201325130 홍인호 현가장치 레포트입니다.

[홍인호]

서스펜션

현가장치라고도 부르며, 노면을 주행하며 생기는 충격이 차체나 탑승자에게 전달되기 전에 쇼크 업소버, 스테빌라이저 등으로 충격을 흡수하는 장치.

만약 이것이 없다면 1,2톤 트럭 화물칸의 승차감을 맛 볼 수 있다.

쇼크 업소버: 겉을 감싸고 도는 코일 스프링과 안쪽의 유압 실린더인 댐퍼로 (한 통은 모노튜브, 두 통이 겹치게 해논 것은 트윈 튜브) 구성되어 있으며, 일부에선 쇽업쇼버로 부른다. 

현가장치의 종류

<더블 위시본 서스펜션>

자동차의 서스펜션 구조 중 한 종류. 독립식 구조이다. 위, 아래에 한쌍의 V나 Y모양으로 갈라진 암과 컨트롤 링크, 댐퍼, 스프링으로 바퀴를 지지하는 방식이다. V나 Y모양으로 갈라진 암의 모양이 새의 쇄골을 닮아서 위시본이라 하고 이 위시본이 두 개 있으므로 더블 위시본이라 한다.

얼라이먼트 변화의 폭이 넓고 조종 안전성이 매우 뛰어나 성능이 뛰어나지만 무겁고 공간을 많이 차지하며 비싸다. 공간을 많이 차지하므로 전륜에 사용될 경우 스티어링 타각이 부족하여 회전반경이 커질 수도 있다. 주로 중형 이상의 차량이나 스포츠카, SUV의 전륜에 많이 사용되나 주행성을 강조하는 경우 후륜에도 사용된다.

어퍼 위시본과 컨트롤 링크를 없애고 댐퍼를 그대로 차체에 붙이면 맥퍼슨 스트럿 서스펜션이 되며, 위시본을 각각 두 개의 링크로 대체하여 멀티링크 서스펜션으로 진화했다.

이 서스펜션 방식을 사용하는 국산차

• 중형 : 현대 소나타(EF~NF 전륜), 기아 옵티마(전륜), 대우 프린스(전후륜)
• 준대형 : 현대 그랜져(XG~TG 전륜)
• 대형 : 기아 오피러스(전륜), 대우 아카디아(전후륜)
• 스포츠카 : 기아 엘란(전후륜), 어울림 스피라(전후륜)
• 소형 SUV : 쌍용 코란도(전륜), 쌍용 액티언(전륜)
• 중형 SUV : 현대 갤로퍼(전륜), 기아 쏘렌토(BL 전륜), 쌍용 무쏘(전륜), 쌍용 카이렌(전륜)
• 대형 SUV : 현대 테라칸(전륜), 기아 모하비(전륜), 쌍용 렉스턴(전륜)
• RV : 쌍용 코란도 스포츠(전륜)

<맥퍼슨 스트럿 서스펜션 McPherson Strut Suspension>

자동차 서스펜션의 구조 중 한 종류. 독립식 구조이다. 더블 위시본 서스펜션에서 위쪽의 위시본을 제거하고 댐퍼의 위쪽을 차체에 붙이면 된다.

기초 개발은 피아트가 했고, 제너럴 모터스의 주임 개발자 Earle S. MacPherson이 지금같은 구조로 개량했다.

부품 수가 적어서 싸고 가벼우며 공간을 적게 차지하여 많은 양산차에 쓰인다. 이론적으로 멀티링크나 더블 위시본에 비해서 성능이 뛰어날 수 없지만, 포르쉐가 앞 축을 맥퍼슨 스트럿으로 잘 쓰고 있는걸 봐서는 양산차 수준에서는 그리 문제가 되지 않는 것 같다. 진짜 문제는 소음과 진동이다.

더블 위시본이 상하 위시본을 각각 두개의 링크로 대체하여 멀티링크 서스펜션으로 진화한 것과 마찬가지로, 언더 위시본을 두개의 링크로 대체하여 듀얼링크 맥퍼슨 스트럿으로도 자주 쓰이는데, 3번째 그림에 나타난 현대 제네시스 쿠페의 전륜 현가장치가 그것이다. 이 구조는 특히 BMW가 전륜에 많이 애용했으며, CTBA가 주류로 떠오르기 이전까지 소형차 후륜 현가장치의 대세였고, 그 이외에 토요타 캠리와 렉서스 ES의 후륜에도 적용되어 있다.

맥퍼슨 스트럿을 쓰는 이유는 무게도 가볍고 공간이 넓어서 포르쉐같은 경우에는 라디에이터와 연료탱크, 트렁크 공간을 쉽게 만들수 있다.

<멀티링크 서스펜션>

자동차의 서스펜션 구조 중 한 종류. 독립식 구조이며 메르세데스-벤츠가 1982년에 190E를 출시하면서 더블 위시본 서스펜션의 컨트롤 링크를 그대로 둔 채, 상하 두개의 Y형 위시본 암을 각각 두개의 링크로 대체하여 개발했다. 이를 5링크 멀티링크(언더 링크와 어퍼 링크 각 2개, 컨트롤 링크 1개로 총합 5링크. 래트럴 로드를 이용하는 5링크 서스펜션과는 명칭이 유사하지만 완전히 다르다. 이를 이용해 제네시스 플랫폼 차량의 5링크 멀티링크를 갤로퍼에나 들어가던 서스펜션이라 폄하하는 사람들도 가끔 찾아볼 수 있다.
)라고 하며 국산차 중에서는 젠쿱의 후륜, 제네시스, 에쿠스 VI, K9의 전후륜에 탑재되어 있다. 이후 트레일링 암, H암 등을 사용하는 여러 구조가 개발되었으며, 더블 위시본의 어퍼 위시본 암과 컨트롤 링크를 그대로 둔 채 언더 위시본 암만 두 개의 링크로 대체한 3링크 멀티링크도 자주 쓰인다. 독립된 여려개의 링크와 암으로 구성되어 있어 설계와 배치의 자유도가 크며 얼라인먼트의 조절폭이 크고 제어가 쉽다. 매니아 사이에서는 더블 위시본 방식과 더불어 서스펜션 구조의 최상으로 통해 더블 위시본 방식이 조종 안전성이 좋다면 멀티링크 방식은 노면 추종성이 좋아 주로 뒷바퀴에 많이 쓰인다고 알려져 있지만, 3링크나 5링크 멀티링크는 더블 위시본에서 발전된 형태이므로 모든 성능에서 더블 위시본보다 우위에 있다. 3링크나 5링크 멀티링크 서스펜션의 경우 가끔 제조사에서 더블 위시본으로 표기하는 경우도 있는데 이 경우에는 하체를 직접 떠보거나 정비지침서를 봐야 알 수 있다.

고출력 전륜구동 차량의 경우 앞바퀴의 구동력이 부족해지므로 앞바퀴를 노면에 붙이기 위해 앞바퀴에 사용되기도 하며, 오버스티어를 방지하기 위해 중형급 이상의 승용차의 뒷바퀴에 많이 사용되고 있다.

여러 개의 링크와 암으로 구성되어 있으므로 부싱이 많고, 따라서 부싱이 약한 경우 외부의 강한 충격에 의해 휠 얼라인먼트가 잘 틀어지는 단점이 있다. 3링크나 5링크 멀티링크는 더블 위시본에서 유래된 방식이므로 이와 마찬가지로 무겁고 공간을 많이 차지하며 비싸다.

이 서스펜션 방식을 사용하는 국산차

• 준중형 : 현대 아반떼(HD 후륜), 현대 i30(FD, GD 유럽형 후륜), 기아 씨드(후륜)
• 중형 : 현대 쏘나타(Y3 이후 후륜) 기아 옵티마(후륜), 기아 로체(후륜), 기아 K5(후륜), GM대우 매그너스(후륜), GM대우 토스카(후륜), 쉐보레 말리부(후륜), 르노삼성 SM5(EX1 이후 후륜)
• 준대형 : 현대 그랜져(LX 이후 후륜), 기아 포텐샤(후륜), 기아 K7(후륜), 알페온(후륜), 르노삼성 SM7(후륜), 쌍용 체어맨(후륜)
• 대형 : 현대 제네시스(전후륜), 현대 에쿠스(LZ 후륜, VI 전후륜), 기아 엔터프라이즈(전륜), 기아 오피러스(후륜), 기아 K9(전후륜), 쌍용 체어맨 9(전후륜)
• 스포츠카 : 현대 제네시스 쿠페(후륜)
• 소형 SUV : 현대 투싼(LM 후륜), 기아 스포티지(SL 후륜), 르노삼성 QM5(후륜), 쌍용 코란도C(후륜)
• 중형 SUV : 현대 싼타페(후륜), 기아 쏘렌토(후륜), 쉐보레 캡티바(후륜)
• 대형 SUV : 현대 베라크루즈(후륜), 기아 모하비(후륜)
• RV : 기아 카렌스(UN 후륜), 기아 카니발(VQ 후륜)
  

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제네시스, 에쿠스 VI, K9의 전륜 5링크 멀티링크에서 어퍼링크들과 컨트롤 링크가 제거되면 제네시스 쿠페의 듀얼링크 맥퍼슨 스트럿 구조가 된다.

<토션빔 서스펜션Torsion Beam Axle suspension> 

독립식 현가장치의 한 종류. 좌우 축은 기본적으로 차대에 독립적으로 연결되며, 두 축 사이에 토션 빔이 들어간 구조. 두 차축간에 연결된 사이의 토션 빔은 일체 차축이라고 보는게 아니다. 막대를 비틀었을때 탄성에 의해 본래의 위치로 복원하려는 성질을 이용한다.

일체차축형 토션바 서스펜션은 전차에나 쓰는거다. 이름이 비슷하기 때문에 오해를 많이 받는다. 이건 진짜로 두 차축을 쇳덩이 하나 꽂고 서스펜션 Ok.

싸고, 가볍고 공간을 덜 차지하며 롤링에도 강하다. 기존의 토션빔 액슬을 개선한 CTBA(Coupled Torsion Beam Axle)의 사용이 소형차를 중심으로 점점 늘어가는 추세이다. 구조가 간단하고 작은 부품이 없으며 공간을 적게 차지하는 점이 대체적인 장점. 토션 빔 덕분에 이 녀석을 후륜에 적용하면 후방추돌시 안정성도 개선된다고 한다.

롤링이 적기 때문에 운전자들이 코너링이 좋을 것이라는 착각을 하는 경우가 많은데 코너에서 횡력에 버티는 한계값도 다른 형식들에 비해 작을 뿐만 아니라 한계를 지나쳤을 때 거동도 급격히 변한다. CTBA도 마찬가지인데 이는 한쪽 타이어의 들림에 따라 다른쪽 타이어의 노면 접지 형상, 캠버가 급격히 변해서 타이어의 성능을 제대로 내기 어려워지기 때문. 다만 들림이 작은 경우, 즉 일반적인 주행에서는 충분히 캠버의 변화도 선형적이므로 일상적인 주행에서는 별 문제가 되지 않는다.

실제로는 그러한 현상을 개선하기 위해서 토션빔의 형상을 바꾸거나 Z-link나 제 3의 댐퍼를 이용하거나 부싱같은 곳에 입체적인 튜닝이 가해지고 있다. 원가 상승도 크지 않아 적용이 간단하다고.

얼라인먼트를 조절하는 자유도가 다소 떨어지고, 얼라인먼트가 잘 틀어지지는 않으나 틀어진 경우는 토션빔이 휜 경우이므로 부품을 통채로 교체해야 하는 점은 조금 아프다.

현재 어지간한 전륜구동 소형차에는 대부분 이 방식이 적용되어있다고 보면 된다. 국산차나 수입차 모두. 골프, 내수/북미형 2세대 i30, 아반떼 MD, 크루즈, SM3 모두 대상차종이다.

이상으로 현가장치에 관한 레포트를 마칩니다.

시간이 없어 많은 양의 조사는 하지 못했지만 그래도 잘 부탁드립니다. 

[느르사이]

누구도 모방하지 않은 자료군요.
창의력 good.