글로벌오토뉴스

상단배너

  • 검색
  • 시승기검색
ä ۷ιλƮ  ͼ  ī 󱳼 ڵδ ʱ ڵ 躴 ͽ ǽ ȣٱ Ÿ̾ Auto Journal  Productive Product

혼다 서스펜션에 대한 이야기 (1)

페이지 정보

글 : 유일한(chepa@global-autonews.com)
승인 2018-09-12 01:04:58

본문

자동차를 일반인보다 조금 더 잘 알고 있다고 생각한다면, 엔진 다음으로 등장하는 것이 서스펜션이다. 서스펜션에 대해서는 운전자마다 느끼는 부분이 상당히 달라지기 때문에 누군가는 ‘독일차의 단단한 서스펜션이 좋다’라고 이야기하고 또 다른 사람은 ‘승차감을 중시하는 미국차의 서스펜션이 좋다’고 이야기한다. 이에 대해서는 자동차 제조사마다 서스펜션에 담는 느낌이 모두 다르기 때문에 어느 것이 정답이라고 이야기할 수는 없는 부분이기도 하다.

 

그렇다면 자동차의 서스펜션을 개발하는 사람들은 과연 어떤 이야기를 담고 있을까? 혼다에서 서스펜션을 담당하는 두 명의 연구원이 이에 대해 답을 주었다. 아마노 히데토시(天野 英俊)는 혼다 레전드의 서스펜션을 비롯해 다양한 선행 개발 모델의 서스펜션을 제작, 조율했다. 타네 카즈히로(種子田 和宏)는 F1 머신의 서스펜션을 담당한 후 시빅의 플랫폼을 제작, 개발한 경력이 있다. 두 연구원 모두 서스펜션의 설계와 연구에 일가견이 있다.

 

좋은 서스펜션의 조건

f1e4dc767ff9873c58725a53d953dba4_1536680

서스펜션에 대한 속설 중 많이 알려져 있는 것이 ‘스포츠카라면 더블 위시본 서스펜션’이라는 것이다. 토션 빔 방식의 서스펜션은 역동적인 주행에 적합하지 않다는 것인데, 이에 대해서는 2015년에 독일 뉘르부르크링 노르트슐라이페에서 전륜구동 자동차로 최속 랩타임을 기록했던 시빅 타입 R을 보면 알 수 있을 것이다. 시빅 역시 리어 서스펜션이 토션 빔 방식이기에 스포츠 주행에 적합하지 않다는 속설은 부정할 수 있다.

 

혼다에서 이야기하는 좋은 서스펜션의 조건은 두 가지로 ‘확실히 진동을 흡수할 것’과 ‘리어 서스펜션이 제대로 능력을 발휘할 수 있을 것’이다. 토션빔 또는 더블 위시본 같은 서스펜션의 형식은 그 뒤의 일로, 서스펜션이 제대로 맡은 일을 하는 것을 최우선 목표로 하고 있는 것이다. 2부에서 후술하겠지만 토션빔 서스펜션이 좋지 않다는 속설이 흘러나오게 된 것은 사실 서스펜션의 구조로 인한 것보다는 엔지니어의 세팅 능력에 영향을 받는 것이 더 크다.

 

f1e4dc767ff9873c58725a53d953dba4_1536680 

‘진동을 흡수한다’고 하면 스포츠카를 즐기는 사람들로써는 크게 흥미가 없는 이야기일지도 모른다. 그러나 역동적인 주행을 즐기는 사람이라고 해도 매일 서킷을 주행할 수 있는 것은 아니며, 일반도로를 자주 주행하게 된다. 평평하게 다듬어진 서킷과는 달리 일반도로는 갑자기 거친 노면을 만나기도 하며 대형 트럭의 잦은 주행으로 인해 변형되어 울퉁불퉁하게 파여 있기도 한다. 만약 진동을 흡수할 수 없다면, 타이어가 공중에 떠 버리고 역동적인 주행도 즐길 수 없을 것이다.

 

그런 점에서 서스펜션의 역할이 중요하며, 유수의 제조사들이 독일 뉘르부르크링에 테스트 센터를 세우는 이유도 여기에 있다. 뉘르부르크링의 도로 포장상태는 그리 좋은 편이 아니며, 고저차도 심하고 자동차가 점프하는 곳도 발생한다. 이 곳에서 주행할 때 타이어가 뜨지 않고 제대로 노면을 잡고 움직인다면 대부분의 도로에서 준수한 성능을 낸다는 것이다. 혼다 역시 시빅 타입 R을 개발할 때 뉘르부르크링에서 몇 번이고 주행을 반복했다.

 

진동을 흡수하는 서스펜션

f1e4dc767ff9873c58725a53d953dba4_1536681

진동이라고 하면 운전 시 신체로 전달되는 것이기 때문에 정확히 느낄 수 있지만, 그 개념에 대해서 정확히 설명하기는 약간 어려운 부분이 있다. 진동을 좀 더 간단하게 이야기하면 ‘주파수’와 ‘진폭’으로 나눌 수 있는데, 이 두 개가 합쳐져서 진동이 만들어지고 서스펜션이 이를 흡수하지 못하면 운전자에게 그대로 전달되는 것이다. 시트에 앉는 순간 신체가 자동차와 연결되기 때문에 완벽한 진동 흡수는 기대할 수 없지만, 진동을 불쾌하지 않은 시점까지 낮추어 전달해야 한다.

 

f1e4dc767ff9873c58725a53d953dba4_1536681 

진폭을 배재하고 주파수만으로 이야기하면, 1초 당 진동의 폭이 몇 번 도달하는지가 중요해진다. 운전자마다 느끼는 편차는 존재하지만, 이해하기 쉽도록 간단하게 5단계로 나누어 이야기하면 가볍게 뜬 형태의 둥실둥실(ふわふわ), 가볍게 뛰어다니는 형태의 깡충깡충(ひょこひょこ), 약간 흔들리는 부들부들(ぶるぶる), 좀 더 거칠게 흔들리는 울퉁불퉁(ごつごつ), 잔 진동의 영역인 드르르(びりびり)이다. 100Hz 이상이 되면 진동이 아니라 로드 노이즈가 된다.

 

서스펜션은 다양한 부품으로 구성되어 있고 진동의 흡수 역시 상당히 복잡한 형태로 이루어지지만 간단히 이야기하면 낮은 주파수의 진동은 큰 부품이, 높은 주파수의 진동은 작은 부품이 흡수하는 구조로 되어 있다. 둥실둥실 영역은 스프링이, 부들부들과 울퉁불퉁의 영역은 댐퍼가 흡수하는 식이다. 고주파 영역은 부싱이 흡수하는데, 서스펜션의 마운트를 자세히 들여다보면 그 내부에 있는 고무가 부싱의 대표적인 형태이다.

 

f1e4dc767ff9873c58725a53d953dba4_1536681 

부싱은 다양한 형태로 구성되어 있으며, 적용되는 부분에 따라 좀 더 단단한 고무를 사용하거나 부드러운 고무를 사용하는 등 여러 가지 형태의 적용과 연구를 진행하게 된다. 이를 통해 진동을 흡수하고 타이어를 도로와 계속 붙어있게 만드는 것이다. 모터스포츠에 사용하는 머신의 경우 고무 부싱을 금속으로 교체하기도 하는데, 핸들링이 날카로워지기도 하지만 약간의 조작 실수도 용납하지 않기 때문에 일반도로에서는 사용하기 힘든 면이 있다.

 

댐퍼와 어긋나 있는 스프링

f1e4dc767ff9873c58725a53d953dba4_1536681

서스펜션 부품들 중 운전자들이 주로 보게 되는 것은 댐퍼와 스프링일 것이다. 이 두 부품이 통합된 형태를 보면 댐퍼가 스프링의 중심에 있는 것이 아니라 약간 어긋나 있는 것을 알 수 있는데, 이것이 올바른 형태로 ‘사이드 포스 캔슬 스프링’이라고 부른다. 댐퍼에 걸리는 힘을 제어하고 올바르게 움직이게 만드는 것으로, 이것만으로도 자동차의 서스펜션이 정밀하게 다듬어지는지를 확인할 수 있다.

 

자동차의 차체가 바퀴와 연결된 부분은 간단하게 이야기하면 댐퍼와 너클, 암이다. 바퀴가 지면을 따라 움직이게 되면 너클도 같이 움직이게 되며, 이 때 발생하는 진동을 댐퍼와 암이 움직이면서 흡수한다. 언뜻 보면 댐퍼는 수직으로 움직이는 것 같지만, 이와 동시에 차체 안쪽으로 강한 힘을 받기 때문에 댐퍼 내에서 큰 마찰이 발생하며, 이로 인해 댐퍼가 부드럽게 움직이지 못하면 충격을 원활하게 흡수하지 못한다.

 

f1e4dc767ff9873c58725a53d953dba4_1536681 

이 때 ‘사이드 포스 캔슬 스프링’이 역할을 다한다. 스프링을 댐퍼의 중심 축에서 약간 어긋난 형태로 배치하면서 댐퍼가 힘을 받는 방향과 정 반대의 힘을 가한다. 이를 통해 댐퍼 내에 부품들이 받는 스트레스와 마찰을 줄일 수 있으며, 부드럽게 움직이게 하여 진동을 효과적으로 흡수한다. 혼다도 그렇지만 다른 제조사들도 이 부분에 대한 조율을 상당히 신경쓰고 있기 때문에, 정확한 계산 없이 스프링만을 바꾸는 튜닝 등은 지양해야 하는 것이기도 하다.

 

(2부에서 이어집니다)  

  • 페이스북으로 보내기
  • 트위터로 보내기
  • 구글플러스로 보내기
하단배너
우측배너(위)
우측배너(아래)