서스펜션에 대해 관심이 좀 있어서 검색을 하다가 좋은 글이 있어서 퍼온다. 출처는 https://blog.daum.net/teinkorea/210 여기다.
인간은 누구나 편안하고 안락한 것을 좋아하게 마련입니다. 공간을 이동하는 운송 수단인 자동차에 있어서도 이 근원적인 욕구는 변함이 없습니다. 하지만 자동차는 편안함과 안락함만을 마냥 추구할 수는 없는 것이 문제입니다. 공간을 빠르고 안전하게 이동해야 한다는 또 다른 아니 가장 근본적인 목적이 따로 있기 때문입니다. 하지만 점차 차량에서 보내는 시간이 많아지고 있는 현대인들에게 승차감은 결코 포기할 수 없는 중요한 바램이기 때문에 조종안정성과의 적당한 선에서 타협하는 것이 불가피한 메이커나 소비자 모두들에게 영원한 숙제입니다.
여기서 승차감의 개념과 승차감 결정 요인을 간략하게 살펴보고 노후 중고차량의 승차감 악화원인을 파악하여 승차감 결정 요인 중에서 소비자가 개선할 수 있는 방법을 알아보겠습니다.
승차감의 개념
승차감은 넓은 의미에서는 차량에 탑승하였을 때의 종합적인 쾌적함을 말하기도 하지만 주로 좁은 의미인 차량의 진동에 대한 인간의 느낌을 말한다. 자동차의 진동은 불규칙한 도로를 통과할 때 노면으로부터 타이어와 서스펜션을 거쳐 차체와 인체에 전달되는 것인데 이를 주파수 즉 Hz나 사이클 단위로 계측이 가능하다. 인간은 침대의 푹신푹신한 진동과 비슷한 분당 60 ~ 120 싸이클을 가장 좋게 느껴 이 수준이면 승차감이 좋다고 말하지만 사람마다 그 선호하는 영역대의 편차는 매우 크다.
주파수가 너무 낮아 분당 45 싸이클 미만이면 일반적으로 멀미를 느끼게 되며 2,000 싸이클 이상이 되면 눈동자가 떨려 시각이 흔들릴 정도가 된다. 대부분 승용차량의 순정 서스펜션은 60 ~ 90 싸이클로 설계되어 있으며 튜닝용 서스펜션 제품은 90 ~ 150 cycle 정도이며 레이싱용 서스펜션은 150 ~ 200 cycle 정도로 세팅된다.
스프링 위 하중(sprung weight)는 무거울수록 스프링 아래 하중(unsprung weight)은 겨벼울수록 양호함
승차감 결정 요인들
1. 스프링 위의 무게는 무거울수록 양호함- 대형차가 소형차보다 승차감이 양호- 그리고 빈차보다는 적정한 인원이 탑승하거나 화물 적재한 차량이 좋음
2. 스프링 아래 무게는 가벼울수록 양호함 - 가벼운 알루미늄 휠, 타이어가 유리- 광폭타이어는 코너링에는 도움이 되지만 연비와 승차감에는 나쁜 영향을 미침
3. 스프링의 레이트는 낮을수록 양호 - 너무 낮으면 조종안정성에는 불리함
4. 완충기(쇼바)는 스프링과 차량 무게와 상관되나 주로 감쇠력이 약하면 양호 - 강한 스프링에는 부드럽기만한 완충기(쇼바)보다는 적당하게 매칭이 되는 완충기(쇼바)가 좋을 수도 있음
5. 휠은 가벼운 재질을 사용할수록 양호함- 강성만 유지된다면 휠은 가벼울수록 좋고 부작용이 없음
6. 휠의 크기(인치)는 작을수록 양호- 휠이 크면 타이어의 편평비는 낮을 수밖에 없으므로 승차감을 크게 저해- 하지만 모양새를 위하여 최근에는 대형 휠이 대세
7. 타이어 공기압은 당연히 적당히 낮을수록 양호함- 공기압이 너무 낮으면 연비도 나쁘고 조안성도 나빠지며 때로는 위험함
8. 타이어 편평비는 높을수록 양호함- 편평비가 너무 높으면 조종안정성이 불량해짐
9. 타이어 폭은 좁을수록 편평비가 높아서 양호 - 광폭 타이어는 불리
10. 서스펜션 시스템은 독립식이 차축식보다는 양호함- 좌우 따로 움직일수 있으므로 축방식이나 토션빔 방식보다는 독립식이 양호함- RV 등은 차축식이 많은데다가 축 자체가 무겁고 타이어도 커서 여러모로 승차감이 나쁜 구조임
11. 스프링 종류는 일반적으로 코일, 토션바, 판스프링 순서로 유리함- 판스프링은 자체 무게가 상당하므로 불리함
12. 주행속력은 당연히 느릴수록 양호하나 적당한 속력이 편하게 느껴질 수도 있음- 외부 충격은 속력에 비례하므로 빠르며 그만큼 외부 충격이 커짐
13. 노면상태는 당연히 편평할수록 양호하나 적당한 굴곡이 좋게 느껴질 수도 있음
14. 스태빌라이저는 롤링만 잡아주고 승차감에는 영향이 없다고들 하나 실제로는 불규칙한 노면에서는 승차감에 악영향을 줌
15. 부드럽거나 딱딱한 시트의 종류
16. 타이어의 재질과 패턴
마모되거나 손상된 부싱이나 베어링 등 부품에 의한 승차감 악화요인을 제외하고도 대충 이 정도를 들 수 있겠습니다.
현실적으로 실현가능한 개선 방법들
노후차량 이용자나 중고자동차를 구입한 소비자 입장에서 손쉽게 가능한 방법은 다음과 같습니다.
(1) 완충기(쇼크 압쇼버)를 너무 딱딱하지 않은 제품으로 교체한다.
(2) 가벼운 휠로 교체하여 스프링 아래 무게를 줄인다.
(3) 작은 휠, 타이어로 교체하여 스프링 아래 무게를 줄인다.
(4) 스프링을 레이트가 낮은 부드러운 것으로 바꾼다.
(5) 타이어 공기압을 낮춘다.
(6) 타이어 편평비를 높인다.
(7) 타이어를 승차감이 좋은 제품(재질이나 패턴 등)으로 교체한다.
(8) 스태빌라이저를 순정으로 교체한다.
위에 언급한대로 하면 분명하게 승차감이 개선되겠지만 그러면 아무런 부작용이나 문제점이 없는지를 살펴 봅시다.
(1) 완충기(쇼크압쇼바)의 교체 또는 감쇠력 낮춤노후 중고차량의 경우 거의 대부분 완충기(쇼바)가 제 기능을 상실한 상태일 것이므로 너무 단단하지 않는 KYB 제품 등으로 교체하면 부작용 없이 승차감이 개선될 뿐만 아니라 조종성과 안정성도 향상시켜 자동차의 전반적인 컨트롤 능력이 개선됨.
일체형으로 서스튜닝이 된 차량이라면 순정 스프링 또는 부드러운 다운 스프링에 KYB 등 순정형 완충기(쇼바) 조합으로 변경하면 스프링 레이트도 낮아지고 완충기의 감쇠력도 낮아져 승차감이 크게 개선됨.
위 : 완충기(쇼바)가 망가진 차량 모습
아래 : 완충기(쇼바)를 교체한 후 모습
(2) 경량 휠 휠 타이어의 크기를 변경하지 않더라도 현재의 사이즈에서 가벼운 알루미늄 재질로 휠을 교체하면 비용 부담은 되지만 부작용이 없으며 승차감 개선 외에도 연비개선에도 도움이 됨.
(3) 작은 사이즈의 타이어
인치업 튜닝된 차량의 경우 순정 사이즈로 복귀하면 승차감 개선에 도움이 되겠지만 현재 순정 사이즈라면 더 이상 다운 사이즈는 동일한 엔진 회전수로 상대적으로 작은 바퀴를 굴리므로 주행성이 떨어지며 연비가 악화됨.
(4) 스프링 레이트의 낮춤
레이트가 높은 튜닝 스프링이 장착된 차량이라면 순정으로 교체하면 승차감이 개선되겠지만 롤링과 바운싱, 피칭을 증가시켜 주행시 불안정하게 되며 특히 코너링할 때 쏠림과 밀림 현상이 커져 안전 운행에는 마이너스 요인이 됨. 그리고 순정 스프링이라면 그 보다 더 레이트가 낮은 스프링은 시중에서 현실적으로 구하기 어려움.
(5) 타이어 공기압 낮춤
승차감 개선에 효과가 있으나 지나치면 주행중 타이어의 파손(파스 : burst)을 불러 오므로 극히 위험하며 그 정도가 미약하더라도 적정 공기압 이하 상태로 주행하면 연비에서도 불리하므로 절대 금기사항.
(6) 타이어 편평비 높임타이어의 [단면 높이 / 단면 폭]으로 산출되는 편평비를 높이면 당연히 승차감은 개선되겠지만 휠을 인치업할 때 장애가 되고 응답성이 떨어져 운동성능도 나빠지며 특히 고속주행에는 부적합하다.
(7) 승차감이 좋은 타이어로 교체재질과 패턴에 따라 승차감이 좋은 제품들이 있으나 대개 이런 제품들은 내구성이나 눈비에 약한 단점들이 있으므로 주의를 요망.
(8) 스태빌라이저 교체
굵은 사이즈의 스태빌라이저가 장착된 차량이라면 순정사이즈로 복귀하면 노면상태에 따라서 승차감에는 약간은 도움되지만 코너링 능력은 떨어지게 된다.
노후차량의 승차감 악화원인과 복구 방법
그런데 차량이 노후화되면 왜 승차감이 예전만 못하고 떨어지게 될까요? 우선 많은 분들이 오래된 낡은 차체가 승차감 저하 요인이라고 막연하게 생각하시어 차량 교체를 염두에 두시지만 실제로 차체는 아무리 낡더라도 소음발생 원인은 될지언정 승차감과는 무관합니다.
그렇다고 엔진이나 전기장치, 조향장치 및 동력전달장치(밋션)는 더더욱 승차감에 영향이 있을리 없습니다. 브레이크 시스템은 패드나 로터 등 소모품이 마모되면 자체 떨림현상은 발생합니다만 승차감과는 약간 다른 정비 문제로서 해당 소모품 교체로 해결되겠지요.
결국 승차감에 영향을 주는 요소는 서스펜션과 휠 타이어인데 휠 타이어는 별도로 큰 사이즈로 교체하는 "인치업" 튜닝을 하지 않았다면 오래되더라도 나빠질 이유가 없으며 오히려 적당하게 마모된 타이어가 더 부드러울 수 있습니다.
그렇다면 나머지 서스펜션이 바로 승차감 변화의 주 원인이 됩니다. 서스펜션 중에서도 서스펜션 시스템의 형식은 차량 개발당시 이미 정해진 것이므로 승차감 변화 원인이 될 수가 없으며 설혹 승차감 악화의 원인이라고 하더라도 어떻게 해 볼 도리가 없기 때문에 소비자 차원에서 할 수 있는 요인은 바로 스프링과 완충기(쇼바)의 교체입니다.
그러나 현실적으로 스프링은 순정보다 더 부드러운 것은 시중에 거의 없는데다가 오래될수록 스프링의 탄성이 줄어들어 제 본연의 역할은 제대로 못하게 되겠지만 승차감은 오히려 개선시키는 효과가 있다고 봐야 합니다. 따라서 노후차량 승차감 개선만을 목적으로는 굳이 스프링 교체는 할 필요가 없습니다.
완충기(쇼바)는 소모품이므로 주기적인 점검과 교체가 요구된다.
이제 마지막으로 하나 남은 요인이 바로 우리가 흔히 쇼바라고 부르고 있는 완충기(緩衝器)입니다. 말 그대로 충격을 완화시켜주는 소모성 부품인데 이 완충기의 내부 부속과 부싱이나 마운트 등 관련 부품이 낡아 제 성능을 발휘하지 못하면 승차감을 떨어트릴 뿐만 아니라 조종안정성도 나쁘게 만들어 핸들링을 어렵게 만듭니다.
이것이 바로 노후화된 차량의 승차감 저하의 주 원인이지만 반대로 보면 이것 하나만 교체하면 아무리 연식이 오랜된 차량이라도 승차감이 바로 거의 신차수준으로 되살아날 수 있게 됩니다. 따라서 승차감이 떨어진 약 4만km 이상 주행한 차량이거나 중고차를 새로 구입할 때는 곧바로 완충기(쇼바)부터 교체하는 것이 급선무라고 하겠습니다
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