승차감과 조향성능

서스펜션은 어떤 도로 표면 상황에 대해서도 탑승자로 하여금 안락감을 느낄 수 있도록 차량의 승차감을 증진시키기 위한 장치입니다. 차량이 도로를 주행하면서 굴곡이 있는 곳을 지나게 될 때, 현가장치에 있는 스프링이 압축됨으로써 에너지를 저장하여 충격을 흡수하는 것입니다. 이때 저장된 에너지는 스프링이 다시 되튀게 될 때 방출되며, 이 과정이 부드럽고 천천히 이행되도록 감속장치(Damper)가 있습니다. Damper가 없으면 차량은 상하방향으로 빠르고 격렬하게 진동할 것입니다. 스프링이 되튀는 과정이 1~1.5Hz의 주파수로 일어날 때 탑승자들은 승차감이 좋다라고 느낀다고 합니다. 진동 주파수가 2Hz가 넘으면 Harsh한 승차감이라고 합니다. 따라서 승차감은 적당한 스프링과 Damper의 조합으로 결정되어집니다.
   안락한 승차감을 확보하기 위해서는 서스펜션만  움직이는 것이 아니라 바퀴도 차체와 상대적으로 움직이는 것이 가능해야 합니다. 이렇게 하다보면 차량의 진행방향을 조정하는 특성인 조향성(Handling)이 많은 영향을 받게 됩니다. 차량이 커브길을 주행하면 원심력이 작용하여 차체의 좌우가 상하방향으로 흔들리는 운동을 하게되는데, 이런 형태의 운동은 중량이 바깥쪽 바퀴에 집중되게 하고, 이런 무게 중심의 이동은 서스펜션의 기하학적 변화를 가져와 바퀴의 캠버(Camber)의 변화를 야기합니다. 캠버의 변화는 결과적으로 under-steering이나 over-steering과 같은 원치 않는 현상을 일으킵니다. 일반적으로 바퀴는 지면에 대해 직각으로 장착되지 않고 어떤 각을 가지고 장착되어 있는데 이 각도를 캠버라고 합니다. 또 차량이 커브길을 주행할 때, 차량이 핸들에 의해 의도되는 선회반경보다 더 바깥쪽으로 주행하게 되는 경우를 under-steering이라고 하며, 그 반대의 경우를 over-steering이라고 합니다.
   이러한 특성 때문에 승차감과 조향성(Ride and Handling 줄여서 R & H)은 서로 상호 보완의 관계로 설정되어지고 있습니다. 승차감을 우선적으로 고려한다면 스프링이나 댐퍼를 더 딱딱하게(Stiffer) 설정해야 하는데, 그렇게 하면 Handling은 악화됩니다.
   그렇다면 좋은 서스펜션(현가장치)가 갖추어야 할 조건은 어떤 것이 있을까요? 그러한 조건으로 다음과 같이 3가지를 들 수 있습니다.
(1) 어느 한 바퀴에 충격이 가해졌을 때 이 충격이 다른 바퀴에 전달되지 않을 것.
(2) 차량의 선회에 의해 차량의 좌우에 상하로 움직이는 운동이 적절하여 over-steer나 under-steer를 일으키지 말아야 하며, 또한 그런 운동을 너무 제한하여 탑승자에게 선회력이 무리하게 전달되지 않아야 한다.
(3) 가속, 제동, 선회, 상하방향 굴곡도로 주행 등에 의해서 바퀴의 캠버가 변화되지 않아야 한다.