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‘더블위시본서스펜션’ -서스펜션의 종류 4편-

 오늘은 인디펜던트 서스펜션의 한 종류인 더블 위시본식 서스펜션 개념과 특징에 대해 쉽게 알아보자.

 서스펜션은 리지드 액슬식과 인디펜던트식 서스펜션으로 나눌 수 있다. 그 중, 인디펜던트 서스펜션은 좌우 바퀴가 독립적으로 스트로크 할 수 있도록 되어 자동차가 가장 빠르게 주행할 수 있도록 개량된 서스펜션이다.

 인디펜던트 서스펜션은 리지드 액슬식보다 일반적으로 승차감 및 조정성이 우수하다. 종류로는 더블 위시본, 맥퍼슨 스트럿, 멀티링크 서스펜션 등이 있다.

 오늘 살펴볼 더블 위시본 서스펜션(이하 더블 위시본)은 2개의 암이 V 또는 Y자 모양이고 새의 쇄골(wishbone)을 닮았다고 해서 더블 위시본이라고 불린다. 상하로 2개의 암을 가져, 더블A-암 방식이라고도 한다.

 초기에는 상하 2개의 암이 모두 위시본 형태였지만, 현재는 가능한 한 간단하고 적당한 얼라인먼트를 확보하며, 그 변화를 작게 하기 위해 암의 형태와 설치방법을 바꾸기도 한다. 즉, 이제는 형태에 관계없이 컨트롤 암이 상하 2개인 서스펜션을 가리키는 말로 쓰인다.

 더블 위시본은 인디펜던트 서스펜션 중 가장 빨리 보급되었다. 그 이전에는 리지드 액슬식 서스펜션이 사용되었는데, 이것은 핸들링 문제, 스프링 하 중량, 조향 제어의 문제 등을 가졌다.

 또한 차량 선회(둘레를 빙글빙글 돎)시 무게가 쏠려 접지력의 손해가 생기므로, 타이어의 접지 유지가 관건이었다. 이에 더블 위시본이 개발되었고, 1933년부터 시트로엥 로젤리와 트랙션 아반트 모델에, 미국에서는 1935년 Packard사의 One-Twenty 모델에 장착되었다.

 이 방식은 노면에 대해 수평인 상하 2개 (어퍼 암, 로어 암)의 컨트롤 암, 쇼크업소버와 스프링 등으로 구성된다. 

 상하 2개의 암은 주행방향에 대한 강성 증가를 위해 대부분 삼각형으로 제작된다. 삼각형의 정점은 볼조인트를 매개로 스티어링 너클(축과 축받침으로 구성된 단조물)과 연결되고, 이 상하의 볼 조인트를 잇는 직선, 킹핀축을 중심으로 타이어의 방향이 변환된다.

 삼각형 밑변 부분은 마모를 최소화하는 부싱을 두고 차체에 고정된다. 또한 상하 컨트롤 암 사이 또는 어퍼 암의 위 쪽으로 코일 스프링이 설치된다. 이렇게 설치된 코일 스프링과 쇼크 업소버에 의해 더블 위시본은 완충 및 상하 운동으로 충격을 흡수한다.

 더블 위시본은 설계가 자유롭고 형태 및 배치 방식에 따라 얼라인먼트 변화나 차량의 자세의 자유 조절이 가능하며, 강성과 내구성, 조종 안정성이 모두 높다. 

 반면 구성부품수가 많고, 제조단가도 높다. 높이를 낮출 수 있긴 하지만, 일반적으로 설치공간을 많이 차지한다. 또한 제동력이나 선회력 모두 암이 지지하므로 부싱에 강성이 커야 하며, 승차감은 좋지만 비포장도로에서 소음이 발생하기도 한다.

 더블 위시본은 주로 전륜에 이용되지만, 주행성을 강조하는 경우 후륜이나 4륜 모두에 사용되기도 한다. 주로 중형 이상의 차량이나 스포츠카, 슈퍼카 등 고가차량에 많이 적용된다. 

 암의 배치가 이전과 달리 변화하고 있는데, 어퍼 암이 타이어 높이보다 낮은 위치에 있으면 로우 마운트타입, 높은 위치에 있으면 하이 마운트 타입이라고 한다. 원래는 로우 마운트 타입이 일반적이었으나, 최근에는 하이 마운트 타입이 증가되고 있다.

 로우 마운트 타입은 앞 차축 서스펜션에 적용된 경우 후드를 낮게 할 수 있지만, 상하의 볼 조인트 간격이 좁아져 조인트에 가해지는 힘이 집중되기 어렵다. 반면 하이 마운트 타입은 볼 조인트의 간격이 커 얼라인먼트가 잘 변화되지 않는다.

 또한 컨트롤 암의 길이에 따라 SLA(Short long arms)식과 평행사변형식으로 구분하기도 한다. SLA식은 상부 컨트롤암의 길이가 하부 컨트롤암의 길이보다 짧고, 평행사변형식은 상하 컨트롤암의 길이가 같다.

 서스펜션은 겉에선 보이지 않지만 바퀴를 불규칙한 지면에 접지시키고, 충격을 흡수해 안전주행을 가능케 한다. 또한 자동차의 ‘성격’까지 결정한다. 더블 위시본을 장착한 차량 역시 마찬가지다. 따라서, 앞으로도 서스펜션의 중요성은 쉽게 변하지 않을 것이다.