1-1 일본의 자동차 서스펜션

일본의 과거를 돌이켜 서스펜션 및 그 튜닝에 대해서 조금 소개하고 싶다.

1980년대 초기 리어 서스펜션은 1961년 BMW차에서 최초로 개발 장착된 세미 트레일링암식 서스펜션이 거의 휩쓸고 있었다. 세미 트레일링암식 서스펜션은 그 우수함이 충분히 인정되어 세계적으로 많이 채용되고 있었고 포르쉐에서도 사용되는 등 당시 주류의 스포츠카에서도 사용되고 있었다.  한편 프론트 서스펜션은 스트럿식 서스펜션이 주류의 위치를 차지하고 있었다.

 

(세미트레일링 암식 서스펜션)

 

당시의 일본차의 운동성능은 유럽차에 비해 고속시의 조종 안정성에서 뒤떨어지고 이 부분에서 유럽차의 수준을 따라 잡는 것이 과제였다. 고속 주행에서 벤츠 등의 유럽차를 운전하면 안심하고 핸들을 쥐는 것이 가능하지만 일본차의 경우 고속에서는 안정성이 떨어지고 주의를 기울여 운전할 필요가 있었다.

 

당시는 차량의 컨셉 자체도 커다란 차이가 있었던 것은 아닐까 생각된다. 이를테면 당시 시트로엥이라는 차는 몹시 롤각이 커서 마치 배에 타고 있는 것 같은 감각이었던 것을 기억하고 있다.

 

그 후 특히 고속시의 조종안정성에 있어서 전륜에 비해 후륜 캐퍼시티가 대단히 중요한 것도 이론적으로 이해하게 되었다.

 

그리고 세미트레일링암식 서스펜션에 있어서 후륜 캐퍼시티를 올리기 위해 암의 상반각 및 후퇴각의 적정화에 따라 후륜의 롤. 언더 스티어화가 가능해지는 것이다.

 

(세미 트레일링 암식 서스펜션의 후퇴각과 상반각)

 

후륜의 언더 스티어화에 따른 후륜 캐퍼시티의 향상에 관해서는 암 부싱의 업이나 멤버 인슐레이터에 우수한 부싱(경도에 방향성을 가진 부싱)을 사용함으로써 타이어에 횡력이 가해졌을 때 멤버 자체가 후륜의 캐퍼시티를 업하는 방향으로 조종한다. 후륜 컴플라이언스 언더 스티어를 실현한다. 

 

 

(세미트레일링 암식 서스펜션의 컴플라이언스 스티어)

 

또 파워 스티어링이 장착된 차에서는 스티어링계의 강성 배분을 적정화하는[고강성 칼럼 커플링화 & 선단형 락마운트 인슐레이터(횡강성 다운화하는 방향의 인슐레이터)등]것이 되고 높은 G영역까지 스티어 특성 변화가 적어 바람직한 차량 운동 특성에 가까이 하는 시도 등도 많아졌다.

 

전술했던 일본차의 고속시의 조종안정성은 이러한 시도에 의해 현격한 진보를 이루었다고 생각된다. 1980년대 후반은 세미 트레일링암식 서스펜션에도 가지가지의 조종안정성 성능에 있어서 한계가 노출된 시대이다. 예를 들면 코너링시 코너링 한계 G에 접근하게 됨에 따라 차체 후부의 Jack up을 수반하고 그 결과 코너링 한계 부근에서 과도적인 그립을 놓치는 경우가 급격하게 (Jack up에 의한 내외륜 하중이동 증가 등의 영향 )늘고 롤 시의 뒤 떠오름을 동반하는 즉 대각선 롤 등의 문제도 있다.

(선회시의 차체 후부가 떠오르는 Jack-up 현상 )

 

또 브레이킹했을 때의 토-아웃 그리고 브레이킹 시의 차체 후부 떠오름에 동반하는 외륜차륜의 포지티브 캠버각 방향으로의 움직임 등 때문에 차량의 스키드 한계는 오르기는 했으나 턱인 현상이 해소되지 않는 문제도 있다.

 

그래서 출현한 것이 리어의 멀티링크식 서스펜션이었다. 리어의 멀티링크식 서스펜션은 벤츠190에 탑재된 것이 최초이고 전술한 코너링 성에 있어서 일본차와의 차이를 보여주고 있는 것처럼 생각된다. 그 링크 배열은 3차원적으로 복잡한 배치를 하고 있고 벤츠사에서는 수십 가지의 컴퓨터 계산에 따라서 이 서스펜션의 최적 배치를 구하는 방식을 채용했다고 한다. 멀티링크식 서스펜션은 그 후 일본차에 있어서도 갖가지 우수한 것이 등장하여왔다.

 

1980년대 후반은 또 상기의 메카니컬한 서스펜션의 발전과는 별도로 조타방식에 있어서도 현격한 진보가 이뤄졌다. 4륜 조타 시스템은 1970년 후반~1980년대 초기 일본 지포공업대학의 교수 연구실에서 전후륜을 연결한 가변요소차(테스트 비클)에서 행했던 시스템이 시작이 되었다. 연구실에 설치된 교수의 고안 확립에 따른 “횡운동시험대”에 따라서 실주행에 있어서의 사람-자동차계의 바람직한 특성이 해명되어 조종안정성은 이 4륜 조타 시스템에 따라서 비약적인 향상을 얻을 수 있는 것이 명확하게 되었다. 횡운동시험대는 실내에서 레인체인지적인 코스트 록킹 테스트 등을 재현성이 좋게 시험 가능한 획기적인 장치였다.

 

계속해서 실제의 시판차에도 갖가지의 방식에 따른 4WS 시스템(닛산 HICAS 혼다의 타각응동형 4WS 등) 탑재차가 나오고 1989년 이후는 액티브 서스펜션에 의한 차량의 롤 제어 그리고 하중이동제어에 따른 스티어 특성제어로 발전하여 온 것이다.

 

또 제구동방식에서도 차량을 안정화 방향으로 이끄는 다이렉트 요 컨트롤 제어 등이 발전하고 제동과 구동시의 안정성도 현격한 향상을 얻을 수 있었다.

 

1985~1990년대 전반에 걸쳐서는 또 FF차를 포함하여 코너링 한계 부근의 컨트롤성에다가 고도화하기 위한 수법이랑 그 서스펜션 튜닝 기술의 추구가 되었던 시기이기도 하다.

 

이를테면 FF차에서 트렁크 등의 실내 공간을 손실되는 일 없이 높은 스페이스성을 확보하면서 차량의 자세 변화에 따르는 롤센타 이동이나 캠버각 변화에 우수하고 선회 중의 제구동시의 안정성을 높이는 것을 가능하게 한 멀티링크빔식 서스펜션 등도 출현했다.

 

덧붙여서 차량의 기본성능인 롤강성 배분, 밸런스 중량배분, 캠버각 변화, 타이어특성을 포함하여 최적의 밸런스를 해석적으로 이끌어내어 차량에 집어 넣는 시도도 이때쯤 시작되었던 것 같이 생각된다. 이를테면 닛산 스카이라인은 밧데리를 트렁크에 적재하는 등 차량의 전후 중량 배분을 이론적 최적의 밸런스로 정확하게 맞춰보는 시도도 이루어졌다.   <계속>

 

[이 카테고리 모든 게시물의 출처는 일본 SUSPENSION TUNING 노자키 히로미치 山海堂입니다.]

 

 

-- 튜닝앤코리아 --