파워스티어링(power steering)은 자동차의 스티어링휠 조작에 편의를 더하기 위해 설계된 조향장치이다.
파워스티어링 시스템의 채용 역사는 극히 오래되었다. 파워스티어링이 없는 차종은 저속이나 정차 시에는 스티어링의 조작이 무겁고 원활하지 못한 반면에 고속주행을 할 경우 스티어링이 가벼워져 사소한 스티어링휠 조작만으로도 자동차가 크게 움직이는 문제점이 있다. 기본적으로는 구동 벨트와 맞물려 있는 펌프에 의해 유압으로 작동되지만 최근에는 전동식 파워스티어링 시스템(Electronic Power Steering, EPS) 방식이 도입되어 유압 펌프 대신에 컨트롤 모터가 작용하여 그 역할을 하고 있다. 파워스티어링은 배력 장치로 운전자가 조작하는 힘을 몇 배로 증가시키는 장치로서 자동차에서 파워스티어링과 브레이크이다. 핸들봉은 엔진에 벨트로 연결되어 있는 파워펌프에서 발생시키는 유압을 동력으로 사용하고 있으며, 브레이크는 엔진에서 발생되는 흡입 진공을 동력으로 사용한다. 작동원리는 일단 운전자가 핸들을 돌리면, 스티어링 기어박스 내부의 배장치의 유압밸브가 열리게 되고 여기에서 나온 유압이 스티어링 기어 박스를 움직이게 되며 운전자가 돌린만큼 스티어링 기어 박스가 돌아가면 배력장치의 유압밸브가 닫히는 형식으로 움직인다. 이전에는 대형 승용차, 대형 트럭, 버스 등에만 있었으나 1960년대 전륜하중이 큰 전륜구동 자동차가 보급되면서부터는 중형 대중차에도 장치하였다. 핸들봉에는 일반 핸들봉과, 자동차의 속도를 감지해서 저속일 때는 많은 유압을 넣어서 핸들을 가볍게 하여주고, 고속일 때는 유압을 적당히 제어하여 핸들을 무겁게 하여주는 속도감응식 두 가지 종류가 있으며 작동 방식에 따라 유압식, 전동-유압식, 전동식 3가지가 있으며 각각 장단점이 있다.
- 유압식 파워스티어링 시스템(Hydraulic Power Steering, HPS)
운전자가 스티어링을 돌릴 때 파워펌프가 엔진 힘으로 유압을 발생시켜 운전대를 가볍게 하는 것으로 조향감이 우수한 장점이 있다. 하지만 유압으로 작동하는 방식이기 때문에 정기적인 오일 관리 및 누유 관리가 필요하며 엔진에 벨트를 걸어 유압을 발생시키기 때문에 엔진 출력이 저하되는 단점이 있다.
- 전동-유압식 파워스티어링(Electric Hydraulic Power Steering, EHPS)
유압으로 조향을 보조하면서 유압을 엔진 힘으로 만드는 것이 아닌 모터를 달아 발생시키는 방식이다. 유압식의 우수한 조향감을 유지하면서 엔진에 벨트를 걸지 않기 때문에 유압식에 비해 연비 역시 개선된다. 하지만 추가된 모터로 인해 가격이 올라가고 구조가 복잡해진다는 단점이 있다.
- 전동식 파워스티어링 시스템(Electric Power Steering, EPS)
유압식에 비해 구조가 간단하고 파워스티어링 오일펌프, 호스, 오일탱크, 필터 등 유압 구성부품 및 배선 시스템이 필요 없으며 그로 인해 무게가 가볍고 장착 공간이 절약된다. 또한 엔진 출력을 저하시키지 않으며 오일이 전혀 들어가지 않으니 관리에 있어서도 편리하며 친환경적이라는 장점 및 소음이 감소되는 장점이 있다. 특히, 전기기계식 파워스티어링은 실제로 스티어링 작동력이 보조될 때에만 에너지가 소비되며 이러한 입력 반응 기능은 연료 소비량 감소로 이어진다. 100km 주행 시를 기준으로 연료 절감 효과는 최대 0.2L 정도이며 유압식에 비해 노면의 정보를 운전자에게 제대로 전달하지 못하기 때문에 반응속도가 느리고 직관성이 떨어지는 단점이 있다. 또한 핸들 잠김이라는 표현을 많이 쓰는데 시스템 고장 시 조향이 거의 불가능해지는 문제가 발생해 사고의 원인이 될 수 있다.[1][2][3]
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
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