| 6. 오일쇼바와 가스쇼바
감쇠력을 안정되게 발생시키는 가스봉입식 쇼크압쇼바
-가스쇼바의 장점
현재 시판되고 있는 복통형 고성능 쇼바는 전부가 가스 봉입식으로 되어있습니다. 그 이유는 가스식이 감쇠력을 안정되게 발생시킬 수가 있기 때문입니다. 그럼 왜 가스식이 감쇠력의 발생을 안정되게 하는 것일까요?
오일쇼바를 파형에 의한 측정방법으로 측정해보면 압축행정의 고속피스톤 작동시에 때때로 파형에 혼란이 야기되는 경우가 생깁니다. 그 원인은 신행정시 피스톤하실측에 리저버실에서 보충된 오일량이 충분하지 않아 피스톤하실이 부압(負壓)상태가 되어 압행정시에 부압분만큼 감쇠력이 발생하지 않는 상태가 일어나기 때문입니다. 이를 방지하기 위해서는 리저버실의 오일을 강제적으로 실린더 내로 흐르게 할 필요가 있습니다. 가스식에서는 가스압에 의해 오일을 강제적으로 실린더내로 흘려 보낼 수가 있기 때문에 실린더내의 부압을 방지할 수 있고 감쇠력을 안정되게 발생시킬 수가 있는 것입니다.
또 복통형은 오일과 공기가 리저버실에 맞닿아 있습니다. 쇼바가 세차게 움직이면 오일과 공기가 서로 혼합하여 기포상태가 되어버립니다. 이 현상을 에어레이션이라고 부르며 이 오일이 실린더내로 흘러가면 감쇠력이 일어나는 것이 부족합니다. 가스를 봉입하기에 따라 오일내의 기포를 눌러 부수고 감쇠력을 안정되게 발생시키는 것이 가능하게 됩니다.
7. 스트럿 타입과 카트리지 타입, 통형 쇼바
1) 스트럿(strut)타입 = Mcpherson Type 
70년대 중반 세계 자동차 메이커들은 대형 후륜구동 자동차에서 소형 연료 절약형 전륜구동 자동차를 만들기 시작했습니다. 따라서 서스펜션시스템에도 큰 변화가 오기 시작했습니다. 그 전까지 1937년 레이싱용 벤츠w125에 채용된 후 수십 년간 승용차의 주종을 이루던 더블 위시본 방식의 SLA시스템(SHORT-LONG-ARM)의 지위가 뒤로 밀려나고 공간을 적게 차지하는 맥퍼슨 타입이 등장한 것입니다. 2차대전후 미국의 E.S.맥퍼슨이 개발한 이 타입은 공간을 적게 차지하고 부품의 수를 줄여 차량 무게를 줄이는 등 여러모로 효율성이 있어 졸지에 거의 모든 전륜 구동차는 물론 대부분의 후륜 구동차도 사용하게 된 것입니다.
이 타입은 쇼크압쇼바의 고유 역할외에 서스펜션 멤버의 일부로서 차륜의 위치결정을 행하는 구조재(構造材)로서의 역할도 담당하고 있습니다. 내부구조는 기본적으로 복통형과 동일하지만 강도를 확보하기 위해서 피스톤 로드나 외피(Outer Shell)가 굵고 튼튼하게 되어있습니다. 따라서 대개의 쇼바는 감쇠력특성을 토대로 사이즈가 결정되지만 스트럿타입은 강도를 토대로 사이즈가 설정된다고 할 수 있습니다. 특히 랠리나 더트 트라이얼등의 경기용 스트럿타입 쇼바는 일반용 스트럿타입 쇼바보다 고하중에 잘 견디도록 피스톤로드나 외피의 사이즈가 큰 폭으로 설정된 것이 많습니다.
2) 카트리지(Cartridge)타입
보통의 쇼바에 비해서 스트럿타입은 교환시 아무래도 비용이 비싸지게 됩니다. 이 것은 구조재로서의 부품이 장착되어 있기 때문에 어쩔 수 없는 일입니다. 그러나 쇼바는 소모품이기 때문에 때때로 교환이 필요하게 됩니다. 그럴 때 교환부품으로서 카트리지가 있다면 비용을 줄일 수 있습니다. 그러나 카트리지는 스트럿의 내부 부속의 교환부품이므로 스트럿과 동일 사이즈 로드경(徑)이 필요하게됩니다. 또 카트리지는 스트럿의 외피속에 넣어지기 때문에 사이즈가 제약되어 오일량이 규제되므로 열에 대하여 내구성이 약간 약해지는 결점이 있는 것입니다. 주의할 점으로는 카트리지는 스트럿의 아웃터셀에 편입되고 링, 너트, 와사(Washer)에 의해서 고정하지만 그 단단한 토크관리를 엄격하게 행할 필요가 있습니다. 국내차중에는 대우 프린스와 에스페로 등이 대표적인 경우입니다.
3) 통형(Telescope) 쇼바
스트럿 타입과는 달리 쇼바에 하우징이 없는 즉 그냥 원통형으로 된 쇼바를 말합니다. 아래위 양쪽 끝 부분에 핀 모양이나 아이(Eye) 모양이 부착되어 있어 차량에 열결되는 이런 타입은 대개 차량에서 쇼바와 스프링이 분리되어 장착이 되는 것입니다. 모노 튜브 제품도 있고 트윈 튜브 제품도 있으며 단동식 복동식 모두 있습니다. 우리나라의 경우 화물차와 승합차 그리고 지프차량 등에는 거의 모두 이 타입이 채용되고 있습니다.
8. 감쇠력 조절식
감쇠력조절식쇼바 - 시추에이션마다 대응가능
1) 감쇠력조절식 쇼크압쇼바
스프링과 마찬가지로 쇼바도 1종류로써 조종안정성과 승차감을 양립시키는 것은 대단히 어려운 일입니다. 따라서 상반하는 요소의 양립이 어렵다는 것은 1종류의 스프링과 쇼바를 장착하고 있는 양산차의 서스펜션은 어느 선에선가 절충을 해서 균형을 취하고 있다고 할 수 있는 것입니다.
이상적으로 말하자면 그때 그때의 운전상황이나 노면상태에 맞추어 감쇠력을 변동시킬 수 있는 쇼바가 있다면 각각의 상황아래서 최선의 상태를 이끌어낼 수 있을 것입니다. 그래서 이 이상에 가까운 쇼바가 감쇠력조절식 쇼크압쇼바입니다. 감쇠력조절 쇼바에는 자동차메이커가 순정부품으로 채용하고 있는 자동식인 것과 아프터마켓(After Market)에서 판매되고 있는 수동식인 것이 있습니다. 그리고 수동식인 것에는 암스트롱 타입 조절식(다이알식)과 로드조절식의 2종류가 있습니다.
2) 암스트롱타입 조절식(다이얼 식) 
암스트롱타입 조정식쇼바의 구조는 통상의 복통식 쇼바에 대하여 Outer Shell에 하우징(Housing)이 용접되어 있습니다. 그리고 하우징내에는 로터리밸브라는 감쇠력을 가변 할 수 있는 부품이 조립되어 있습니다. 또 리저버실(Reservoir)에는 오일을 흐르게 하기 위한 밸브가 쇼바 상부에서 하우징까지 통해 있습니다.
통상의 쇼바는 실린더 상부는 밀봉되어 있지만 암스트롱타입 조정식은 오일을 통하게 하는 구멍이 열려있고 이 구멍은 파이프의 상단에 연결되어 있습니다. 신측, 압측의 감쇠력기구는 복통형과 동일하지만 상부의 구멍에도 오일이 흐르도록 밸브를 설정하고 있습니다. 신,압행정 둘 다 상부의 구멍을 통한 오일은 밸브를 통하고 하우징내의 로터리밸브에 설치된 오리피스를 통하여 리저버실에 흘러나옵니다. 이 로터리밸브에 설치되어 있는 오리피스 구멍의 크기에 따라 유량을 제어하고 감쇠력을 변화 시키는 것입니다.
3) 로드 조절식
로드조정식쇼바의 구조는 통상의 복통형에 대하여 피스톤로드내에 로터리밸브를 가지고 피스톤부에서 신, 압양방의 감쇠력 가변기구를 갖는 것입니다. 피스톤로드 상단의 다이얼과 로터리밸브는 콘트롤 로드라고 불리는 부품으로 연결되어 있습니다. 또 피스톤로드에는 로터리밸브의 오리피스 구멍위치에 맞춰 옆구멍이 열려져 있습니다.
감쇠력이 가장 높은 하드모드는 오일이 통상의 쇼바와 흐르는 방향이 같습니다. 다만 피스톤 상부의 밸브는 통상의 쇼바가 자유롭게 오일이 흐르는 구조로 되어 있지만 로드조정식은 압측의 감쇠력도 발생가능한 구조로 되어 있습니다.
소프트모드로 하면 로터리 밸브의 오리피스 구멍이 통상의 흐름외에 이 오리피스 구멍을 통해 흐르게 됩니다. 그리고 그 오리피스 구멍의 크기에 따라 감쇠력이 변화하도록 되어 있습니다.
4) 조절식쇼바의 감쇠력특성
암스트롱, 로드타입 둘 다 로터리 밸브의 오리피스 구멍에 의해서 오일의 유량이 제어되고 감쇠력이 변화하도록 되어있습니다. 이것은 저속시의 감쇠력을 제어하고 있는 오리피스 특성을 변화시키는 구조이지만 그 변화에 영향을 받아 중속시의 감쇠력도 변화할 수 있게 됩니다. 
일반도로에서는 통상 피스톤스피드 0.3m/s이하의 범위에서 쇼바는 움직이고 있습니다. 따라서 자동차의 승차감이나 조종안정성은 오리피스 특성에 따라 결정된다고 말할 수 있습니다. 짐카나와 같이 코스에 맞춘 롤 특성을 필요로 하는 경기에서는 오리피스 가변식의 조절식 쇼크압쇼바를 빠트릴 수 없습니다. 실제 짐카나에 사용되고 있는 경기용 차량의 대부분이 조절식 쇼크압쇼바가 장착되고 있는 것으로도 그 필요성은 명백합니다.
9. 차고 조절식 코일오버 키트
-감쇠력 및 차고 조절이 가능한 코일오버 타입
최근에는 소비자들의 욕구가 점차 다양해지면서 감쇠력뿐만 아니라 차고까지도 조절할 수 있는 제품을 일반인들이 찾기 시작한 것입니다. 그 이유는 두 가지로 대별이 됩니다. 하나는 모양이 좋은 휠 타이어를 장착한 후 타이어와 휀다와의 간격인 클리어런스(CLEARANCE)를 최소화하여 드레스업 튜닝의 마무리를 위하여 차고 조정이 자유롭고 아울러 좁은 클리어런스를 유지할만한 아주 하드한 서스펜션이 필요하였기 때문입니다.
또 다른 이유는 점차 일반 아마추어들도 직접 참여할 수 있는 모터스포츠 경기가 늘어나는 추세에 있기 때문입니다. 특히 이웃 일본에서는 드래그는 물론 드리프트 경기가 일반인들 사이에서 아주 광범위하게 인기 있는 스포츠로 보급되어 있습니다. 따라서 이들 경기에 참여하는 아마추어들을 중심으로 점차 코일오버 타입의 하드한 서스펜션을 선호하게 되었던 것입니다.
따라서 과거 전문레이서들의 전유물이었던 코일오버 타입 차고 조절식 키트는 일본을 필두로 일반인들을 위한 제품으로 공급되기 시작하여 이제 우리나라에서도 어느 정도 보편화되고 있는 실정입니다. 아직 유럽이나 미국 등에서는 일본이나 우리나라만큼 활성화가 안되었지만 아주 빠른 속도로 확산되고 있는 추세입니다.
우리나라에서는 테크프로(주)에서 99년 8월 티뷰론용을 생산한 것이 시작인데 불과 몇 년 전만 하더라도 불가능하게 보이던 차고와 감쇠력을 마음껏 조절할 수 있는 꿈의 쇼바라고 불리던 제품이 이제는 우리 가까이 다가와 전문레이서가 아닌 일반 소비자들도 손쉽게 이런 고급 제품들을 접할 수 있게 되었습니다. 
이 타입은 코일스프링을 메이커마다 별도로 선정한 것을 사용하여 아래쪽 스프링시트의 위치를 아래위로 조정하여 차고를 높이거나 낮춥니다. 스프링의 지름은 기존 양산차용에 비해서는 매우 좁은 50～80mm의 사이즈를 사용하며 차고는 메이커에서 설계하기 나름인데 순정대비 아래로 약4cm 위로도 1～2cm 올릴 수 있도록 설계된 것이 일반적입니다.
아직 국산 제품들은 아주 하드한 스프링 Rate를 사용하지만 일본의 코일오버 타입 부문 선발업체인 테인(Tein) 같은 업체는 아주 하드한 레이싱용부터 아주 승차감이 좋은 부드러운 즉 레이트가 낮은 스프링도 많이 사용하고 있습니다. 운전자가 자기 스타일에 적합한 감쇠력과 차고를 원하는 대로 조정할 수 있어 서스펜션 제품으로서는 가장 발전한 형태라고 할 수 있습니다.
10. 쇼바의 수명 그리고 교환시기 판단 방법
- 쇼바의 평균 수명
쇼바의 수명은 대개 2만마일 즉 3.2만 km이라고 쇼바 메이커들이 말하고 있습니다. 경우에 따라서 내구성이 좋은 회사 제품은 그 보다 훨씬 오래 사용하기도 합니다. 그 반대로 가혹한 환경에서 사용되는 레이싱 차량의 경우는 그 수명이 일반인에 비하여 휠씬 단축되는 것입니다. 즉 쇼바는 소모품이므로 사용하기에 따라서 수명이 결정된다고 보는 것이 정답일 것입니다. 
하지만 특이한 것은 쇼바 메이커 중에서 네덜란드 코니사 만은 그들 제품이 거의 차량 수명과 동일하다고 공언할 정도로 긴 수명을 자랑하고 있습니다. 이 회사는 모든 제품이 감쇠력 조절식으로 생산되므로 처음에는 가급적 중간 정도의 감쇠력으로 설정 장착한 후에 나중에 감쇠력이 떨어지게 되면 감쇠력을 한 단계 올려 사용할 것을 권장하고 있습니다.
-쇼바의 교환시기를 진단하는 방법
불량쇼바를 판별하는 방법은 쇼바를 탈착하여 확인하는 것이 가장 정확합니다. 그렇지 않고 장착된 상태에서 확인하고자 할 때는
1. 오일이 누출되는 상태를 육안으로 점검하거나
2. 갑자기 주행시의 승차감이 나쁘게 변하거나
3. 쇼바에서 소음이 발생하는 것을 감지하거나
4. 차체의 힘껏 눌러서 그 진동에 대한 쇼바의 수습 능력이 나쁘거나
5. 쇼바교환 후 3만키로 이상 주행하였거나
6. 가스쇼바인 경우 과속방지턱 등을 지날 때 차체 바닥이 심하게 닿거나
6. 타이어가 편마모하는 것 등을 기준으로 판별합니다.
하지만 어느 방법이나 탈착하지 않고는 정확하게 판단 할 수는 없습니다. 예를 들면 쇼바 내부 밸브가 막혔을 때는 오일이 전혀 흐르지도 않으며 차체 한쪽을 눌러도 전혀 진동이 없습니다만 그 부작용은 쇼바가 터져서 오일이 새는 것보다 더 심하고 위험합니다. 가스쇼바의 경우 가스가 빠져서 오일쇼바의 기능만 할 때도 있습니다.
승차감으로 확인하는 방법으로는 다른 사람에게 운전시켜 보는 것도 한가지 요령입니다. 쇼바의 성능 저하는 자기 차의 경우 매일 매일 조금씩 변해왔기 때문에 오너 입장에서는 느끼지 못하는 경우가 많습니다. 사실 시내에 굴러다니는 자동차의 절반 정도는 기능이 거의 상실된 쇼바를 장착하고 있을 것입니다.
어쩌다가 타이어를 교체할 때 쇼바의 이상을 발견한 정비업소에서 쇼바 교체를 권유하면 마치 바가지 씌우는 것 같은 생각이 들게 마련입니다.
어느 날 갑자기 온 변화가 아니기에 본인은 불량한 쇼바에 익숙해져서 믿어지지가 않기 때문입니다. 하지만 새로운 가스쇼바로 한번 교체를 해보시면 그 동안 얼마나 위험한 상태로 운전하셨는가를 확연하게 느낄 수 있습니다.
일단 쇼바가 불량으로 확인되면 나와 남들의 안전을 위해서도 무조건 교체하셔야 합니다. 흔들거리는 가정용 식탁 다리를 생각하시면 됩니다. 4개중 하나만 불량이 되어도 기울어져 음식이 엎질러 질까봐 식사하기가 매우 불안하지요. 자동차는 그 음식과는 비교할 수도 없이 중요한 인간의 생명을 좌우합니다.
오일쇼바의 경우는 서스펜션이 이상하다고 느끼시면 설혹 불량이라고 확신이 안서도 가스쇼바로 한번 교체해 보세요. 신차를 출고하자마자 자기 스타일에 적합한 가스쇼바로 교체하시는 분들도 아주 많습니다. 그럴 만한 이유가 충분히 있기 때문입니다.
한번 가스쇼바에 익숙해지시면 오일쇼바나 품질이 떨어지는 가스쇼바를 장착한 차량으로는 운전하기가 위험합니다. 그만큼 안정성이 떨어져 코너링시마다 저속으로 감속한다는 것이 여간 불편하지 않거든요. 제동거리도 길어지고요. 고속 주행하면 차체가 심하게 떨려서 불안하지요. 고속도로에서는 대형차가 옆에만 오면 왠지 불안하고요. 이런 문제점들을 개선하려고 가스쇼바와 튜닝스프링을 교체하는 것입니다. 자동차튜닝 중에서 서스펜션에 대한 투자만큼 그 효과가 확실한 것은 없다고들 합니다.
11. 좋은 쇼바란 어떤 것인가
어떤 쇼바가 좋은 쇼바인지는 누구의 입장에서 보느냐에 따라서 달라진다고 생각합니다. 각기 입장에 따라 가장 중요한 포인트 하나를 들라면 다음과 같습니다. 
소비자 입장에서 볼 때는 쇼바의 특성이 내가 원하는 서스펜션 튜닝 목적과 부합하고 내 차 그리고 나의 취향에 가장 적합한 것이 가장 좋은 쇼바라고 할 수 있겠습니다. 무조건 가격이 비싼 것이 좋은 것으로 인식하고 있는 소비자들이 많은데 결코 그렇지는 않습니다. 오히려 비싼 제품들은 특수 목적용일 경우가 많습니다. 그리고 안정적으로 균일한 감쇠력을 작동하는 품질이나 내구성 등에서는 제조회사의 브랜드도 물론 중요하지만 그것보다도 더 중요한 것이 제품의 특성을 파악하는 것입니다. 이 때 당연히 매칭시킬 차량의 스프링 특성과의 조화가 우선적으로 고려되어야 한다고 생각합니다.
다음으로 유통이나 장착업소 입장에서 볼 때면 쇼바란 A/S문제가 적게 발생하는 것이 좋은 쇼바입니다. 잦은 문제 발생은 고객관리상 큰 손실을 입히므로 모두가 꺼려하는 것입니다. 간혹 제품 품질보다는 마진과 작업 공임폭에 더 신경 쓰는 업소도 없지는 않겠지만 일반적으로는 A/S가 적게 발생하는 쇼바가 업소들에게 좋은 쇼바임에는 틀림없습니다.
마지막으로 제조업체 입장에서 보면은 쇼바란 감쇠력이 항상 일정하게 발생되어야 좋은 쇼바입니다. 쇼바의 감쇠력이 하드함이나 소프트함은 설정하기 나름이므로 품질 평가 기준은 결코 될 수 없습니다. 같은 힘 즉 피스톤 로드를 동일한 스피드로 아래위로 움직였을 때 항상 같은 감쇠력이 발생하여야 진정으로 좋은 쇼바라 할 수 있습니다. 감쇠력이 불규칙하게 발생한다면 기초 설계 자체가 의미가 없어지게 됩니다. 순정 쇼바의 특성이 차량마다 각각 다르게 나오는 이유 중 하나가 바로 이 것입니다. 감쇠력이 일정하지 않으니 느낌도 각기 다를 수밖에는 없지요. 세계 유명 수입쇼바가 좋은 점은 바로 이 것입니다.
세월이 가도 계절이 바뀌어도 항상 일정한 감쇠력을 발생시키는 쇼바... 이런 쇼바를 만들기 위해 전세계 모든 쇼바 메이커들이 오늘도 열심히 노력하고 있을 것입니다 | 
첫댓글 아~ 일기도 힘든데 쓰신분은 대단하십니다.
와 대단하네요 좋은 공부됩니다.
많은 공부를 하고 갑니다,,,,