휠 허브 장치에 대해 알아야 할 모든 것

휠 허브 장치란 무엇이며 어떤 역할을 합니까?

허브 베어링 어셈블리 또는 휠 베어링 허브라고도 하는 휠 허브 장치는 차량의 휠을 서스펜션에 연결하고 차량의 전체 중량을 지탱하면서 휠이 자유롭게 회전할 수 있도록 하는 자급식 구성 요소입니다. 이는 각 휠의 중앙에 위치하며 휠, 브레이크 로터 및 액슬이 모두 만나는 정확한 지점 역할을 합니다. 운전할 때마다 휠 허브 유닛이 백그라운드에서 조용히 작동해 부드러운 회전과 정확한 조향, 안정적인 핸들링이 가능하다.

현대 휠 허브 유닛 휠 베어링, 허브 플랜지 및 대부분의 최신 모델 차량에서 ABS 속도 센서를 단일 밀봉 장치로 결합한 통합 어셈블리입니다. 이는 베어링, 허브, 레이스가 정밀한 현장 조정이 필요한 별도의 구성요소였던 기존 설계에 비해 크게 개선된 것입니다. 통합 허브 어셈블리는 일체형으로 제거 및 교체되도록 설계되어 있어 서비스가 간편하고 대부분의 경우 특수 베어링 프레스 도구가 필요하지 않습니다.

휠 허브 어셈블리가 구성되는 방법

휠 허브 장치의 내부 구조를 이해하면 결국 마모되는 이유와 마모될 때 주의해야 할 증상을 설명하는 데 도움이 됩니다. 모든 허브 어셈블리의 핵심은 두 줄로 배열된 정밀 볼 베어링 또는 테이퍼 롤러 베어링 세트입니다. 이러한 롤링 요소는 내부 레이스(스핀들 또는 액슬에 부착됨)와 외부 레이스(허브 본체에 압착됨) 사이에 위치하며 균등한 간격을 유지하는 케이지로 분리되어 있습니다.

전체 베어링 어셈블리는 고온 그리스로 포장되어 있으며 양쪽이 고무 또는 금속 씰로 밀봉되어 있습니다. 이러한 씰은 매우 중요합니다. 그리스를 유지하고 도로 잔해, 물 및 브레이크 먼지를 차단합니다. 씰이 파손되면 오염 물질이 베어링에 유입되고 윤활유가 저하되며 마모가 빠르게 가속화됩니다. 외부 허브 플랜지는 휠 스터드가 눌려지는 볼트 원이며 휠 자체가 이 플랜지에 직접 볼트로 고정됩니다. 구동 액슬의 허브에는 대형 액슬 너트로 고정되는 CV 액슬 스터브 샤프트를 수용하는 중앙 보어도 있습니다.

세대별 휠허브 유닛 종류

휠 허브 기술은 세 가지 세대를 거쳐 발전해 왔습니다. 각 세대는 베어링이 차량에 통합되는 방식, 서비스 방식 및 포함된 기능의 변화를 나타냅니다.

지난 20년 동안 제작된 대부분의 승용차와 소형 트럭은 서비스에 가장 실용적인 2세대 허브 어셈블리를 사용합니다. 3세대 장치는 최신 플랫폼에서 점점 보편화되고 있으며 일반적으로 교체를 위해 딜러 수준의 도구가 필요합니다. 1세대 설정은 더 단순하고 서비스 가능한 디자인이 선호되는 구형 트럭과 리어 액슬에서 여전히 찾아볼 수 있습니다.

휠 허브 장치에 문제가 있다는 경고 신호

휠 허브 베어링 고장은 경고 없이 거의 발생하지 않습니다. 증상은 점차적으로 발생하는 경향이 있으며 시간이 지남에 따라 더욱 눈에 띄게 됩니다. 조기에 발견하면 너클, CV 축 또는 브레이크 부품에 대한 더 큰 비용의 손상을 방지할 수 있습니다. 보고 들을 수 있는 내용은 다음과 같습니다.

운전 중 갈리는 소음이나 윙윙거리는 소음

마모된 휠 허브 어셈블리의 가장 일반적인 증상은 차량 속도에 따라 증가하는 갈리는 소리, 으르렁거리는 소리 또는 윙윙거리는 소리입니다. 상당히 일정한 도로 소음과 달리 허브 베어링 소음은 체중을 회전시킬 때 피치나 볼륨이 바뀌는 경우가 많습니다. 왼쪽으로 돌릴 때 소음이 커지면 문제는 일반적으로 오른쪽에 있고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이는 코너링으로 인해 하중이 한 베어링에서 다른 베어링으로 ​​이동하고 하중이 증가하면 마모된 쪽이 더 잘 들리기 때문입니다.

휠 플레이 또는 느슨함

차량을 잭 스탠드에 안전하게 올린 후 12시와 6시 위치의 휠을 잡고 앞뒤로 흔들어 보십시오. 휠 베어링에 약간의 유격이 있는 것은 일부 구형 설계에서는 정상적인 현상이지만, 현대식 밀봉 허브 어셈블리에서 눈에 띄게 느슨해지는 것은 베어링이 허용 오차를 초과하여 마모되었다는 분명한 신호입니다. 또한 9시와 3시 위치도 확인하세요. 이 방향으로 움직이면 허브 베어링이나 타이 로드 엔드가 마모되었음을 나타낼 수 있으므로 둘을 구별하는 것이 중요합니다.

ABS 경고등 또는 견인력 제어 결함

휠 속도 센서는 대부분의 최신 허브 장치에 내장되어 있으므로 베어링 결함으로 인해 센서 신호가 손상되거나 중단될 수 있습니다. 이로 인해 ABS 경고등이 작동하고 경우에 따라 안정성 제어 및 트랙션 제어 시스템도 비활성화됩니다. 이러한 표시등이 보이고 명백한 배선 결함을 발견하지 못한 경우 내부 인코더 링이 손상된 마모된 허브 어셈블리일 가능성이 높습니다.

고르지 못한 타이어 마모

휠 베어링의 과도한 유격은 휠이 움직일 때 캠버 각도를 동적으로 변경하여 타이어가 도로에 고르지 않게 접촉하게 만듭니다. 시간이 지남에 따라 이는 비정상적인 마모 패턴으로 나타납니다. 일반적으로 트레드의 내부 또는 외부 가장자리가 더 많이 마모됩니다. 정렬 상태를 확인한 후에도 여전히 비정상적인 타이어 마모가 나타나면 서스펜션 형상 문제를 가정하기 전에 허브 어셈블리의 작동 여부를 검사하십시오.

휠 허브 장치는 얼마나 오래 지속됩니까?

휠 허브 베어링이 고장나는 고정된 마일리지는 없지만 잘 관리된 차량의 대부분의 고품질 장치는 정상적인 주행 조건에서 100,000~150,000마일 사이에서 지속됩니다. 여러 요인으로 인해 수명이 크게 단축될 수 있습니다.

• 충격 손상: 빠른 속도로 움푹 들어간 곳이나 연석에 부딪히면 베어링 레이스가 갈라지거나 씰이 즉시 손상될 수 있으며, 이로 인해 상대적으로 새로운 장치에서도 급속한 오염과 마모가 가속화될 수 있습니다.
• 물 노출: 깊은 물, 침수된 도로 또는 오프로드 조건을 통해 자주 주행하는 차량은 씰 고장 및 조기 베어링 마모를 경험할 가능성이 더 높습니다.
• 부적절한 설치: 설치 중에 지나치게 조이거나 토크가 부족하거나 나사산이 교차된 허브 베어링은 사양에 따라 설치된 것보다 훨씬 빨리 고장납니다.
• 과부하: 차량의 정격 용량을 초과하는 하중을 지속적으로 운반하거나 견인하면 허브 어셈블리에 추가적인 스트레스가 가해지고 서비스 수명이 단축됩니다.
• 정렬 불량: 잘못된 휠 정렬, 특히 과도한 네거티브 캠버는 지속적으로 처리하도록 설계되지 않은 베어링에 고르지 않은 하중을 가합니다.

휠 허브 어셈블리 교체: 작업 내용

2세대 볼트 연결식 허브 어셈블리가 장착된 차량에서는 기본 도구 세트를 갖춘 유능한 가정 정비사가 교체할 수 있습니다. 일반적인 과정에는 휠 제거, 브레이크 캘리퍼 및 로터 볼트 풀기, ABS 센서 배선 하니스 분리, 액슬 너트 제거(구동 액슬에 있는 경우), 스티어링 너클에서 허브 어셈블리 볼트 풀기가 포함됩니다. 새 장치는 역순으로 설치되며, 액슬 너트는 제조업체 사양에 따라 토크를 조절해야 합니다. 일반적으로 차량에 따라 150~250ft-lbs 사이입니다.

많은 사람들이 건너뛰는 교체 중에 수행할 가치가 있는 몇 가지 작업이 있습니다. 먼저, 스티어링 너클의 장착 표면에 부식이나 손상이 있는지 검사하십시오. 움푹 패이거나 고르지 않은 표면은 새 베어링이 장착되는 방식에 영향을 미치고 조기 고장을 일으킬 수 있습니다. 설치하기 전에 와이어 브러시로 깨끗이 청소하십시오. 둘째, 지정된 경우 항상 새 하드웨어를 사용하십시오. 특히 액슬 너트는 많은 차량에서 토크를 항복시키는 패스너이므로 재사용해서는 안 됩니다. 셋째, 허브가 꺼져 있는 동안 CV 액슬 스플라인의 마모 또는 손상 여부를 확인하십시오. 새 허브를 설치한 후보다 지금 해결하기가 훨씬 쉽습니다.

차량에 적합한 휠 허브 장치를 선택하는 방법

다양한 가격대와 품질 수준으로 제공되는 다양한 허브 베어링 어셈블리를 통해 실제로 무엇을 구매하는지 아는 것이 중요합니다. 교체품을 선택할 때 고려해야 할 주요 사항은 다음과 같습니다.

OEM 대 애프터마켓 허브 어셈블리

OEM(Original Equipment Manufacturer) 허브 장치는 공장에서 차량에 장착된 부품과 동일한 사양으로 제작됩니다. 핏, 마감, 예상 서비스 수명 측면에서 가장 안전한 선택이지만 일반적으로 애프터마켓 대안보다 훨씬 더 많은 비용이 듭니다. Timken, SKF, Moog 및 FAG와 같은 고품질 애프터마켓 브랜드는 OEM 표준을 충족하거나 초과하며 전문 기술자의 폭넓은 신뢰를 받는 허브 어셈블리를 제조합니다. 특히 허브 베어링과 같이 안전에 중요한 구성 요소의 경우 가장 저렴한 무명 옵션을 피하십시오. 비용 절감이 조기 실패의 위험을 감수할 만큼 가치가 있는 경우는 거의 없습니다.

ABS 센서 호환성 확인

차량에 ABS가 있고 1990년대 중반 이후에 제작된 거의 모든 자동차에 ABS가 있는 경우 차량 설계에 따라 교체 허브 장치에 올바른 통합 센서가 포함되어 있는지 또는 기존 외부 센서와 호환되는지 확인하십시오. 엔코더 링의 톱니 수, 센서 유형(수동 대 능동) 및 커넥터 유형이 모두 애플리케이션과 일치해야 합니다. 잘못된 인코더 링이 있거나 호환되지 않는 센서가 있는 허브를 장착하면 베어링 자체가 완벽하게 작동하더라도 ABS가 작동하지 않게 됩니다.

볼트 패턴과 스터드 개수 일치

교체 허브 어셈블리를 주문할 때 항상 휠 볼트 패턴(PCD), 휠 스터드 수 및 허브 보어 직경을 확인하십시오. 이 사양은 차량마다 다르며 서로 바꿔 사용할 수 없습니다. 평판이 좋은 대부분의 부품 공급업체에서는 연도, 제조업체, 모델 및 트림 수준별로 검색하여 결과를 올바른 장착으로 필터링할 수 있지만, 특히 차축 교환이나 애프터마켓 개조가 있을 수 있는 트럭이나 차량의 경우 항상 차량의 원래 사양과 부품 번호를 상호 참조하는 것이 좋습니다.

허브 장치를 쌍으로 교체해야 합니까?

이것은 휠 베어링 서비스에서 가장 자주 논의되는 질문 중 하나입니다. 대부분의 제조업체의 일반적인 지침은 양쪽에 증상이 나타나지 않는 한 허브 어셈블리를 쌍으로 교체할 필요가 없다는 것입니다. 액슬 양쪽의 마찰재가 동일한 속도로 마모되는 브레이크 패드와 달리 휠 베어링은 포트홀 충격이나 국부적인 씰 파손과 같은 개별 요인의 영향을 받지만 반드시 반대쪽에는 적용되지 않습니다.

즉, 축에 있는 두 장치의 주행 거리가 비슷하고 하나가 고장난 경우 다른 하나를 주의 깊게 검사하는 것이 합리적입니다. 반대쪽 베어링이 눈에 띄게 작동하거나 자체적으로 소음이 나는 경우 두 베어링을 동시에 교체하면 짧은 연속으로 두 번 작업을 수행하는 인건비가 절약됩니다. 주행거리가 많은 오래된 차량의 경우, 두 번째 측면이 아직 기술적으로 실패하지 않은 경우에도 쌍으로 교체하는 것이 더 실용적인 선택인 경우가 많습니다.

차량 안전 시스템에서 휠 허브 장치의 역할

휠 허브 베어링을 단순한 마모 품목으로 생각하기 쉽지만 현대 차량의 광범위한 안전 아키텍처에서 그 역할은 중요합니다. 허브 어셈블리에 통합된 센서에 의해 생성된 휠 속도 데이터는 ABS 컨트롤러에 직접 입력되며, ABS 컨트롤러는 이를 사용하여 급정차 시 브레이크 압력을 조절하고 휠 잠김을 방지합니다. 동일한 신호가 개별 휠 속도 차이를 사용하여 오버스티어 또는 언더스티어를 감지하고 교정 제동을 적용하는 전자 안정성 제어 시스템에 공급됩니다. 견인력 제어, 언덕 출발 지원 및 최신 차량의 반자율 주행 기능은 모두 각 코너의 정확한 실시간 휠 속도 데이터에 의존합니다.

손상된 속도 센서 데이터를 생성하는 실패한 허브 장치는 단지 경고등을 촉발하는 것이 아니라 이러한 시스템이 가장 필요한 순간에 잘못 반응하거나 완전히 비활성화되도록 할 수 있습니다. 이는 심각한 문제가 발생할 때까지 알려진 불량 베어링으로 ​​운전하는 것보다 휠 허브 베어링 문제를 즉시 해결하기 위한 가장 강력한 주장 중 하나입니다.