전면 허브 어셈블리 설명: 기능, 교체 시기 및 올바르게 수행하는 방법

전면 허브 어셈블리란 무엇이며 실제로 어떤 역할을 합니까?

전면 허브 어셈블리 -라고도 함 앞바퀴 허브 어셈블리 또는 전면 허브 베어링 어셈블리 - 차량의 앞바퀴를 스티어링 너클 및 서스펜션 시스템에 연결하는 구성 요소입니다. 허브 어셈블리의 핵심은 휠이 자유롭게 회전할 수 있도록 하는 동시에 차량 전면의 전체 중량을 지지하고 제동력을 전달하며, 전륜 구동 차량과 사륜 구동 차량의 경우 엔진 토크를 노면으로 전달하는 정밀하게 설계된 장치입니다.

최신 전면 허브 어셈블리는 일반적으로 개별적으로 서비스되던 여러 구성 요소를 통합하는 사전 조립된 단일 장치로 판매 및 설치됩니다. 어셈블리에는 일반적으로 허브 플랜지(휠 볼트를 장착하는 장착 표면), 휠 베어링(일반적으로 복렬 앵귤러 콘택트 볼 베어링 또는 테이퍼 롤러 베어링), 베어링 레이스, 그리스 유입 및 오염 물질 차단을 위한 씰, 그리고 대부분의 최신 모델 차량에서는 휠 속도 센서와 함께 작동하여 잠김 방지 제동 및 트랙션 제어 데이터를 차량 ECU에 제공하는 ABS 톤 링이 포함됩니다. 일부 어셈블리에는 휠 속도 센서 자체가 통합되어 장치가 완전히 통합된 모듈이 됩니다.

이 통합 설계는 기술자가 허브를 분해하고, 레이스를 청소 및 검사하고, 베어링에 그리스를 다시 채우고, 예압을 수동으로 설정해야 했던 기존의 서비스 가능한 베어링 설계에 비해 크게 개선되었습니다. 이 프로세스를 올바르게 수행하려면 기술과 경험이 필요했습니다. 현대식 프론트 액슬 허브 어셈블리는 밀봉되고 사전 윤활 처리된 사전 설정 장치로, 조정이 필요하지 않으며 짧은 시간 내에 설치됩니다. 단점은 실패할 경우 베어링만 교체하는 것이 아니라 전체 어셈블리를 교체한다는 것입니다. 그러나 시간과 노동력이 절약되므로 일반적으로 이를 가치 있는 거래로 만듭니다.

전면 허브 어셈블리에 문제가 있음을 나타내는 경고 신호

앞바퀴 허브 조립 실패는 경고 없이 거의 발생하지 않습니다. 증상은 일반적으로 처음에는 점진적입니다(도로 소음이나 타이어 소음으로 무시하기 쉽습니다). 그러나 무시하면 점진적으로 악화되고 결국 위험해집니다. 고장난 허브 어셈블리를 다른 일반적인 자동차 문제와 구별하는 방법을 아는 것은 문제가 도로에서 위험에 빠지기 전에 문제를 파악하는 첫 번째 단계입니다.

갈리는 소리, 윙윙거리는 소리, 덜거덕거리는 소음

마모된 전면 허브 베어링 어셈블리의 가장 전형적이고 일반적인 증상은 차량 속도에 따라 특성이 변하는 갈리는 소음, 윙윙거리는 소음 또는 덜거덕거리는 소음입니다. 피치가 상대적으로 일정한 타이어 소음과 달리 허브 베어링 소음은 일반적으로 속도가 증가함에 따라 강도가 증가하고 체중을 좌우로 이동할 때(예: 완만한 차선 변경 중) 피치나 볼륨이 변경될 수 있습니다. 좌회전할 때 소음이 커지고 우회전할 때 소음이 낮아지면(또는 그 반대로) 해당 방향 변화는 특정 측면을 나타냅니다. 좌회전 중에 증가하는 소음은 고장난 우측 전면 허브를 가리킵니다. 우회전 시 심해지는 소음은 좌측 전방을 가리킨다. 이는 회전이 측면 하중을 반대쪽 베어링으로 ​​이동시키기 때문에 발생합니다.

스티어링 휠 진동 또는 느슨함

앞바퀴 베어링 허브 어셈블리가 마모됨에 따라 내부 베어링 간극이 증가합니다. 이러한 과도한 유격은 특히 고속도로 속도에서 스티어링 휠을 통해 느껴지는 진동으로 해석될 수 있습니다. 더 발전된 경우에는 모호하거나 방황하는 조향 느낌으로 느슨함이 눈에 띄게 됩니다. 즉, 조향 휠이 부정확하게 느껴지거나 직선을 유지하기 위해 지속적으로 작은 수정이 필요합니다. 이 증상은 휠 밸런스나 정렬 문제로 오해되는 경우가 많지만, 밸런스와 정렬 점검이 정상으로 돌아오면 허브 어셈블리를 다음 의심 대상으로 삼아야 합니다.

ABS 경고등 또는 트랙션 제어 결함

ABS 톤 링은 대부분의 최신 전면 허브 어셈블리에 통합되어 있으므로 베어링 마모로 인해 톤 링이 흔들리거나 톤 링과 속도 센서 사이의 간격이 일관되지 않게 될 수 있습니다. 이로 인해 휠 속도 신호가 불규칙하거나 누락되어 차량의 ECU가 이를 휠 속도 센서 결함으로 해석하여 ABS 경고등이 켜지고 견인력 제어 및 안정성 제어 시스템이 비활성화될 수 있습니다. ABS 표시등이 휠 영역의 소음과 결합된 경우 휠 속도 센서를 교체하기 전에 오류 코드를 검색하십시오. 실제 원인은 허브 어셈블리 자체인 경우가 많습니다.

고르지 못한 타이어 마모

마모된 앞차축 허브 어셈블리의 과도한 유격으로 인해 휠이 차량 중심선에 대해 매우 약간의 각도로 움직일 수 있습니다. 이는 시각적으로 명확할 만큼 충분하지는 않지만 시간이 지남에 따라 비정상적인 타이어 마모 패턴을 생성하기에 충분합니다. 정렬 보고서에서 완전히 설명되지 않는 앞 타이어의 컵핑, 부채꼴 모양 또는 한쪽 마모가 보이는 경우 진단의 일부로 허브 어셈블리의 유격을 검사하십시오.

수동 점검 중 휠 움직임

잭 스탠드에 차량을 안전하게 들어 올린 상태에서 12시와 6시 위치의 타이어를 잡고 흔들어 보십시오. 감지 가능한 플레이 또는 땡땡이 소리는 허브 베어링 간격이 마모되었음을 나타냅니다. 그런 다음 3시와 9시 위치에서 타이어를 잡고 반복하십시오. 여기서 움직임은 허브 마모 외에 타이로드 또는 볼 조인트 문제를 나타낼 수 있습니다. 건강한 전면 허브 어셈블리는 이 방법으로 검사할 때 어느 방향에서나 감지 가능한 유격이 본질적으로 0이어야 합니다.

전면 허브 어셈블리가 마모되는 원인은 무엇입니까?

앞바퀴 허브 어셈블리의 품질을 저하시키는 요인을 이해하면 서비스 수명을 연장하고 조기 교체를 방지하는 데 도움이 됩니다. 일반적인 마일리지 관련 악화 이상으로 마모를 가속화하는 몇 가지 요인은 다음과 같습니다.

• 구덩이 및 연석 영향: 깊은 구멍에 부딪히거나 연석이 잘리는 등 한 번의 강한 충격으로 인해 허브 어셈블리 내부의 정밀 베어링 레이스가 손상될 수 있으며, 이로 인해 마모가 가속화되는 미세 균열이나 브리넬링(레이스 표면의 작은 움푹 들어간 부분)이 발생할 수 있습니다. 거칠거나 관리가 제대로 되지 않은 도로에서 자주 주행하는 차량은 매끄러운 표면에서 주행하는 차량보다 허브 조립 수명이 거의 항상 짧습니다.
• 물 및 오염 물질 유입: 전면 허브 베어링 어셈블리의 씰은 베어링 그리스를 유지하고 물, 도로 염분 및 모래를 제거하도록 설계되었습니다. 그러나 휠 베어링 영역을 직접 겨냥한 고압 세차, 깊은 물 속에서의 장시간 운전 또는 단순히 시간이 지남에 따른 씰 성능 저하로 인해 오염 물질이 유입될 수 있습니다. 물은 그리스를 대체하고 베어링 내부를 부식시킵니다. 도로 염분은 이를 극적으로 가속화합니다. 이것이 바로 염분이 있는 겨울 도로가 있는 북부 지역 차량의 허브 어셈블리가 건조한 기후의 도로보다 일관되게 더 일찍 고장나는 이유입니다.
• 잘못된 휠 토크: 휠 러그 너트를 과도하게 조이면(특히 토크 스틱이나 토크 렌치 없이 임팩트 렌치를 사용할 때 흔히 발생) 허브 베어링에 과도한 예압이 유입되어 허브 베어링이 더 뜨거워지고 더 빨리 마모됩니다. 너무 적게 조이면 휠이 허브에서 약간 움직이게 되어 장착면에 마모 부식이 발생하고 베어링에 추가적인 주기적인 하중이 가해집니다.
• 설치 중 허브 너트 토크가 잘못되었습니다. 앞바퀴굴림 차량의 경우 앞차축 허브 어셈블리는 매우 특정한 사양(차량에 따라 일반적으로 130~250ft-lbs)에 따라 토크를 조여야 하는 대형 차축 너트에 의해 부분적으로 유지됩니다. 이 너트에 토크를 너무 적게 또는 너무 많이 가하면 베어링 예압에 영향을 미치고 베어링 수명이 크게 단축됩니다.
• 잘못된 타이어 크기의 확장된 사용: 지정된 것보다 훨씬 더 넓거나 오프셋이 매우 다른 타이어를 주행하면 측면 베어링 부하가 증가하고 전면 허브 어셈블리의 설계 수명을 초과하여 마모가 가속화될 수 있습니다.

전면 허브 어셈블리는 얼마나 오래 지속되어야 합니까?

일반 승용차의 고품질 OEM 또는 프리미엄 애프터마켓 전륜 허브 어셈블리는 일반적으로 정상 작동 조건에서 85,000~150,000마일(약 135,000~240,000km) 동안 지속됩니다. 그러나 이 범위는 차량 유형, 운전 환경 및 사용된 교체 부품의 품질에 따라 상당한 차이가 있습니다. 더 많은 중량을 운반하고 더 다양한 지형을 자주 볼 수 있는 SUV 및 트럭은 80,000~100,000마일 지점에 가까워질수록 허브 어셈블리가 마모되는 것을 볼 수 있습니다. 더 넓은 타이어와 더 공격적인 코너링 부하를 갖춘 고성능 차량의 경우에도 수명이 단축될 수 있습니다. 저가형 애프터마켓에서 흔히 볼 수 있는 예산 또는 저품질 교체 어셈블리는 30,000~50,000마일 내에서 자주 실패하므로 이 부품 카테고리에서는 가격 기반 구매 결정이 잘못된 경제가 됩니다.

OEM 대 애프터마켓 전면 허브 어셈블리: 올바른 교체품을 선택하는 방법

전면 허브 교체 조립 시장은 자동차 제조업체에서 공급하는 순정 OEM 부품부터 다양한 가격대의 광범위한 애프터마켓 제품에 이르기까지 다양한 옵션을 갖추고 있어 엄청납니다. 올바르게 선택하려면 비교 대상을 이해해야 합니다.

대부분의 운전자에게는 평판이 좋은 OE 공급업체 브랜드에서 프론트 액슬 허브 어셈블리를 구입하는 것이 가장 좋습니다. 즉, 상당히 저렴한 가격으로 OEM 사양과 일치하거나 그에 근접한 품질을 얻을 수 있기 때문입니다. SKF, Timken, Moog, FAG(Schaeffler), NSK 및 Raybestos와 같은 브랜드는 이 분야에서 오랜 실적을 보유하고 있으며 전문 정비사들의 폭넓은 신뢰를 받고 있습니다. 구매 시 주요 확인 사항은 차량에 필요한 경우 교체품에 ABS 톤 링이 포함되어 있는지, 볼트 패턴, 스플라인 수(구동 허브의 경우) 및 플랜지 직경이 차량 사양과 정확히 일치하는지 확인하는 것입니다.

전면 허브 어셈블리 교체의 단계별 개요

앞바퀴 허브 어셈블리 교체는 적절한 도구를 갖춘 유능한 가정 기술자의 능력 범위 내에서 초보자가 편안하게 사용할 수 있는 수준을 넘어서는 적당한 수준의 DIY 작업입니다. 다음은 프로세스에 대한 현실적인 개요이므로 직접 수행하든 매장에서 작업을 감독하든 관련 내용을 알 수 있습니다.

필요한 도구 및 장비

• 플로어 잭 및 고품질 잭 스탠드 한 쌍(플로어 잭으로만 지지되는 차량에서는 절대 작동하지 않음)
• 차단기 바 또는 임팩트 렌치
• 액슬 너트용 대형 소켓(일반적으로 30~36mm, 차량별로 다름)
• 미터법 소켓 세트 및 콤비네이션 렌치
• 토크 렌치(필수 - 건너뛰지 마세요)
• 해머 및 펀치 또는 허브 풀러(기존 허브가 너클에 고정된 경우)
• 와이어 브러시 및 침투성 오일(장착면의 녹 제거용)
• 새 코터 핀 또는 액슬 너트(많은 액슬 너트는 일회용입니다. 서비스 설명서를 확인하세요)

교체 프로세스

차량이 아직 지면에 있는 동안 러그 너트와 액슬 너트를 푸는 것부터 시작하십시오. 차량의 무게로 인해 허브가 회전하지 못하게 되며 이를 풀어야 합니다. 특히 액슬 너트를 풀려면 상당한 토크가 필요하며 임팩트 렌치를 사용하여 처리하는 것이 가장 좋습니다. 차량이 안전하게 들어 올려 잭 스탠드에 지지되면 휠을 완전히 제거하십시오.

휠을 분리한 상태에서 브레이크 시스템을 충분히 느슨하게 하여 문제를 해결해야 합니다. 대부분의 차량에서 이는 브레이크 캘리퍼를 제거하고(브레이크 호스에 걸지 않고 후크나 와이어로 지지) 브레이크 로터를 밀어내고, 경우에 따라 허브 제거 중에 긴장될 수 있는 방식으로 배선된 ABS 휠 속도 센서 하니스를 분리하는 것을 의미합니다. 연결을 끊기 전에 라우팅 및 연결 사진을 찍으십시오.

전면 허브 베어링 어셈블리는 일반적으로 3개 또는 4개의 볼트를 사용하여 뒤에서 스티어링 너클에 볼트로 고정됩니다. 전륜 구동 차량의 경우 CV 액슬 샤프트가 허브 중앙을 통과하므로 허브의 스플라인 보어를 액슬에서 분리하려면 액슬 샤프트를 안쪽으로 약간 밀어야 합니다. 허브 볼트를 제거하고 기존 허브 어셈블리를 너클에서 조심스럽게 제거합니다. 특히 오래된 차량의 경우 녹으로 인해 허브가 너클에 눌리는 경우가 많습니다. 이때 침투하는 오일과 인내심(때로는 허브 풀러)이 필요합니다.

새 전면 허브 어셈블리를 설치하기 전에 와이어 브러시로 너클의 결합 표면을 철저히 청소하여 녹과 부스러기를 제거하십시오. 장착면에 녹 스케일이 남아 있으면 허브가 편평하게 안착되지 못하고 브레이크 페달 맥동과 불균일한 로터 마모를 유발하는 런아웃이 발생합니다. 나중에 쉽게 제거할 수 있도록 너클 보어에 고착 방지제를 얇게 바르고, 새 허브 어셈블리를 배치하고 볼트를 조이기 전에 손으로 모든 볼트를 시작하십시오. 허브 볼트를 별 패턴의 사양에 맞게 토크하고, 브레이크 구성 요소를 재조립하고, 토크 렌치를 사용하여 액슬 너트를 제조업체 사양에 맞게 토크하십시오. 이는 추정 단계가 아닙니다. 휠을 다시 설치하고 차량을 내린 다음 러그 너트를 사양에 맞게 토크로 조입니다.

교체 후: 확인할 사항

• OBD-II 스캐너로 ABS 또는 트랙션 컨트롤 오류 코드를 지우고 짧은 테스트 주행 후에도 반환되지 않는지 확인하세요.
• 다양한 속도로 운전하면서 휠 영역에 남아 있거나 새로운 소음이 있는지 들어보세요.
• 처음 몇 번의 열 사이클 후에 휠 장착 표면이 약간 안정될 수 있으므로 50~100마일 후에 러그 너트에 다시 토크를 가하십시오.
• 휠 얼라인먼트 점검 예약 - 허브 교체 중 프론트 서스펜션을 방해하면 얼라인먼트 각도가 약간 변경될 수 있으며 사양을 벗어난 얼라인먼트로 운전하면 타이어 마모가 가속화됩니다.

두 전면 허브 어셈블리를 동시에 교체해야 합니까?

이는 앞바퀴 베어링 허브 어셈블리 교체와 관련하여 가장 일반적인 질문 중 하나이며 대답은 상황에 따라 다릅니다. 균일한 제동력을 유지하기 위해 양쪽을 한 번에 교체하는 것이 강력히 권장되는 브레이크 패드와 달리 허브 어셈블리에는 동일한 엄격한 규칙이 없습니다. 한쪽에만 증상이 나타나면 다른 쪽을 자동으로 교체할 필요는 없습니다. 그러나 두 가지를 모두 수행하는 것이 적합한 상황이 있습니다.

• 두 어셈블리의 주행 거리와 작동 이력이 비슷한 경우 한 번의 실패로 인해 다른 어셈블리도 크게 뒤쳐지지 않는 경우가 많습니다. 인건비가 작업의 상당 부분을 차지하는 경우(종종 그렇습니다), 두 가지를 동시에 수행하면 짧은 간격 내에 동일한 인건비를 두 번 지불하는 것을 피할 수 있습니다.
• 도로 염분에 노출된 혹독한 겨울 동안 차량을 주행한 경우 두 허브 모두 유사한 부식 조건을 경험하여 동시에 마모될 가능성이 더 높습니다.
• 반대편에 초기 증상(아직 즉각적인 교체가 필요하지 않은 미묘한 소음이나 작동)이 있는 경우 노동력을 절약하면 일반적으로 두 가지를 모두 수행하는 것이 정당화됩니다.

반대쪽 허브가 유격이나 소음 없이 완전히 깨끗하게 테스트되고 차량의 주행 거리가 상대적으로 낮다면 고장이 나지 않는 부품을 교체할 설득력 있는 이유가 없습니다. 포괄적인 정책이 아닌 진단 결과를 사용하여 전화를 겁니다.

전면 허브 어셈블리 토크 사양: 올바른 정보를 얻는 것이 중요한 이유

전면 허브 어셈블리 설치에 대한 토크 사양은 제안 사항이 아닙니다. 이는 베어링 예압, 구성품 수명 및 주행 안전에 직접적인 영향을 미치는 엔지니어링 요구 사항입니다. 다음은 일반적인 범위와 함께 설치 중에 올바르게 설정해야 하는 주요 토크 값입니다(항상 서비스 매뉴얼이나 제조업체 데이터에서 차량별 값을 확인하십시오).

액슬 너트나 허브 볼트에 최종 토크를 가하기 위해 임팩트 렌치를 사용하지 마십시오. 보정된 토크 렌치를 사용하십시오. 특히 액슬 너트는 정확하게 토크를 가해야 합니다. 너무 느슨하고 베어링이 과도한 엔드플레이로 작동합니다. 너무 꽉 조이면 마모와 열 발생을 가속화하는 예압이 부과됩니다. 차량이 코터 핀이 있는 성 모양의 액슬 너트를 사용하는 경우 토크를 가한 후 항상 새 코터 핀을 설치하고 이전 코터 핀을 재사용하지 마십시오.

새 전면 허브 어셈블리를 최대한 오래 지속시키는 방법

고품질 앞바퀴 허브 조립과 적절한 설치에 투자한 후 몇 가지 습관과 관행을 따르면 새 구성품의 수명을 최대화하는 데 도움이 됩니다.

• 깊은 물 속에서 지속적인 운전을 피하십시오. 고인 물을 통과해야 하는 경우에는 천천히 운전하고, 이후에는 허브 부분을 직접 겨냥한 고압 세척을 피하십시오. 베어링을 예열하고 씰을 지나 작용했을 수 있는 습기를 제거할 시간을 주십시오.
• 타이어에 적절한 공기압과 균형을 유지하십시오. 타이어 공기압이 부족하면 코너링 중에 허브 베어링에 가해지는 측면 하중이 증가합니다. 불균형 타이어는 시간이 지남에 따라 베어링을 피로하게 만드는 주기적 진동 부하를 발생시킵니다. 두 가지 요인 모두 조기 마모를 초래합니다.
• 휠 정렬 유지: 정렬 불량(특히 과도한 토우 또는 캠버)으로 인해 베어링이 설계되지 않은 하중을 전달하게 됩니다. 최소한 매년 또는 서스펜션 부품을 교체할 때마다 정렬을 점검하십시오.
• 움푹 들어간 곳을 무시하지 마십시오: 항상 피할 수는 없지만 지속적으로 빠른 속도로 움푹 들어간 곳을 공격하는 것은 베어링 수명을 단축하는 가장 빠른 방법 중 하나입니다. 도로 위험에 대비해 속도를 줄이는 것은 타이어 보호뿐만 아니라 허브 보호이기도 합니다.
• 기타 정지 문제를 즉시 해결하십시오. 마모된 볼 조인트, 타이 로드 끝 또는 스트럿 마운트는 하중이 허브 어셈블리를 통해 전달되는 방식을 변경합니다. 예를 들어 볼 조인트가 마모되면 너클이 허브 베어링에 비정상적인 응력을 가하는 방식으로 움직일 수 있습니다. 전체 서스펜션 시스템을 양호한 상태로 유지하는 것이 그 안에 있는 개별 구성 요소를 보호하는 가장 좋은 방법입니다.