스테빌라이저바의 역할 튜닝

[운영자]

이번 포스팅은 차에서 흔히 볼 수 있는 부품인 스테빌라이저바에 대한 내용입니다.

흔하게 볼 수 있는 부품이기 때문에 많은 분들이 잘 아시겠지만, 그래도 스테빌라이저바의 개념이 생소한 분들에게 도움이 되셨으면 합니다.
 
스테빌라이저바(Stabilizer Bar)는 보통 Anti Roll Bar 또는 Sway Bar 라고도 불리며 현재는 대부분 자동차에서 사용됩니다.

Anti Roll Bar 라는 이름에서 알 수 있듯이 자동차의 롤강성(Roll Stiffness)를 높여 롤을 줄여주는 역할을 하죠.

일반적인 구조는 이렇습니다.
두개의 레버암(Lever Arm)이 있고 가운데는 토션바(Torsion Bar)로 연결되어 있습니다.
 
그리고 두개의 레버 암은 좌/우 서스펜션에 연결되어 있으며 가운데 토션바는 부싱과 함께 차체에 붙어있는 구조를 갖습니다.

스테빌라이저바를 통해 좌/우로 힘이 전달되는 과정은 위의 그림과 같습니다.
 
한쪽 서스펜션이 위 또는 아래로 움직이게 되면 레버암을 통해 토션바가 비틀리게 되고 그 힘은 반대쪽 레버암을 통해 서스펜션으로 전달됩니다.
 
따라서 양쪽 서스펜션이 같이 움직이는 경우에는 크게 효과가 없고 코너링과 같이 양쪽 서스펜션이 각각 움직이는 주행상황에서 그 효과를 볼 수 있습니다. 

스테빌라이저바의 주요 기능은 앞서 언급했듯이 롤강성(Roll Stiffness)를 높이는 것입니다.
 
스프링레이트가 높은 스프링을 사용하지 않고도 롤강성을 높일 수 있기 때문에 승차감을 해치지 않고 강성을 조절할 수 있다는 장점을 갖고 있습니다.

스테빌라이저바는 주로 언더스티어/오버스티어를 조절하는데 사용되는데요,
이러한 조절은 롤강성과 큰 관련이 있습니다.
 
스테빌라이저바를 통해 앞/뒤의 롤강성을 조절하게 되면 앞/뒤에 전달되는 하중이동량 비율을 조절할 수 있습니다.

이전에 하중이동 관련 포스팅에서 언급했듯이, 좌 /우로의 전체 하중이동량은 일정하지만 전륜 또는 후륜에 가해지는 좌/우 하중이동량의 비율을 조절할 수 있는 것이죠.
 
롤강성이 높은쪽일수록 하중이동량이 더 많아집니다.
 
예를들어 전륜의 롤강성을 높이게 되면 후륜보다 전륜의 좌/우 하중이동량이 많아지기 때문에 그만큼 전륜 전체의 타이어 그립이 줄어들게 됩니다.

즉 언더스티어 성향 쪽으로 되는 것이죠.
 
반대로 전륜의 롤강성을 낮추게 되면 후륜보다 전륜의 좌/우 하중이동량이 줄기 때문에 그만큼 전륜 전체의 타이어 그립이 늘어나게 됩니다.

즉 오버스티어 성향 쪽으로 되는 것입니다.

전륜의 롤강성을 높이면 언더스티어, 낮추면 오버스티어 성향, 후륜의 롤강성을 높이면 오버스티어, 낮추면 언더스티어 성향쪽으로 변하는 것이 이러한 이유 때문에 그렇습니다.

스테빌라이저바의 강성은 재질과 굵기 등 다양한 요소에 의해 결정됩니다.

강성을 결정하는 요소는 아래와 같습니다.

Q = Stiffness
T = Track Width
K = Fractional Lever Arm Ration (Movement at Roll Bar / Movement at Wheel)
d = Bar Diameter
R = Effective Arm Length
L = Half Length of Bar
S = Length of Lever Arm
 
 
위 수식에서 볼 수 있듯이 롤강성은 스테빌라이저바의 굵기가 굵어질수록 높아집니다.

많이 하시는 튜닝중에 스테빌라이저바의 롤강성을 업그레이드 하는 튜닝이 있는데요
 
그래서 일반적인 애프터마켓 튜닝 제품들은 순정 스테빌라이저바보다 더 두껍습니다.
 
그만큼 롤강성을 더 높여주죠.

그리고 튜닝제품 중에는 이처럼 강성 조절 가능한 타입도 있습니다.
 
보시게 되면 구멍이 2개에서 3개까지 다양하게 뚫어져 있으며 안쪽 구멍에 끼울수록 Effective Arm Length가 줄어들기 때문에 롤강성이 증가하는 효과를 가져옵니다.
 
만일 트랙 주행을 즐기거나 다른 부분을 같이 튜닝해서 언더스티어/오버스티어를 조절할 때 유용하게 사용될 수 있습니다.

튜닝 제품을 사용할 경우 차체에 붙어있는 토션바의 부싱도 교체가 됩니다.
 
순정으로 사용되는 부싱이 고무로 되어 있다면 튜닝 제품들의 부싱은 주로 폴리우테탄으로 되어 있어서 스테빌라이저가 비틀리는 양을 줄여줍니다.
 
이때문에 부싱류를 통해 강성을 좀 더 높여주는 효과를 가져올 수 있습니다.

지금까지 스테빌라이저바에 대해 알아보았는데요,

흔히 볼 수 있는 부품이지만 애프터마켓 제품으로 교체했을 때 핸들링에 많은 영향을 주는 제품이기도 합니다.

그리고 스프링이나 댐퍼를 교체하는 것이 아니기 때문에 승차감을 크게 해치지도 않아 튜닝을 처음 접하는 분들께도 부담스럽지 않은 튜닝 중 하나죠.

출처 : BM AUTO PARTS