자제어장치(ECU)․감속기어로 이뤄져 차량에서 차지하는 공간면적이 줄어드는 한편, 무게도 5kg 이상 저감되는 장점이 있다. 이와 함께 연비도 3～5%정도 향상되는 것도 특징이다. 유류비로 환산하자면 연간 10～15만원 가량 절약되는 것이다. ▶성능 뛰어나고 연료소모도 적아 효율적 기존의 ‘유압식 조향장치’는 오일펌프와 엔진이 벨트로 연결되어 항상 작동했기 때문에 연료 소모율이 많았지만, ‘전동식 조향장치’는 벨트 대신 자동차의 발전기로부터 전기를 공급받아 필요시에만 모터를 작동하기 때문에 엔진의 연료소모가 줄어드는 효과가 있다. 현재 전동식 조향장치는 미국․독일․일본 등 일부 선진업체들만이 관련 기술을 독점하고 있으며, 전 세계적으로 중소형차와 준중형급(아반떼급) 차량에 활발히 적용되고 있다. 전문가들은 2002년에 적용률이 5% 정도였지만, 앞으로 고용량․고효율 모터가 개발되어 중대형급(쏘나타급 이상)과 전기자동차나 하이브리드카 등에 장착되기 시작하면 그 수요가 대폭 늘어날 것으로 내다보고 있다. 기술의 발전은 운전자에게 운전의 기쁨을 하나씩 선사하고 있다. 전동식 조향장치를 뛰어넘는 첨단 조향장치의 개발을 기다려 보는 것도 운전자의 작은 기쁨일 것이다. <자료제공: 현대모비스> |
