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아우디 코리아

“서스펜션이 다 그렇지 뭐”…하지만 아우디는 다르게 생각했다

처음부터 새롭게, 그러나 확실하게 – 4 링크 전륜 서스펜션

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미래의 자동차는 ‘바퀴 달린 스마트 폰’이라는 말이 있다. 요즘 최신형 자동차들이 다양한 전자 제어 기술에게 크게 의존하는 것은 사실이다. 심지어는 자동차의 가장 고전적 영역인 주행 안정성과 조종 성능도 전자 제어에 의해 크게 영향을 받는 시대가 도래했다.


따라서 언뜻 보면 섀시가 만들어내는 차량의 고유한 주행 특성의 중요성이 이제는 덜 중요해졌다고 생각할 수도 있다. 이미 섀시 개발에 투입하는 노력을 줄이고 전자 제어의 효과에 의존하는 브랜드들이 늘어나고 있는 것도 사실이다. 개발 과정이 까다롭고 투입되는 노력과 비용에 상응하는 결과가 나온다는 보장이 없는 섀시 개발은 무난한 수준에서 마무리하고 최종 세팅을 전자 제어에 맡긴다는 유혹을 받기 쉬운 이유다. 게다가 일상적인 주행 상황에서는 그 차이를 거의 느끼기 어렵기도 하다.  


물론 아우디도 다양한 전자 장비를 조종 성능 향상에 활용한다. (이들에 대해서는 전편에서 살펴보았다.) 하지만 아우디는 좀 달랐다. ‘근본은 어디 가지 않는다’는 단순한 원칙을 고수한다. 그리고 마침 자동차를 완전히 처음부터 새롭게 설계할 기회가 기다리고 있었다. 바로 100% 알루미늄으로 제작되었던 ASF(Audi Space Frame) 구조를 창조한 1세대 아우디 A8 (D2)이었다. 그래서 그들은 서스펜션도 완전히 새로운 형식으로 새롭게 설계하기로 했다. 기존의 형식을 최적화하는 것도 좋은 접근법이지만 이미 알고 있는 문제의 원인을 원천적으로 제거할 수 있는 새로운 형식을 개발하는 것이 궁극적인 접근법이라고 판단한 것이다. 

1994년에 출시된 아우디 A8은 알루미늄 승용차로 유명하다. 그러나 4 링크 방식의 전륜 서스펜션이라는 숨겨진 혁신의 개척자이기도 하다.

출처아우디

그렇게 해서 태어난 새로운 서스펜션 형식이 아우디 4 링크 전륜 서스펜션이다. 4 링크 서스펜션은 언뜻 보면 더블 위시본 서스펜션과 비슷하게 생겼다. 차이가 있다면 2개의 위시본 대신 4개의 링크를 사용한다는 점이다. 하지만 그 효과의 차이는 생각보다 크다.


더블 위시본 방식은 매우 우수한 서스펜션 형식이다. 바퀴가 노면 요철이나 가속력 혹은 제동력 등 다양한 외력을 받더라도 서스펜션이 본래 설계 형상에서 벗어나는 것을 최소화할 수 있다는 점이 가장 큰 장점이다. 즉, 설계자가 의도한 성능을 거의 대부분의 주행 상황에서 달성할 수 있다는 뜻이다.  

4 전륜 링크 서스펜션의 핵심 개념인 ‘가상 스티어링 축’. 앞바퀴로 전달되는 불필요한 힘을 차단하여 정교한 핸들링을 실현한다.

그런데 왜 아우디는 더블 위시본 방식을 4 링크 방식으로 발전시킨 것일까? 분명 A형 암이 든든하게 버티는 것보다 일자형 링크를 사용하는 것은 보기에도 허약해 보이는데도 말이다. 그 목적은 서스펜션의 이상형을 추구하기 위해서였다. 즉, 충격은 잘 흡수하면서도 그 힘이 조향 감각에 영향을 미치지는 않는 이상적인 서스펜션이다.


그래서 아우디가 생각해낸 개념이 ‘가상 스티어링 축’이다. 바퀴를 좌우로 돌릴 때 중심이 되는 축, 즉 스티어링 축이 지금까지의 서스펜션은 물리적 조인트인 회전 중심의 연결선상에 있었다면 아우디는 가상의 회전 중심을 만들어 이것들을 연결하는 가상의 스티어링 축이 바퀴의 중심선과 최대한 가까워지도록 하자는 것이다. 그러기 위해서는 A형 암의 바퀴쪽 고정점을 지금의 위치보다 훨씬 바퀴 중심선에 가까이 옮겨야 했다. 이렇게 하면 바퀴가 받는 외력이 바퀴를 뒤흔들어 부작용을 일으킬 원인 자체가 최소화될 수 있다는 개념이었다. 그러기 위해서는 A형 암을 두개의 일자형 링크로 쪼개 가상의 점에서 만나도록 해야 했던 것이다. 


아우디가 4 링크 서스펜션을 고안하기 전까지 섀시 엔지니어들은 둘 중 하나를 선택해야 했다. 정교한 스티어링 감각을 위하여 안정성을 포기하거나, 아니면 반대로 직진 안정성과 우수한 승차감을 위하여 날카로운 핸들링을 포기하는 것이었다. 하지만 불쾌한 외력의 영향을 원천적으로 걷어낸 결과 아우디는 둘 다 가질 수 있게 되었다. 이런 원천적 해결책은 단순한 최적화나 전자 장비의 도움으로는 불가능했을 것이다. 오늘날 4링크 서스펜션은 5링크 서스펜션으로 진화했다. 그러나 기본적인 설계 사상은 그대로이다.  

4 링크 서스펜션의 진화형인 5 링크 서스펜션.

물론 아우디는 다양한 서스펜션 형식을 사용한다. ‘이것만이 최고’라는 식의 고집은 자칫하면 정체의 나락으로 떨어지는 함정이기 때문이다. 대부분의 세로 엔진 모델에는 5 링크 서스펜션을 사용하지만 Q7이나 R8처럼 차체가 크고 무겁거나 출력이 매우 강한 모델에게는 구조적 안정성과 정교함을 다 갖춘 더블 위시본 방식을 최적화하여 사용한다. 주로 컴팩트 라인업인 가로 엔진 모델에는 공간을 가장 효율적으로 사용하는 맥퍼슨 스트럿 방식의 앞바퀴 서스펜션을 사용한다. 하지만 A형 로워 암의 앞 뒤 피벗을 전혀 다르게 설계하여 서브 프레임에 연결하는 등 역시 정교한 최적화 설계를 통하여 아우디의 기준에 부합하도록 했다.

아우디 Q7의 더블 위시본 전륜 서스펜션. 대형 차체와 험로의 충격 등 높은 부하에 견뎌야 하는 모델에는 더블 위시본 서스펜션을 사용하기도 한다. 고출력과 극한의 관성을 이겨내야 하는 R8과 같은 스포츠 카도 더블 위시본을 사용한다.

아우디는 기본에 충실하다. 이렇게 고도화된 서스펜션 설계를 마친 후에 비로소 전자 제어의 참여를 허락했다.


자동차 칼럼니스트 나윤석

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