서스펜션의 기능과 구성요소

 

 

서스펜션의 정의

 

오랫동안 서스펜션 관련 일에 종사하면서 국내 에프터 마켓에서는  서스펜션이란 용어를 처음으로 사용하였으며 나름대로 서스펜션에 관련된 국내외 수 많은 문헌과 정보를 수집하여 소개하고 있지만 아직도 한두 문장으로는 제대로 정의 내리지 못하는 것이 바로 서스펜션 (suspension)이란 말이 아닌가 합니다. 국내외를 막론하고 수 많은 학자들과 업체에서 서스펜션을 나름대로 정의한 것을 두루 살펴 보았지만 그 어느 것도 틀린 말이 아닌 모두 옳은 말들이지만 전체를 아울러 표현하였다고 하기에는 어딘가 부족한 점이 있다고 매번 느끼게 됩니다.

 

우선 suspension의 단어의 뜻입니다. 한두 문장으로도 표현하기 어려운 것을 한 단어로 번역하기는 매우 어렵겠지요. 마땅한 용어가 없어서 그런지 한중일 모두 그냥 외래어로 서스펜션이라고 주로 사용하고 굳이 한자식으로 표현한다면 일본과 우리는 현가장치(懸架裝置)로 중국에서는 현괘장치 (懸掛裝置) 또는 현가장치 등으로 쓰기는 합니다. 현가(懸架)라는 말은 어디에도 없던 말인데 뒤에 장치(裝置)를 붙여서 단지 서스펜션을 번역하기 위하여 옛날 일본사람들이 만든 신조어로 보이는데 “매달기(懸)”라는 뜻으로 대표되는 영어 suspension의 직역에서 비롯된 것 같다고는 이 카테고리 다른 게시물에서 언급한 바 있습니다.

 

다행히도 우리나라 네이버 영어사전에는 그냥 “서스펜션(자동차에서 차체의 무게를 받쳐주는 장치)”이라고 현대식으로 풀이하고 있으며 시사영어사 콘사이스에는 “차대받이 장치”라고 현가와는 반대의 개념 즉 위에서 아래로 매단 것이 아닌 아래에서 위로 떠받치는 뜻으로 매우 적절하게 번역되어 있습니다. 이는 과거  마차시절 초창기의 초라한 형태의 탈 공간을 만들어 가죽끈 등으로 달고다닌 것에서 유래된다는 suspension이란 용어를 현대의 자동차에 무리하게 적용함에 따른 부조화라고 판단됩니다.

 

그래서 요즘은 일본뿐만 아니라 우리나라도 현가장치란 말은 잘 사용하지 않습니다만 구체적으로 서스펜션 시스템으로 들어가면 이야기가 달라 집니다. 예를 들면 "Independent suspension system"을 “독립식 현가장치”라고 지금도 많이들 번역 사용합니다. 한 마디로 대체할 마땅한 다른 용어가 없기 때문일 것입니다. 그냥 “독립식 서스펜션”이라고 하면 될 것을.

 

하지만 영어사전에 있는 서스펜션의 설명은 단지 하나의 기능만 정확하게 풀이했을 뿐 절대로 서스펜션에 대한 만족스런 표현은 될 수 없습니다. 단순하게 차체만 받쳐주기 위해서라면 바퀴와 차체를 견고하게 철제 지주로 연결하기만 하면 될 것인데 요즘 세상 어디에도 그런 서스펜션은 없습니다. 차체의 무게를 받쳐주는 기능 이상으로 중요한 완충역할이 빠진다면 서스펜션이라고 할 수 없는 것이지요. 따라서 서스펜션은 단순한 지주장치도 아니고 그렇다고 단순한 완충장치도 아닌 노면 충격은 단절(insulation)시키되 차체 무게는 받쳐주는(support) 장치라고 할 수 있습니다.

   

 

 

이 모든 혼란은 그만큼 서스펜션의 기능과 역할이 단순하지 않고 다양하기 때문에 보는 관점에 따라 접근하는 방법에 따라 그 정의가 다르기 때문이 아닐까 합니다. 최근 KYB(가야바)에서 다시 서스펜션에 관한 자료를 발간하였는데 과거 1991년 판에서는 서스펜션의 기능에 대하여는 매우 짧게 흐지부지 넘어가더니 이번에는 이해하기 쉽게 간략하게 요약 정리하였기에 여기에서 소개합니다.

 

서스펜션의 기능

 

자동차의 서스펜션은 차체에 대하여 차륜을 상하방향으로는 완충작용을 하면서 움직임을 허용하고 전후 좌우방향으로는 차륜의 움직임을 규제하여 위치결정을 수행하는 기구이다.  이 기본적인 기능은 다음과 같다.

  

 서스펜션의 완충기능에서 핵심역할을 하는 완충기(쇼크압쇼버)가 망가진 경우(위)와 교체 후 모습(아래) 비교

 

1. 완충기능

자동차가 탄생하기도 전인 마차시대 때부터 필요하였던 기능으로서 불규칙한 노면 등에 의한 차륜의 상하진동을 완화 흡수하여 진동이 차체에 직접 전달되는 것을 방지한다.  따라서 승객의 승차감 향상, 적하물의 보호, 차체 각 부분의 동적 응력의 저감을 꾀한다. 게다가 차륜의 진동을 억제하여 타이어와 노면간의 접지력 변동을 억제하고, 구동력과 제동력 및 횡력 등을 유효하게 작용시켜 차량의 주행성능을 높인다.

 

 

 

2. 차륜 유지기능

주행하고 회전하고 정지하는 자동차의 기본기능의 실현을 위하여 타이어와 노면간에 발생하는 전/후, 좌/우 방향의 힘에 대하여 차륜과 차체와의 연결을 유지하는 기능이다.

 

3. 얼라인먼트 제어기능

직진안정성 확보나 선회시의 운동성능을 향상시키기 위해서는 타이어가 노면에 대하여 어떠한 상태에서 접지하고 있는가는 대단히 중요하다. 서스펜션이 스트로크 했을 때나 제동력, 구동력, 횡력이 차륜에 작용했을 때 휠 얼라인먼트를 적절하게 설정하는 것 또한 서스펜션의 기능이다.

캠버, 토우, 캐스터로 대변되는 휠 얼라인먼트 정렬은

서스펜션의 구성요소들의 위치나 각도를 변경시켜 조정하는 것이다.

 

4. 스트로크 규제 기능

서스펜션의 스트로크(상하 움직임)는 큰 편이 좋지만 차체와 차륜과의 간섭 및 구성요소나 얼라인먼트 변화의 허용범위 등에서 제약을 받는다. 이 제약 내에서 적정한 스트로크를 결정하는 것이 서스의 또 다른 기능이다.

 

 

 

 

서스펜션의 구성요소

서스펜션은 앞서 언급한 완충기능을 위하여 다음과 같은 구성요소가 있다.

 

1. 스프링

차륜의 상하운동에 대하여 적절한 부드러움을 가지는 탄성요소

스프링의 종류로는 코일 스프링 외에도 판, 토션바 및 에어, 고무, 유공압 스프링 등이 있음.

 

요즘 압도적으로 많이 사용되고 있는 코일 스프링

 

2. 쇼크 압쇼버(완충기)

진동 감쇠요소로서 영어권에서는 댐퍼, 쇽, 스트럿 등으로도 불리고 동양에서는 완충기, 감진기로 불린다.

초창기 완충기는 현재와는 전혀 다른 모습이지만 지금은 세계 거의 모든 자동차에서는 유압식이 사용된다.

오일쇼바 외에도 현재 널리 사용되고 있는 가스쇼바도 알고보면 유압식의 일종임

 

 초창기 완충기(쇼크 압쇼버)의 모습

 

 

현대의 완충기(쇼크 압쇼버)의 모습

 

 3. 링크 기구

암과 로드 등으로 연결 구성되어 차륜 유지기능과 얼라인먼트 제어기능을 담당

이 링크 기구들과 완충기(쇼바)와 스프링의 위치 배치 설계에 따라서 서스펜션 시스템의 종류가 정해진다. 

 

왼쪽은 완충기가 지주 역할을 겸하는 스트럿(맥퍼슨) 타입이고

오른쪽은 링크가 여러개 사용된 멀티링크 타입으로서 완충기는 진동 감쇠역할을 한다. 

 

4. 부시, 인슈레이터

각 부품과 차체와의 결합부에 위치하면서 고주파 진동의 차체로의 전달을 방지하는 기능을 한다.

 

이 것은 완충기에 들어 가는 범프 러버로서 강한 충격시 진동 전달을 방지하는 역할을 한다.

 

※ 서스펜션의 기본 개념과 기능에 대하여는 이 블로그에 다양한 각도에서 접근한 또 다른 글들이 있으므로 참조하시기 바랍니다.

 

 

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