차량의 무게 중심은 차량을 기준으로 3개의 방향(전후/좌우/위아래) 각 각의 무게 밸런스를 기준으로 나오게 됩니다. 즉 무게 밸런스가 정확해야 정확한 무게 중심이 생기게 됩니다. X축은 좌우의 밸런스, Y축은 앞뒤의 밸런스 그리고 Z축은 상하 밸런스를 따지는 기준이 됩니다. 또한 이 기준은 차량의 운동 특성인 Rolling/Pitching/Yawing과도 상관 관계가 있습니다. 
  

위 그림에서 보이는 3가지 밸런스가 합쳐져 모이는 한 점이 차량의 무게 중심(CG)이 되는 것입니다. 차량의 무게 중심은 항상 고정되어 있지는 않고 상황에 따라서 이동을 하게 됩니다. 즉 정지시의 무게 중심과 운동 시의 무게 중심은 다르다는 점을 미리 알고 있어야 됩니다.
 
차량이 출발 또는 가속 시에는 무게 중심이 뒤로 이동을 하게 됩니다. 이로 인해서 Squat 현상이 발생되는데, 이러한 현상이 심해지면 윌리액션(Wheelie action)이 일어나게 됩니다. 반대로 차량이 감속 또는 정지를 할 경우 무게 중심이 앞으로 이동해서 노즈다이브(Nose-Dive)현상이 나타나는데, 운전을 해 보신 분들은 쉽게 이해가 될 것 입니다. 자전거나 오토바이의 경우 스쿼트와 마찬가지로 노즈다이브 또한 심한 경우 뒷바퀴가 들리는 현상이 나오기도 합니다.
 
차량이 회전 시에는 무게 중심이 회전 중심의 반대 반향으로 이동을 하게 됩니다. 무게 중심의 이동과 원심력으로 인해서 차량이 회전 시에는 바깥쪽으로 밀리는 현상이 자연스럽게 나오게 됩니다. 또한 상하 무게중심의 이동 또한 노면에 대한 차량의 반응 시 위아래로 생기게 됩니다.
 

 
결국 위에서 설명한 내용은 물리학에서 얘기하는 중력의 법칙의 한계를 전혀 벗어나지 않는 자연스러운 현상으로 받아들이면 됩니다.
 
무게 밸런스를 맞추려면 가장 필요한 것이 중량을 측정하는 계측기(저울)가 있어야 한다는 점입니다. 바퀴가 4개라고 4개의 저울이 필요하지는 않습니다. 물론 4개가 있으면 좋지만 1개의 저울로도 무게를 측정할 수 있습니다.

차량의 총 중량은 무게 중심을 기준으로 4개의 바퀴에 나뉘어서 각각의 지면을 누르고 있습니다. 이 점을 이용해서 각 각의 축 중량을 측정 후 합하면 차량 무게가 나오게 됩니다. 4축의 중량은 무게 밸런스를 맞추는데 좋은 자료가 됩니다. 운이 좋아서 축 중량이 동일하게 나오면 무게 중심이 정확히 가운데 점에 있겠지만 대부분 무게가 다르게 나오기 때문에 1차적으로 무게 추(납)를 이용해서 좌우의 밸런스를 맞춰주면 됩니다. 앞서 쇽에 대한 설명에서도 언급했지만 차량은 좌우의 밸런스가 중요하고 앞뒤의 밸런스는 세팅에 따라 틀리게 적용이 된다고 했듯이 무게 밸런스 또한 좌우의 밸런스가 우선 중요합니다. 앞뒤의 밸런스는 차량 세팅의 방향에 따라 자유롭게 바꿀 수가 있습니다.
 
무게 측정 시에 축 중량으로 측정하는 방법 이 외에 언더 샤시의 특정 부분을 이용해서 좌우/앞뒤의 밸런스를 맞춰도 크게 차이는 없습니다.
 
위에서는 차량의 XY축에 대한 밸런스에 대한 내용이고 Z축에 대한 내용은 빠졌습니다. 이 부분은 일반인들은 기술적인 한계로 측정이 불가능합니다. 물론 차량을 위 아래로 반 토막을 내면 측정이 가능하지만 그렇게 하실 분들은 안 실 것으로 예상됩니다. 대충 눈으로 확인하시는 편이 정신건강에 이로울 것 같습니다.
 
앞에서 측정한 XYZ축을 연결하면 차량의 무게 중심이 정확하게 나옵니다. 이 무게 중심은 앞으로 차량 세팅을 하는데 상당히 중요한 자료로 사용이 됩니다.
 
여기서 ‘저울이 없는 경우 어떻게 해야 됩니까?’ 라는 질문이 나올 수도 있습니다. "저울이 없으면 당신의 감각을 믿어라"라고 얘기를 해 주고 싶습니다. 차량의 구조와 기자재의 배치를 적절하게 이해를 하고 손재주가 있으신 분은 언더 샤시의 중심선을 무엇인가로 받치고 기울어지는 쪽을 확인하면 어느 쪽이 가볍고 무거운지는 확인이 가능합니다.
 
위에서 얘기한 축 중량은 각각의 바퀴의 접지력과도 밀접한 관계를 가지고 있습니다. 위에서 누르는 힘이 클수록 접지력은 올라갑니다. 간단한 테스트로 차량을 기본상태에서 옆으로 밀면 어느정도의 힘으로도 옆으로 밀립니다. 그리고 차량을 위에서 누른 상태에서 옆으로 밀면 앞의 실험에서 미는 힘보다 더 세게 밀어야 차량이 밀립니다. 이는 타이어의 접지력이 올라갔다는 것을 증명해주는 것 입니다. 즉 타이어의 접지력은 항상 동일한 것은 아니고 상황에 따라 수시로 바뀐다는 점을 이해하시면 됩니다.
 
우리가 알고 있는 것 중에 하나가 타이어의 접지력은 로워암이 지면과 수평일 경우(타이어가 지면과 90도의 각도로 만나는 경우) 접지력이 가장 높은 것으로 나옵니다. 그냥 단순하게 보면 타이어는 언제나 지면과 90도의 각도로 붙어있는 것처럼 보이는데 무게를 가하는 축을 기준으로 보면 항상 90도로 만나지는 않습니다. 간단한 예로 오프로드 버기 차량의 캐스터가 10도라고 했을 경우(이 부분은 나중에 얼라이먼트 설명 시 더 자세하게 설명을 하겠음) 로워암이 10도만큼 기울어지게 조립이 되어 있을 경우 타이어에 가해지는 무게 중심축은 10도만큼 뒤로 이동합니다. 즉 축이 이동된 만큼 가해지는 무게는 줄어들게 되고 이는 접지력의 차이로 나타나게 됩니다.
 
차량의 무게 중심과 밸런스 그리고 무게 중심의 이동은 차량의 스티어 특성을 결정짓는 중요한 요인입니다. 즉 4개의 바퀴에 걸리는 무게 변화에 따라 타이어의 그립의 변화는 차량의 운동 특성을 지속적으로 변화시켜주기 때문에 이러한 변화를 미리 예측하고 차량의 세팅과 주행 시에 참고를 하는 것은 다른 무엇보다도 중요하다고 할 수 있습니다.
 
앞으로 설명될 내용들은 이러한 내용을 바탕으로 설명이 될 것 입니다. 난이도가 높아진다고 결코 두려워하지 않아도 됩니다.  

 

 

[원작 : 제플린의 RC이야기]