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‘맥퍼슨 스트럿 서스펜션’ -서스펜션의 종류 5편-

 오늘은 더블 위시본과 함께 인디펜던트 서스펜션의 일종인 맥퍼슨 스트럿 서스펜션의 개념과 특징에 대해 쉽게 알아보자.

 서스펜션은 크게 리지드 액슬 서스펜션과 인디펜던트 서스펜션으로 나뉜다. 그리고 지난 시간 인디펜던트 서스펜션 중, 더블 위시본 서스펜션에 대해 살펴봤다. 오늘 살펴볼 맥퍼슨 스트럿 서스펜션은 간략히 말하자면 더블 위시본에서 어퍼 암을 제외한 형태다. 
 맥퍼슨 스트럿은 구조가 단순해 주로 앞바퀴에 많이 사용하며, 간단히 스트럿 식 서스펜션이라고도 부른다.

 원형은 1940년대 미국 자동차 기술자 얼 맥퍼슨에 의해 고안되었다. 맥퍼슨은 고안 당시 제너럴 모터스(GM)에서 일했지만, GM에서는 이미 실적이 있는 더블 위시본을 더 신뢰했다. GM의 냉담함에 불만을 품은 맥퍼슨은 경쟁메이커인 포드에 이 아이디어를 가져간다.

 포드도 이 새로운 방식의 서스펜션을 미국 본국의 대형차에 사용하는 것에 주저했지만, 컴팩트한 구조가 소형차에 적절하다고 판단해 자회사인 영국 브리티시 포드의 신차에 도입하기로 한다.

 이에 브리티시 포드는 1950년, 전륜에 맥퍼슨 스트럿을 채용한 1500cc 살롱 콘설(Consul/MK1)을 발표했다. 이것은 당시 위시본 식 서스펜션이 다수를 차지하고 있던 자동차 계에 큰 임팩트를 주었다.

 이 방식은 곧 소형차를 중심으로 유럽 다른 메이커에도 급속히 퍼져 갔다. 전륜구동 방식이 승용차의 주류 구동 방식인 요즘은 특별한 이유가 없는 한, 많은 중형 이하의 승용차가 맥퍼슨 스트럿을 적용하고 있다.

 스트럿은 지주(쓰러지지 아니하도록 버티어 괴는 기둥)를 뜻하는 것으로 이 서스펜션의 기본적인 구조는 
스프링과 함께 쇼크 업소버를 기둥으로 하여 상단을 차체에, 하단을 허브 캐리어나 로어암 끝에 장착한 구조이다.

 코일 스프링과 쇼크 업소버에 의해 완충 및 상하운동으로 충격을 흡수하는 원리는 앞서 설명한 더블위시본과 거의 동일하다.

 단, 주로 앞 차축에 사용되므로 조향을 위해 축이 회전가능 해야 한다. 따라서 스티어링 너클을 스트럿과일체화하고 스트럿 상단에 베어링을, 하단에 볼 조인트를 설치한다. 그리고 이 양 끝을 잇는 킹핀축을 중심으로, 설치된 스트럿 전체가 바퀴를 장착하는 액슬 하우징을 조향 방향에 맞게 회전시킨다.

 맥퍼슨 스트럿은 구조가 간단해 공간 효율이 뛰어나고, 제작비가 저렴해 대량 생산이 편리하다. 쇼크 업소버가 차체에 장착되는 지점이 높아 얼라인먼트를 정확하게 설정할 수 있고, 얼라이먼트 수치 변화가 적으며, 노면의 충격을 넓은 범위로 분산할 수 있다. 

 또, 스트로크를 크게 설정할 수 있고, 차체측의 설치점이 더블 위시본 식에 비해 상하로 분산되어 있어 바디에 작용하는 힘이 적다. 또, 후륜의 경우 횡력에 의한 타이어의 토우 각 변화를 적극적으로 사용하여 타이어의 그립을 향상시킬 수 있다. 

 다만 스트럿이 타이어의 위치 결정과 하중 부담이라는 2가지 역할을 해야 한다. 또, 서스펜션이 가라앉았을 때 발생하는 캠버 변화를 임의로 설정하기 어렵다는 점, 스트럿이 길어 후드 높이가 높아진다는 점 등이 단점으로 작용한다. 

 서스펜션 시장에서 맥퍼슨 스트럿은 경제성과 설계도의 높은 자유도로 인해 시장의 절반 이상을 차지한다. 과거에는 냉대도 있었으나, 현재 이 같은 주류 서스펜션으로 올라선 것은 맥퍼슨 본인도 완전히 예상하진 못했던 반전이 아닐까.