서스형식 1 맥퍼슨 스트럿식

링크의 배치와 역할

서스펜션 형식이라는 것은 링크류를 어떻게 배치하는가를 말하는 것으로 이론적으로는 링크나 암을 이리저리 배치하기에 따라서 수도 없이 많은 패턴이 나올 수 있다. 그러나 내구소비재 중에서 가장 고가품에 해당하는 자동차를 만들면서 대충 얼기설기 배치할 메이커는 없을 터, 실제로는 각 자동차 메이커들이 그 당시의 관점에서는 최선의 방식만 채용하는 데다가 약간씩 변형된 타입도 포괄적으로 뭉뚱그려 하나의 형식으로 지칭하므로 자동차 역사상 실차에 적용된 서스펜션 형식은 그리 많지 않다. 그리고 전 세계 자동차 메이커들이 지금 이 시점에서 신차에 채용하고 있는 방식으로 압축하면 열 손가락 안으로 숫자가 줄어든다. 그 중에서도 현재 주류를 이루고 있는 가장 많이 채용되는 4가지 방식의 기본 구성과 실차 적용 사례를 살펴보자.  

 

맥퍼슨 스트럿식 

①코일스프링과 댐퍼 유닛 ②로워암  ③허브 케리어  ④스티어링 랙 / 타이 로드  ⑤스태빌라이저 링크  ⑥스태빌라이저

 

댐퍼를 차륜의 위치를 결정하는 지주(支柱)로서 사용하는 구조. 맥퍼슨은 고안자의 이름이다. 댐퍼 = 스트럿은 스프링 위의 중량을 지탱하면서 전후방향 캠버방향 회전방향 모든 힘을 받아내기 위해서 높은 강도 강성이 요구된다.

 

스트럿축과 전타축이 조금 벗어나 있기 때문에 구부러지는 모멘트가 생기고 작동시의 마찰이 커지게 되는 것이 단점이지만 일반적으로는 코일 스프링을 옵셋 마운트(스프링 축의 경사각을 크게하는 것을 말함)하는 등의 방법으로 해결했다. 

 

로워측은 통상 V자형 혹은 A자형의 암을 사용하지만 전후로 분할한 링크를 사용하는 케이스도 적지 않다. 어퍼암을 가지고 있지 않기 때문에 엔진을 횡으로 두는 전륜구동차의 프론트용으로서 적합하고 C 세그먼트(소형차) 이하의 FF차는 거의 모두가 채용하고 있다. 또 전체의 부품수나 조인트류가 적기 때문에 코스트면이나 중량면에서도 유리하므로 후륜구동차에서도 채용사례가 많고 현재의 프론트 서스의 확실한 주류가 되고 있다.

 

우리나라의 경우 현재 시판 중인 차량 46개 중 36개 차종의 전륜에서 채용되고 있다. 나머지도 대부분 더블 위시본식을 채용하고 있는 모하비, 렉스턴 등 RV차량인 점을 감안하면 거의 모든 승용차량에서 전륜용으로 채택하고 있다고 해도 과언이 아니다. 그럼 여기서 실제 차량에 적용된 사례를 살펴본다.

 

Audi A1 Audi TT

∎ 심플한 구조야말로 코스트를 들여 만든다.

①코일스프링과 댐퍼 유닛 ②로워암  ③허브 케리어  ④스티어링 랙 / 타이 로드  ⑤스태빌라이저 링크  ⑥스태빌라이저

 

VW AUDI 의 메가 플랫폼 PQ35계의 프론트가 채용하는 맥퍼슨 스트럿식 서스펜션은 강도 강성을 확보하기 위해 이 클래스에서는 세계에서 유일한 크로스멤버에 알루미늄 주조품을 사용하는 등 대단하게 코스트를 들인 만듬새가 특징.

 

또 차종마다의 캐릭터나 요구에 맞춰서 세부의 사양을 변경하고 있다. AUDI A3나 VW GOLF의 일반적인 사양은 로워암에 스틸프레스 성형품을 사용하고 있지만 위 그림 우측의 AUDI TT 에서는 알루미늄 단조품으로 변경하고 있다. 위 그림 좌측의 AUDI A1이나 VW POLO등이 사용하는 플랫폼 PQ25의 프론트도 맥퍼슨 스트럿으로 기본적인 구성은 PQ35에 준한 것으로 되어 있다.  

 

Opel INSIGNIA OPC  Opel INSIGNIA

∎ High Performance판은 실존전타축식(實存轉舵軸式)

①코일스프링과 댐퍼 유닛 ②로워암  ③허브 케리어  ④스티어링 랙 / 타이 로드  ⑤스태빌라이저 링크  ⑥스태빌라이저

 

그림 우측은 표준차로 지극히 보통의 구성이지만 좌측의 OPC(Opel Performance Center)사양에서는 댐퍼의 로워 마운트를 변경하여 허브 캐리어 자체가 실제의 전타축으로서 그 기능을 하도록 구성하였다.

 

이렇게 하는 것으로 전타축을 타이어의 접지중심점 가까이에서 보다 더 바로 서있는 각도로 설정할 수 있다. 또 스프링 위에서의 하중이나 스프링 밑에서의 입력의 영향이 저감되어 전타만 전념할 수 있기 때문에 조타에 필요한 힘이 작아도 되고 스티어링의 정확성도 크게 향상시킬 수 있다. 르노 메가누RS나 포드 포카스 RS도 같은 구성을 채용한다.

 

Mercedes-Benz C Class (W204)

∎ [이론을 지킨다]를 위한 분할 로워링크

①코일스프링과 댐퍼 유닛 ②로워암  ③허브 케리어  ④스티어링 랙 / 타이 로드  ⑤스태빌라이저 링크  ⑥스태빌라이저

이론에 충실하려고 ②번 로워암을 앞 뒤로 두 개를 설치했다.  

 

서스펜션 구성부품 레이아웃 이론의 하나로 스티어링 락 / 타이 로드는 앞 끌림, 정면에서 봤을 때 로워암과 같은 높이에 위치, 타이 로드 길이는 로워암 길이와 같은 것이 이상적이라고 말하는 사람이 있다. 그처럼 배치되면 서스의 움직임에 의한 조타계로의 간섭이 최소한으로 억제되지만 실제로는 여러 가지의 형편상 그렇게 되어있지 않은 자동차가 압도적으로 많다.

 

그러나 현행의 메르세데스 벤츠C클래스 ~ E클래스나 BMW의 1및 3시리즈는 맥퍼슨 스트럿으로 이 이론을 따르기 위해서 로워측을 전후 분할 링크로 구성하고 있다. 최고급 성능의 주행을 표방하고 실제의 평가도 높게 받는 배경에는 이와 같이 역학적인 이론에 따른 설계가 있어서이다.

 

 

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