1-5 서스 구성요소 - 범프 러버, 쇼바, 부싱외

범프 러버 

고무제로 스톱퍼 러버적으로 쓰이는 타입인 것과 우레탄의 롱타입으로 소프트한 완충기능을 가지게 하고 어떤 스트로크에서 비선형적으로 쇼크를 흡수하는 임무를 하는 타입이 있다. 우레탄의 롱타입은 노면의 움푹한 곳 등을 통과할 때의 쾅하고 쳐올리는 쇼크(bottoming이라 부르고 있다)를 대부분 완화시키는 효과가 있다.

 

또 범프 러버는 코너링G의 높은 영역에서 차량의 롤을 억제하기 위한 비선형 스프링적 역할도 담당하고 있다. 이와 같은 효과를 적극적으로 이용하기 위해 달리기를 중시하는 차량의 설정에 있어서는 롱타입의 소프트한 우레탄 범프 러버를 사용하여 범프 러버 터치 하고나서 평안하게 범프 러버가 효과가 있게 된다는 특성을 이용하고 있는 경향이다.

 

범프 러버

 

쇼크업소버

쇼크업소버는 차체의 상하진동을 흡수하는 것에 의해 차량의 승차감 접지성 등의 향상을 얻는 것이다. 쇼크업소버의 제진력을 감쇠력이라고 부르고 유체(오일)의 유동점성저항을 이용한 기구가 사용되고 있다.

 

통상의 쇼크업소버는 감쇠력이 압축시도 신장시도 듣는 복동식 트윈 튜브식이다. 승차감 등과의 관련에서 감쇠력은 축측에 비해서 신측 쪽을 강하게 설정하고 있다. 고정 오리피스와 감쇠력 발생 밸브(디스크 밸브)를 편성해서 아래 그림 ( 작동 속도~감쇠력의 관계 )과 같은 감쇠력 특성을 얻고 있다.

 

피스톤 스피드에 따라서 감쇠력이 변화하는 곡선임. 기본 감쇠력이 압축보다는 신장측이 크다.

이와 같이 감쇠력은 하나의 수치로 대변되는 것이 아니고 이차원 그래프이다. 댐퍼에 따라서는 기울기가 달라진다.

특히 이 그래프는 코니 쇼바의 감쇠력 조절 범위를 보여주는데 감쇠력 단계를 올려도 신장측만 변한다는 것을 알 수 있다. 

 

복동식 쇼크업소버의 일반적인 구조는 아래 그림의 오른쪽 복통식 트윈튜브식 쇼크업소버의 구조에서 볼 수 있다. 이 타입은 성능이 안정되기 위한 신뢰성이 높고 대부분의 차량에 사용되고 있다. 내통과 외통의 사이는 오일의 리저버로 되어 있고 베이스 밸브를 사이에 세우고 내통의 내측으로 통하고 있다.

 

또 리저버에는 질소가스를 봉입한 것도 있다. 그렇지 않는 즉 공기만 주입된 것을 오일 쇼바 공기대신 질소가스를 주입한 것을 가스 쇼바라 한다. 우리나라 소비자들은 가스쇼바는 무조건 오일쇼바보다 우수한 것으로들 알고 있는데 일반 상식과는 다르게 양자의 기능상 차이는 거의 없다. 다만 제품의 품질이 다를뿐이다. 즉 과거 순정 오일쇼바의 품질이 나빴던 것이지 오일쇼바 자체가 구조적으로 가스쇼바의 성능을 따라갈 수 없는 것은 아니다.

단통식 쇼바와 복통식 쇼바의 구조

 

아래 그림은 복동식 트윈튜브식 쇼크업소버의 작동 모습을 보여준다.

 

그림에서는 피스톤 로드가 내려오고 있지만 실제로는 주로 아래 몸통이 올라가는 것이다.

 

노면으로부터의 쳐올림 등에 의한 압축시는 쇼크업소버 하단부가 차체 상방향으로 이동한다. 즉 상대적으로 피스톤부가 눌러 내리고 하실의 체적이 감소하는 방향으로 작동한다. 이 때 하실의 오일은 피스톤밸브 (고정 오리피스와 디스크밸브)를 통하여 바닥실에 유입한다. 이때의 오일의 유동점성저항이 고정 오리피스나 디스크밸브의 특성과 피스톤 속도에 의해서 감쇠력을 발생한다.

 

서스펜션 스프링의 반력에 의해서 로드가 되돌려지는 신장시는 하실의 체적이 늘고 오일은 압축시와는 반대로 상실 및 바닥실에서 하실로 흐르는데 이 때 압축시의 유로(油路)는 닫혀지고 신측의 유로가 열려서 별도 설정된 고정 오리피스 및 디스크밸브를 통해서 유입하기 때문에 압축시와는 같은 피스톤 속도(방향은 역)에서도 다른 감쇠특성을 얻을 수 있다.  최근은 디스크밸브를 2단으로 해서 고정 오리피스와의 연결을 매끄럽게 하고(리니어 특성에 근접) 롤이 일어날 때의 감쇠도 보다 잘 듣게 하는 조안성 중시의 특성과 소프트한 승차감과를 양립시킨 타입의 것도 나오고 있다.

 

또 카트리지식 이라는 타입의 쇼크업소버가 있다. 이 타입은 스트럿식 서스펜션에서 쇼크업소버의 교환을 용이하게 하기 위한 것으로 스트럿 본체의 쉘케이스내에 삽입해서 사용하는 것이다. 인써트(Insert)라고도 한다. 현재는 없지만 과거 우리나라 르망, 에스페로, 프린스 등 대우차량에서 많이 봤던 것들이다.

 

맨 아래에 있는 것이 바로 카트리지식 쇼크업소버임. 맨위는 Strut 가운데는 telescopic shock임.

cartridge는 자체로는 차량에 장착이 안되고 순정 쉘케이스 속에 삽입하는 방식으로 교체함.

 

또 아래 그림과 같이 감쇠력 조정식의 어저스터블 쇼크업소버도 있다 이것은 차량에 장착한 채 다이알에 의해서 좋아하는 필링으로 감쇠력을 조정할 수 있고 주행조건에 응한 설정이 가능하다. 감쇠력은 여러 단계로 조정할 수 있다.  가운데에는 감쇠력의 콘트롤 스위치를 차량내에 배치 가능한 타입도 있고 운전석에서 소프트 미디엄 하드 등의 변경이 가능하게 되어 있다.

 

우리나라 차종으로는 무쏘나 티뷰론, 구형 SM5 용 등이 개발되어 공급되고 있다.

 

최근에는 테인 EDFC와 같이 각각의 댐퍼 감쇠력 조절노브에 전자식 스텝모터를 장착 케이블로 연결하여 운전석에서 콘트롤박스로 주행중에도 수시로 감쇠력을 조절할 수 있는 진보된 제품도 있다. 

  

SS급 이상의 감쇠력 조절이 되는 테인 댐퍼들 중에서 모터의 공간이 허용되는 차량에는 모두 장착이 가능하다.

 

서스펜션 링크 부싱

서스펜션 링크 부싱에는 여러 가지 종류가 있고 최근은 볼륨업해서 부하시의 스트로크량을 크게 얻은 것이 나오고 있다. 전후방향의 텐션로드의 장착부에 사용하고 돌기 통과시의 전후의 차체진동 (harshness라고 부르고 있다)을 완화시키고 유체가 들어있는 부싱도 존재한다.

 

한편으로 레이스차를 시작으로 하는 스포츠튠에서는 필로볼 등을 사용해서 단단하게 한 서스펜션 횡강성을 얻으려고 하는 것이 많고 부싱 타입의 것에서도 오리지날에 비해서 수 배로 횡강성을 높인 것이 많다.

 

테인의 필로볼 타입 서스펜션 링크 부싱

 

타이어

타이어의 종류도 여러 가지이지만 최근은 타이어의 편평화가 유행하고 있고 코너링 성능도 높아지고 있다. 편평 타이어의 경우는 코너링 시의 얼라이먼트 변화가 크다고 편마모를 일으키는 것에 연결되기 때문에 가능한 한 대 노면의 캠버 등의 얼라이먼트 변화를 억제하고 타이어의 접지면을 유효하게 사용하는 배려가 서스펜션 측에 필요하다. 즉 하드 서스화는 코너링 시의 얼라이먼트 변화가 적어지기 때문에 타이어의 편평화와는 매치되고 있다고 말할 수 있다.

 

그 외 스트럿 타워바 등

코너링 시 등에서의 스트럿의 쓰러지는 강성 (횡강성, 캠버강성 등) 을 높이고 싶은 경우 혹은 차체의 비틀림 등을 억제하고 보다 리스폰스가 좋은 샤프한 타이어의 그립을 얻고 싶은 경우 등에 스트럿 타워바가 쓰이고 있다.

 

차체의 비틀림 강성이 약하면 급차선변경을 행했을 때 등 롤의 수속 시에 미세한 롤이 남고 모처럼 고성능 쇼크업소버 키트를 사용했다고 해도 그 좋은 점(댐핑)을 효과적으로 발휘할 수 없는 경우가 있다. 스트럿 타워바 등을 쓴다면 이런 점이 개선되는 점이 있어  스포츠 튜닝에 유효한 파츠로서 꼽을 수 있다.

 

스트럿 타워바

 

 

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