우리가 타고있는 자동차에는 그림과 같은 코일 스프링이 있습니다. 이 스프링은 스프링 고유의 탄성으로 인해 지면으로부터의 충격을 흡수하고, 차량을 공중에 뜬것처럼 유지하여 운전자가 지면의 굴곡을 느끼지 않고 편안한 주행을 하게 하여 주는데
그림처럼 차량의 네 바퀴에 모두 장착되어 있습니다.
스프링의 종류도 여러가지여서 코일을 이루는 철사가 앏고 긴것, 굵고 짧은것, 코일의 감김수가 많은것 등등 상당한 종류를 보입니다.
그러나 궁극적으로는 아래의 그림처럼 스프링이 긴것과 짧은것의 두가지로 볼수가 있습니다.
그러면 각각의 스프링이 장착되었을때에 차량에 어떠한 변화를 주는 것일까요.
먼저 긴 스프링이 장착된 그림입니다.
일반적인 경우라고 할수 있지요? 지극히 순정 상태의 모습입니다.
순정의 스프링들은 일반적으로 승차감읋 위주로 셋팅하기 때문에 이렇게 길고 충격 흡수력이 좋습니다.
다음은 짧은 스프링을 장착해 봅시다.
위의 그림과 비교를 해 보면 단지 스프링만 바꾸었을 뿐인데 차량을 전체적으로 보았을때에 하우스의 간격이 좁아져서
더 큰 타이어를 끼운듯한 모습을 보여줍니다.
물론 짧은 스프링은 충격흡수력이 적어서 승차감을 떨굽니다.
이 상태에서 흔하게 DIY들 하시는 쎄라토 사이드실몰딩과 각종 차량의 순정 범퍼립 등을 달아 봅시다.
스프링만 바꾸고 다른것은 아무것도 손대지 않았지만 그럭저럭 원하는 바인, 소위 "짜세차"가 되지 않습니까?
이쯤이면 비싼 휠과 타이어를 사고도 실패한 이유를 아셨을 것입니다.
그러면 스프링만 바꾸면 만사 형통이냐...???
결론부터 말씀드리면 아닙니다.
스프링은 고유의 탄성으로 말미암아 충격을 흡수한 다음 순간에 본래의 길이보다 더 길어지는 과정을 갖습니다.
위에서 말씀드린 것처럼 차량을 공중에 뜬것처럼 유지하기때문에 요철을 지난 차량은 이같은 스프링의 특성 때문에
구름위를 떠다니듯이 둥실둥실 거릴것입니다.
그렇게 되면 재미야 있겠지만, 차멀미도 멀미고 방향한번 잘못 틀다가 밥숟가락 놓을 것입니다.
전에 쇼바, 즉 댐퍼의 원리에 대한 글을 쓴적이 있습니다.
이 댐퍼라는 것을 간략하게 표현하자면 아래의 그림과 같습니다.
주사기와 같은 커다란 피스톤 덩어리의 외벽에 가느다락 관들이 있지요.
그리고 그 내부는 오일이나 가스혼합물로 채워져 있습니다.(노란색 부분)
평상시에는 왼쪽 그림처럼 있다가 지면으로부터 중격을 받으면 스프링과 같이 위로 쭈그러 듭니다.
댐퍼의 윗부분은 휠하우스에 고정되어 있기 때문에 그림처럼 피스톤은 가만히 있는데 껍데기가 위로 밀어올려지는
과정이 되지요.
그렇게 되면 피스톤 아랫쪽에 있던 오일이나 가스가 혼합된 충진물은 피스톤의 압력을 피해 벽쪽에 있는 가느다란 관을 통해
피스톤의 윗쪽으로 이동하려 합니다.
그러나 피스톤의 압력은 크고 벽면의 관은 좁기 때문에 충진물이 빨리빨리 지나가지 못하고 병목현상을 겪게 됩니다.
반대의 상황도 마찬가지인데 이렇게 가느다란 관을 지나야하면서 생기는 느림보의 원인을 체적저항이라고 합니다.
스프링과 댐퍼는 그림처럼 서로 붙어있기 때문에 댐퍼의 체적저항은, 스프링이 탄성에 의해 한번받은
충격에도 여러번 늘었다 줄었다 하려는 것을 한번만 튕기고 멈춰버리게 합니다.
왜 이렇게 장황한 댐퍼의 설명이 필요한가 하면....
댐퍼의 피스톤이 왕복할수 있는 거리를 "스트로크"라고 합니다.
순정 댐퍼의 경우 스프링이 길기때문에 스트로크도 깁니다.
그런데 댐퍼를 그냥 두고 스프링만 튜닝했을경우(어떤 사람은 순정 스프링을 싹둑 잘라버리기도 합니다)
스프링의 탄성 범위는 좁은데 반해, 순정 댐퍼는 긴 스트로크를 가지도록 설계되어 아까 말씀드린 벽면의
관이 조금 넓은 편이기 때문에 스프링은 통통 튀는데 그 탄력을 잡아줘야할 댐퍼가 피스톤 스트로크의 끝
부분에서만 빠르게 움직이는 꼴이 되어 제 역활을 못합니다.
이렇게 되면 차가 통통 튀고, 댐퍼는 댐퍼대로 수명이 짧아집니다.
흔히 튜닝 사이트에서 자랑삼아 얘기하는 "통통 튑니다"는 결국 자랑이 아니라 "제 차는 스프링과 댐퍼의
궁합이 잘 맞지 않습니다"라고 자수하는 글이 되는 것입니다.
만일 이런 서스펜션의 차량이 급커브를 돌아나가는데 지면에 굴곡이 있다면 통통 튀다가 옆으로 쭈~~욱 이겠죠?
따라서 맨 위의 글처럼 스프링만 바꿔서 소위 "짜세차"를 만들고자 하셔도, 안전을 생각하신다면 원래 짧은
스트로크에서 작동하도록 설계된 튜닝용 댐퍼도 같이 사용해 주셔야 하는 것입니다.
얼마전 어떤분께 제가 순정 가스쇼바와 아이바크 스프링을 쓰시라고 울부짖었던 적이 있는데요...
가스쇼바는 일반 순정품인 오일쇼바에 비해서 짧은 스트로크를 가졌을뿐더러, 스프링과의 궁합이 맞지않아서
스트로크의 길이가 어정쩡해도 가스충진물 특유의 체적저항으로 빠르게 진동을 잡아주기 때문입니다.
"짜세차"운운하다가 얘기가 길어졌는데요....
아무튼 중요한 것은 이 "짜세차"를 만드는데, 이 글에서 휠과 타이어는 하나도 손대지 않았다는 점입니다.
16인치가 넘는 큰 휠, 그리고 205사이즈도 넘는 초광폭 타이어는 서스펜션 작업 없이는 아무것도 아닙니다.
승차감과 핸들링을 좌우하는 중요부품
노면 충격을 흡수하는 서스펜션 부품 가운데 가장 중요한 것이 쇼크 업소버다. 트윈 튜브 방식과 싱글 타입 두 가지가 있는데, 오래 되면 승차감이 나빠지고 달릴 때 차체가 흔들리는 현상이 나타난다. SUV는 보통 1만km를 달리면 쇼크 업소버의 감쇠력이 떨어므로, 새 것으로 바꿔주는 것이 차를 수명을 늘리는 비결이다.
자동차의 서스펜션은 노면에서 올라오는 진동을 흡수하는 완충장치로, 승차감과 핸들링을 결정짓는 중요한 역할을 한다. 흔히 서스펜션은 고장이 잘 나지 않는 것으로 알고 있지만 짐을 많이 싣고 다니거나 오프로드를 자주 달리는 차는 서스펜션에 이상이 오기 쉽다. 사람이 달릴 때 평탄한 길에서는 심장이 먼저 저며 오지만 산악길을 달리면 다리에 먼저 통증을 느끼는 것과 같은 원리다.
서스펜션은 충격을 흡수하는 스프링과 스프링 진동을 잡아주는 쇼크 업소버, 그리고 타이어가 제자리를 잡게 하는 암으로 구성되어 있다. 이 가운데 가장 먼저 피로를 느끼는 부위가 쇼크 업소버다. 쇼크 업소버에 이상이 생기면 승차감이 나빠질 뿐만 아니라 주행안전성이 떨어지고 차체에서 소리가 나기도 한다. 차가 달릴 때 바른 자세를 유지하지 못하고 휘청거리면 가장 먼저 쇼크 업소버의 이상을 의심해 보아야 한다.
쇼크 업소버의 수명은 운전습관이나 노면의 상태, 그리고 주행거리 등에 따라 달라진다. 쇼크 업소버를 구성하는 내부 마찰부품들이 마모되면 기능이 떨어지기 시작한다. 피스톤과 실린더는 서로 밀착되어 있어야만 압축이 제대로 일어나고 오일이 새지 않는다. 피스톤을 감싸고 있는 실은 오일이 새지 않도록 도와주는 역할을 한다. 이 실이 닳으면 압축된 가스가 샐 뿐만 아니라 내부에 있던 오일을 바깥으로 내보내게 된다. 이때 쇼크 업소버는 감쇠력이 떨어지면서 본래의 기능을 천천히 잃게 된다.
네바퀴굴림 차에 처음 달려나오는 쇼크 업소버의 경우는 기능이 100% 유지되는 기간을 1만km 정도로 보고 있다. 2만km를 달리면 충격흡수 기능은 절반으로 떨어진다. 새차에 달려나오는 순정 쇼크 업소버는 전문 메이커의 제품에 비해 승차감이 떨어지고 수명 또한 매우 짧다. 쇼크 업소버에 이상이 오면 차에도 영향을 미치게 되므로, 튜닝 제품으로 빨리 바꿔주는 것이 차의 수명을 늘리는 비결이다. 