오버 스티어와 언더 스티어의 개요 그리고 해소방안

 

서스펜션 튜닝의 목적은 오버나 언더의 스티어링 특성을 해소하는 것이라해도 과언이 아닌데 정작 대부분의 사람들은 스티어링 자체에는 별로 관심이 없는 것 같습니다.  서스튜닝의 목적 중 보다 빠르게 안정적으로 코너링하는 것이 가장 중요하다는 데는 모두 다 동의하실 것입니다.  그렇다면 스티어링 특성은 바로 코너링에 관한 이야기이기 때문에 충분히 관심을 받을 만합니다.

 

코너링이 불안정하다는 것은 스티어링이 언더나 오버 어느 한쪽으로 흐르고 있다는 것이고 이 특성을 잘 파악하고 이해를 해야 올바른 대처를 할 수 있는 것입니다. 스티어링 특성은 차량이 아무리 좋아도 서스가 아무리 좋아도 발생합니다. 어느 차량이던 어느 서스이던 그 한계점은 분명 있기 마련이고 그때 앞이던 뒤이던 어느 한쪽이 먼저 밀리게 되기 때문입니다.

 

무조건 서스만 좋은 것으로 교체한다고 댐퍼의 감쇠력을 강하게 한다고 스프링 레이트를 높인다고 코너링이 좋아지는 것은 아닙니다.  현재 내차 서스 세팅의 취약점을 파악하여 해소해 줘야 하는 것입니다.  바로 이런 목적으로 차고 및 감쇠력 조절식 댐퍼가 생겨난 것인지도 모릅니다.  일체형 서스로는 차고와 감쇠력 조절로 얼마든지 스티어링 특성을 쉽게 변경할 수 있습니다. 즉 코너링 능력을 향상시킬 수 있다는 말입니다. 

 

오버 스티어 (Over steer)

 

코너링시 앞바퀴 보다 뒷바퀴가 아래 그림과 같이 더 크게 도는 경우를 오버 스티어라고 하는데 말은 간단하고 쉽게 들리지만 실제로 정확하게 이해하기가 어려운 것이 사실입니다.

실제로 많은 매니아들이 잘 못 이해하고 있는 경우를 종종 본 적이 있습니다만 알고 보니 우리뿐만아니라 자동차 역사가 깊은 유럽이나 일본에서도 오버나 언더 스티어는 잘못 이해되는 경우가 많다고 합니다. 이론적으로 잘못 이해된다는 이야기가 아니라 현실적으로 서키트에서 언더인지 오버인지 파악하기가 결코 쉽지는 않다는 이야기 입니다. 여기에 대하여는 나중에 별도로 다룰 것입니다.

오버 스티어는 코너링시 뒷바퀴가 앞바퀴보다 많이 미끌어지는(슬립) 현상으로 우리나라에서는 흔하지 않는 고출력 후륜구동차량에 많은 편인데 전륜구동이라도 타이어나 서스의 세팅 등에 따라서는 얼마든지 발생이 가능합니다.

잘 활용하면 보다 빠른 속도로 코너링을 할 수 있는 점은 있지만 오버 경향이 심한 경우 또는 당황하여 브레이크 페달을 밟으면 뒷바퀴의 미끌어짐이 더 커져 급기야는 스핀턴으로 이어져 대형 사고를 유발할 수도 있다는 점에서 이에 대처할 운전 테크닉이 없다면 매우 주의를 요하는 특성입니다.

 

 

언더 스티어(Under steer)

 

오버 스티어와는 반대로 언더 스티어는 아래의 그림과 같이 자동차가 회전할 때 앞바퀴가 뒷바퀴보다 더 큰 원을 그리면서 도는 것을 말합니다. 즉 앞바퀴가 외곽으로 밀려나는 현상인데 FF차량은 거의 모두 이 특성을 가지고 있으므로 우리나라에서는 거의 모든 차량에 해당되는 특성입니다.

차량의 무게 중심이나 서스펜션과 타이어의 성능 및 노면 특성 등을 고려하지 않고 과도하게 빠른 속도로 코너링을 하게되면 차량이 운전자가 원하는 방향으로 가지 않고 앞쪽이 먼저 외곽으로 밀려나는 것입니다. 이를 다른 말로 표현하면 앞 타이어의 원심력이 타이어와 지면의 마찰력으로 발생되는 코너링 포스를 초과하여 미끌어지는 현상입니다.

이 경우에는 간단하게 악셀 페달에서 발을 약간 떼기만 하여도 차량은 본래의 제자리로 돌아와 해결되는 경우가 많습니다. 물론 여기서 그 반대로 가속하는 것은 언더 스티어를 확대시킬뿐이므로 주의를 요합니다.

대부분의 차량들이 약간의 언더 스티어 특성을 가지도록 설계되어 있는데 그 이유는 초보자들이라도 코너에서 차량이 밀려나면 당황하여 본능적으로 브레이크 페달을 밟게 되는데 바로 이 조치로 언더 스티어 현상이 저절로 많이 해소되기 때문입니다.

이 반대로 뒤가 밀리는 오버 스티어는 당황하여 브레이킹을 하게되면 오히려 문제가 더 커져 심각해 진다는 점을 감안하면 메이커들이 약한 언더 스티어 특성으로 기본 설계하는 것은 어찌보면 당연할 것입니다.

일반인 들에게는 언더 스티어가 안전하고 운전하기에 편안하지만 레이서들이나 스포츠주행 매니아들에게는 언더는 해소되어야할 과제일 뿐입니다. 실제로 FR 이나 MR 인 외국 유명 스포츠카에서는 오버 경향이 강한 차량들이 많아서 일반인들이 운전하기에는 많은 주의를 요한다고 합니다.

언더를 해소하자면 여러가지 방법이 있겠지만 서스 세팅의 변경이 가장 간편하면서도 유용하며 이 점에서는 감쇠력 조절식 일체형이 매우 편리합니다.

참고로 언더 스티어 특성을 개선하여 뉴트럴 또는 약한 오버 경향으로 바꾸어 보다 높은 속도로 코너링을 하려면 다음과 같은 방법이 있습니다.

 

언더스티어 해소방안

1. 정지 상태 차량의 무게 중심을 뒷 쪽으로 옮긴다
2. 주행중 무게 중심을 순간적으로 앞쪽으로 이동시킨다(브레이킹 등으로)
3. 앞 스프링을 약하게 뒷 스프링을 강하게
4. 뒤 스태빌라이저를 앞 쪽 보다 스프링에 비하여 상대적으로 강하게
5. 앞 쇼바는 약하게 뒷 쇼바는 강하게
6. 앞 타이어의 폭을 넓게, 공기압을 높게 뒷 쪽은 좁고 낮게
7. 앞 트레드 폭을 뒷 쪽보다 넓게(앞에만 마이너스 휠)
8. 전륜의 캠버각을 마이너스로 후륜은 플러스로
9. 전륜의 토 값은 인(IN)으로 후륜은 아웃(OUT)으로
10. 뒤 스포일러의 각도를 줄이고 크기를 작게
11. 차고를 앞은 낮게 뒤는 높게
12. 쉽지는 않지만 구동륜을 전륜에서 후륜으로 변경한다.

 

위 해소방안 중에서 왜 그런지 쉽게 납득이 가지 않는 대목이 분명 있을 것입니다. 그래야만 정상입니다. 그렇지 않다면 스티어링 특성을 전혀 이해하지 못하시는 분이거나 아니면 매우 잘 이해하시어 이 정보가 필요없는 분일 것입니다.  정상적인 분들의 이해를 돕기 위하여 보다 더 자세한 것을 다음 게시물에서 계속 다루겠습니다.

 

실제로 인터넷에서 흘러다니는 정보 중에서 잘못된 정보가 가장 많은 부분이 바로 스티어링 특성이 아닌가 합니다. 부분적으로는 옳은 이야기들 같지만 원인을 반대로 설명한다거나 아니면 결과를 엉뚱하게 귀결시키는 등 말입니다. 예를 들면 후륜구동차량이 언더스티어가 나서 코너링이 좋아 전륜구동보다 우수하다던가 시승기 등에서 전체적으로 서스가 너무 무르니까 언더스티어가 발생한다는 등 부적절한 표현들이 흔하게 보입니다. 전반적인 서스의 무름과 단단함 그 자체는 스티어링과 상관이 없는데도 말입니다. 그만큼 착각하기 쉽고 헷갈리는 분야가 스티어링 특성임에는 틀림이 없습니다.

 

 

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