승차감 내게 맡겨라…진화하는 '서스펜션'

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자동차의 승차감을 결정하는 것은 서스펜션(현가장치)이다. 서스펜션은 자동차가 받는 충격을 완화해준다. 또 타이어의 접지력을 높여 엔진의 힘을 노면에 전달하고 방향을 틀 때 차량의 자세를 제어한다.

1900년대 이전 원시적 형태의 자동차가 등장했을 때는 잘 닦여진 포장도로는 찾아보기 힘들었다. 당시엔 탑승자가 느끼는 진동이 엄청났다. 서스펜션의 도입과 발전은 ‘이 진동을 어떻게 더 효율적으로 줄일 수 있을까?’라는 질문에서 비롯됐다.

초창기 서스펜션은 단일 스프링이 노면의 진동을 흡수하는 형태였지만 스프링이 압축될수록 반발력이 커져 큰 효과를 기대할 수 없었다. 자동차 제조사들이 덜컹거림을 최소화하기 위해 개발한 것이 스프링의 자유 진동을 억제하고 충격을 완화하는 장치인 쇼크 업소버였다.

구조상의 진화뿐만 아니라 방식도 변했다. 초기 서스펜션은 하나의 굵은 축으로 연결돼 바퀴의 독립성이 없는 일체형 방식이었다. 이런 방식의 서스펜션은 구조가 단순하고 가격이 저렴했으나 운전할 때 조작성이나 코너링 시 승차감, 정숙성이 모두 취약하다는 단점이 있었다.

이런 약점을 보완하기 위해서 개발된 방식이 바로 독립 서스펜션이다. 독립 서스펜션은 좌우의 타이어가 각각 독립적으로 움직이는 방식으로 차량의 가동 특성에 따라 자유로운 세팅이 가능하다. 독립 서스펜션은 일체형 현가방식보다 낮은 곳에 장착해 무게 중심을 낮출 수 있고 좌우 바퀴가 따로 움직인다. 이 때문에 접지성과 승차감을 모두 향상시킬 수 있어 요즘 출시되는 거의 모든 승용차에는 독립 서스펜션이 적용되고 있다.

최근에는 공기를 이용해 충격을 흡수하고 차체를 지지하는 기술도 개발되고 있다. 코일스프링과 유압을 이용하던 기존 방식은 충격 흡수 정도가 정해져 있어 노면 상태가 변해도 동일한 충격 흡수 능력을 유지한다. 따라서 노면 상태가 최악의 조건일 때 서스펜션이 제 역할을 하지 못하는 경우가 발생한다.

이런 단점을 보완하기 위해 외부 환경에 맞게 전자적으로 제어해 최적의 운전환경과 승차감을 제공하는 고기능 서스펜션이 개발됐는데, 그중 하나가 ‘에어 서스펜션’이다. 에어 서스펜션은 코일 스프링 대신 공기압을 이용해 노면 상태와 탑승 인원수 등의 조건에 따라 공기압을 조정할 수 있다. 타이어 접지력을 향상시켜 제동거리가 짧아지고 구동력을 향상시킬 수 있으며 급제동 시 차량의 쏠림 현상도 막아준다.


/현대모비스 기술연구소 제공