스프링 레이트와 휠 레이트

 

-스프링 Rate (정수)와 Wheel Rate

스프링정수는 스프링자체가 가지고 있는 변형정도를 수치로 나타낸 것이지만 실제로 자동차에 장착되었을 경우 그대로 적용될까 하는 의문이 생깁니다.

 

예를 들면 서스펜션의 형식이 스트럿 (Strut)식인 것은 타이어의 스트로크 (Stroke) 1에 대하여 쇼크 스트로크도 1 이라고 말할 수 있기 때문에 스프링 레이트 = 휠 레이트가 됩니다.

 

그러나 서스펜션 형식이 트레일링암 (Trailing)식이나 더블위시본 (Double Wishbone)식 등으로 된 경우에는 이 등식은 성립되지 않습니다. 그 이유는 암이나 링의 중간에 쇼크압쇼버가 장착되어 있는 경우 차체(body)측으로부터의 거리에 따라 스트로크비(레버비)가 달라지기 때문입니다.

 

링 전체 길이에 대하여 차체 측에서 80%길이인 곳에 쇼크압쇼바가 달려있는 경우 타이어 스트로크 1에 대하여 스트로크 비는 0.8이되며 스프링 레이트는 스트로크 비의 제곱으로 변화하기 때문에 0.8 x 0.8 = 0.64로 되고 원래의 스프링정수에 0.64를 곱한 것이 실제 스프링정수가 됩니다.

 

예를 들면 스프링정수 5Kg/mm의 것이라면 3.2Kg/mm가 휠 레이트가 됩니다. 요거 언젠가 저희들 홈페이지에서 그냥 80%인 4kg/mm 아니냐고 문의하신 분이 있었는데 아닙니다. 3.2가 맞습니다. 스프링이 휠에서 조금만 안쪽으로 들어가도 실제 휠에 적용되는 레이트는 확 떨어지게 됩니다. 

 

게다가 댐퍼가 수직으로 서 있지 않고서 비스듬히 장착된 경우에는 댐퍼의 감쇠력이나 거기에 부착된 스프링이 제 강성을 발휘할 수 없습니다. 이때는 경사각도에 따라서 환산할 필요가 있습니다. 이 경우에는 삼각 함수인 sin을 사용하여 환산수치를 구하여야 합니다.

 

위 그림과 같이 스프링이 거의 가운데 위치하는 경우에는 휠레이트가 스프링 레이트에 비하여 매우 낮아진다.

바로 이것이 현대 세단인 NF소나타의 스프링 레이트가 스포츠쿠페인 투스카니보다 높은 이유이다.

 

따라서 결론적으로 단순하게 스프링 레이트만 높다고 무조건 단단할 것이라고 오판해서는 안됩니다. 가끔 왜 내차보다 작은 차인데도 높은 레이트의 스프링을 쓰지 하고 문의하시는 분들이 있습니다. 먼저 그 차량의 서스구조가 나와 차이가 있는지를 살펴볼 필요가 있습니다. 

 

즉 단순한 스프링 레이트보다는 레버비 등으로 환산한 휠 레이트가 보다 더 정확한 지표가 됩니다.

 

 

-- 튜닝앤코리아 --