[자동차] 서스펜션 A to Z…주행 때 노면의 충격 걸러주는 ‘자동차의 관절’

더블 위시본 서스펜션은 맥퍼슨 방식의 단점을 개선해 한층 안정적인 주행감각을 전달한다.

르노삼성이 최근 SM6를 내놓은 뒤 소비자들 사이에서 갑론을박이 일었다. 바로 ‘서스펜션’ 때문이다. SM6의 뒤쪽 서스펜션이 저가의 ‘토션 빔’인지 여부를 두고 논란이 벌어진 것이다.

마차를 사용한 19세기부터 사용
철판 겹쳐서 만든 판 스프링?
조절 가능 똑똑한 서스펜션도

서스펜션은 새로운 차량이 나올 때마다 관심을 받는 부품이다. 노면의 충격을 걸러주는 장치이기 때문이다. 서스펜션은 탑승자에게 전해지는 충격을 최소화하고, 타이어를 노면에 확실하게 접지해 주는 기능을 담당한다. 보통 충격을 흡수하는 스프링, 진동을 억제하는 댐퍼(쇼크업소버), 그밖의 각종 구조물 등으로 구성된다. 쉽게 말해 자동차가 다양한 도로를 달릴 수 있도록 돕는 ‘관절’과 같은 역할을 한다.

서스펜션은 자동차보다 역사가 길다. 마차를 사용한 19세기부터 사용됐기 때문이다. 200년 넘게 다양한 서스펜션이 개발되고 사라졌다. 현재 판매 중인 차량에 적용되는 서스펜션은 몇가지로 압축해 볼 수 있다.

◆판 스프링(리프 스프링)=트럭·버스·군용차 등에서 쉽게 볼 수 있는 구조다. 철판을 여러 겹으로 쌓아 만든 구조물을 사용해 진동을 흡수한다. 마차 시절부터 사용했기 때문에 간단한 구조와 뛰어난 내구성을 가졌다. 철판을 많이 겹친 만큼 무거운 무게도 문제 없이 받아낸다. 다만 무겁고 승차감이 떨어진다. 차체 움직임에도 유연하게 대응하지 못하는 단점이 있다.

멀티링크 서스펜션은 구조적으로 토션빔(사진)보다 높은 등급에 위치한다. 하지만 보다 중요한 것은 서스펜션의 완성도다.

◆토션 빔 서스펜션=판 스프링과 달리 ‘독립식 서스펜션’은 바퀴별로 움직임을 만들어낼 수 있다. 토션 빔 스프링은 독립식과 판스프링의 중간 성격을 가진 서스펜션이다. 구조적으로 일체형 서스펜션이지만 좌우 바퀴가 일정 부분 자유롭게 움직인다.

장점으론 구조가 간단하고 제작이 쉽다는 게 꼽힌다. 이 때문에 소형차에 널리 쓰인다. 또한 차체가 기울어지는 힘(Roll)에도 잘 버틴다. 최근 대부분의 토션 빔은 ‘CTBA(Coupled Torsion Beam Axle)’라는 방식을 사용해 좌우 바퀴가 보다 자유롭게 움직일 수 있다.

◆독립식 서스펜션-맥퍼슨 스트럿=많은 자동차의 앞바퀴에 사용하는 방식이다. 구조가 간단하면서 좌우 바퀴를 독립적으로 제어할 수 있다. 다만 위아래로 발생하는 힘은 충분히 받아내지만 앞뒤나 좌우로 발생하는 힘을 처리하는데 한계를 보이기도 한다. 서스펜션을 지지하는 구조물이 적어서다. 때문에 맥퍼슨 스트럿에 지지대를 추가해 성능을 높이기도 한다.

◆독립식 서스펜션-더블 위시본=이름처럼 2개의 구조물이 서스펜션을 잡아주는 구조다. 구조물 생김새가 닭 가슴살 안쪽에 위치한 뼈와 닮았다고 해서 붙여진 이름이다. 복수의 구조물이 서스펜션을 잡아주는 만큼 한층 안정적 주행감각을 구현할 수 있다. 하지만 맥퍼슨 스트럿 방식보다 구조가 복잡해 제작 단가가 높아진다. 이에 따라 중형급 이상의 세단·스포츠카·슈퍼카 등 고가 차량에 많이 쓴다.

◆독립식 서스펜션-멀티링크=맥퍼슨 스트럿이 1개의 구조물로, 더블 위시본은 2개의 구조물로 차를 지지한다면 멀티 링크는 이름 그대로 여러 구조물이 서스펜션 기능을 한다. 상하·앞뒤·좌우 등 복합적으로 작용하는 힘을 가장 잘 통제할 수 있다. 다른 서스펜션과 달리 세밀한 움직임을 조율할 수도 있어 성능과 승차감을 높인다. 일부 고급 차량의 후륜은 물론 전륜에도 멀티링크 방식을 사용한다.

멀티링크 서스펜션은 구조적으로 토션빔(사진)보다 높은 등급에 위치한다. 하지만 보다 중요한 것은 서스펜션의 완성도다.

◆똑똑한 서스펜션=일부 차량에는 ‘가변 댐핑 시스템’을 탑재한다. 운전자가 서스펜션이 단단해지거나 부드러워지도록 설정할 수 있다. 비슷한 기능으로 ‘진폭 감응형 댐퍼’도 있다. 주행 중 노면으로부터 전달되는 출렁임에 따라 서스펜션 스스로 부드럽거나 단단하게 바꿔주는 기능이다. 적게는 1초당 500회 가량 변화하고, 캐딜락은 초당 1000회까지 댐퍼를 제어하는 기술도 사용한다.

또 ‘에어 서스펜션’은 공기를 사용해 푹신한 승차감을 만든다. 공기의 주입 양에 따라서 지상고를 높이거나 낮출 수도 있다. 메르세데스-벤츠는 이를 활용해 코너를 돌아나갈 때 차량이 쏠리지 않도록 하는 기술도 쓴다. 그밖에 무거운 짐을 적재했을 때 차량 뒤쪽이 가라앉지 않고 일정 높이를 유지하도록 하는 ‘셀프 레벨링(Self leveling)’ 등과 같은 기술도 등장했다.

오토뷰=김기태 PD kitaepd@autoview