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G70 서스펜션, 일반 자동차와 무엇이 다를까?

미국에 진출한 제네시스 G70가 자동차 전문기자들의 마음을 단기간에 사로잡을 수 있던 이유 중 하나는 바로 예리하게 다듬은 주행 성능이다. 단숨에 세계 정상급 스포츠 세단의 반열에 올라선 G70의 서스펜션은 어떤 비밀을 품고 있을까.

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2018년 미국 진출과 함께 세계 무대에 본격적으로 도전장을 던진 G70가 등장하면서 D세그먼트 프리미엄 스포츠 세단 시장에 지각 변동이 일어났다. G70가 오랫동안 터줏대감으로 군림하던 BMW 3시리즈를 누르고 미국에서 열린 각종 자동차 시상식에서 '최고의 차'의 자리를 차지한 것.



G70가 뛰어든 영역은 막강한 경쟁자들이 즐비한 프리미엄 스포츠 세단 시장. 디자인과 성능, 편의성, 고급스러움 등은 물론, 소비자들의 마음을 혹하게 만들 가격까지 갖춰야 성공할 수 있다. G70는 이 어려운 시장에서 매우 우호적인 반응을 이끌어냈다. 북미 기자들은 G70의 전반적인 성능이 훌륭하며, 특히 예리하게 다듬은 주행 성능이 단연 뛰어나다고 평했다. 자동차 전문가들의 마음을 강렬하게 사로잡은 G70의 비결, 그 중 서스펜션과 핸들링 성능에 대해 소개한다.


치밀한 승차감의 비결, 서스펜션

날카로운 핸들링 성능은 프리미엄 스포츠 세단의 필수 요소다

프리미엄 스포츠 세단을 자처한다면 노면을 움켜쥐듯 달릴 수 있는 끈끈한 접지력과 적절한 승차감, 예리한 조향감이라는 세 마리 토끼를 모두 잡아야 한다. 특히, 날카로운 핸들링 성능은 운전자가 자동차와 하나 된 느낌을 갖게 만드는 특성이자 고성능차의 필수 요소 중 하나다. G70는 민첩한 성능과 안정적인 승차감의 이상적인 조화를 위해 앞쪽에는 맥퍼슨 멀티링크, 뒤쪽에는 멀티링크 서스펜션을 채택한 뒤 고도의 튜닝에 들어갔다.



*맥퍼슨 스트럿(MacPherson Strut): 스프링과 함께 서스펜션의 상하 운동을 조절하는 댐퍼로 이뤄진 스트럿, 이를 지탱하는 로워 암(Lower Arm)을 바퀴와 연결한 서스펜션. 대부분의 승용차가 전륜에 이 방식을 사용한다.


*맥퍼슨 멀티링크 : 기존 맥퍼슨 스트럿 서스펜션의 로워암을 2개의 링크로 구성하여, 종 방향 및 횡 방향 제어를 효율적으로 할 수 있도록 개선·보완한 방식의 서스펜션


*멀티링크(Multilink): 차체와 바퀴를 연결하는 링크를 여러 개 설치해 상하, 좌우의 충격을 효과적으로 걸러내고 조종성을 높여주는 구조의 서스펜션으로 대부분의 중대형 승용차가 후륜에 이 방식을 채택한다.

전륜 맥퍼슨 멀티링크 서스펜션. 2개의 링크로 이뤄진 로워 암과 브라켓 삽입형 스트럿이 눈에 띈다

로워 암에 2개의 알루미늄 링크를 사용한 전륜 맥퍼슨 멀티링크는 기존 맥퍼슨 스트럿 서스펜션보다 종 방향과 횡 방향 튜닝 자유도가 높아 승차감과 주행 안정성 확보에 유리하다. 



*로워 암(Lower Arm): 바퀴 연결부의 아랫부분을 차체와 이어주는 부품



또한, 기존에 브라켓 외부로 스트럿을 체결하던 것과 달리 스트럿을 브라켓의 구멍에 직접 삽입하는 구조로 바꿔, 경량화와 강성을 동시에 추구하며 핸들링 성능도 높였다. 서스펜션을 가볍게 만들면 현가하질량(Unsprung Mass, 스프링 아래쪽에 부담되는 무게)이 줄어들어 고속 주행이나 코너링 중에도 타이어의 접지력이 좋아진다.



이와 더불어 댐퍼 내부에는 리바운드 스프링이 들어 있는데, 이는 과속방지턱 통과 시 과도한 출렁거림을 방지한다. 또한 코너링 중 차체가 바깥쪽으로 기우는 롤이 발생했다 제자리로 돌아올 때 차체가 들리는 것을 막아 안정감과 타이어 접지력을 높여준다. 좌우 바퀴를 연결해 차체 좌우의 상하 움직임을 억제하는 스태빌라이저 바가 있긴 하지만, 이는 불규칙한 노면에서 승차감을 저하시키는 단점이 있다. 이와 달리, 리바운드 스프링은 코너링에서만 성능을 발휘하며 직진 주행 시에는 승차감에 전혀 영향을 미치지 않는다. G70는 리바운드 스프링을 적용해 스태빌라이저 바를 다소 부드럽게 세팅할 수 있었으며, 승차감과 주행 안정성, 예리한 코너링의 절묘한 조화를 이뤄낼 수 있었다.



*스태빌라이저 바(Stabilizer Bar): 주행 중 자동차 옆 부분의 상하 흔들림을 억제하기 위해 좌우 바퀴를 연결하는 지지대. 안티롤 바(Anti-roll Bar)와 같은 말이다


후륜 멀티링크 서스펜션의 어시스트 암을 휠 센터 뒤로 옮기며 더 길게 만들었다

뒷바퀴쪽에서는 리어 크로스멤버의 강성을 높이는 한편, 후륜 멀티링크 서스펜션의 어시스트 암을 휠 센터 뒤로 옮겨 더 길게 만든 것이 특징이다. 어시스트 암은 강한 횡 가속도를 받는 급격한 코너링 상황에서 타이어의 정렬 상태 변화량을 제어하는데, 이를 휠 센터 앞에 배치하면 구조적으로 짧게 만들 수밖에 없어 뒷바퀴가 큰 폭으로 움직일 때 적극적으로 제어하기 어렵다. 하지만 휠 센터 뒤쪽으로 배치할 경우 어시스트 암을 훨씬 길게 만들 수 있어, 적극적인 코너링 중에도 뒷바퀴가 바깥쪽으로 쏠리지 않고 직진 성향을 가지는 세팅을 유지할 수 있다. 이로써 G70는 충분한 타이어 접지력을 확보해 자연스러운 조향 감각을 만들 수 있었다. 



*리어 크로스멤버(Rear Cross Member): 차체 아래에 좌우 방향으로 연결하는 지지 부품. 강도와 강성을 높여줘 주행 안정성을 좋게 하고 소음 및 진동을 억제한다


*휠 센터(Wheel Center): 좌우 바퀴의 정가운데를 연결하는 가상의 선



3.3ℓ 트윈터보 모델은 엔진이 더 무겁기 때문에 2.0ℓ 터보 모델보다 강한 스프링을 사용한 반면, 앞뒤 무게 배분이 50:50에 가까운 2.0ℓ 터보 모델은 좀 더 부드러운 스프링을 적용했다. 상황에 따라 댐퍼 감쇠력을 조절하는 전자제어 스포츠 서스펜션은 서킷 주행에 초점을 맞춰 개발한 것으로, 벨로스터 N에도 똑같은 방식이 적용됐다.



*감쇠력: 진동이나 운동을 약하게 하거나 멈추는 힘. 댐퍼는 압축과 신장을 반복하는 스프링의 탄성을 조절한다



정교한 핸들링 성능의 비밀

G70는 민첩한 운동 성능을 위해 고강성 경량화 플랫폼을 사용한 것은 물론, 가변 기어비를 적용한 R-MDPS와 다이내믹 토크 벡터링 컨트롤(DTVC, Dynamic Torque Vectoring Control), 기계식 차동 제한 장치(M-LSD, Mechanical Limited Slip Differential) 등을 적용했다. 이로써 ‘트랙 주행을 완벽히 소화할 수 있는 후륜구동 스포츠 세단’에 걸맞은 핸들링 성능을 갖출 수 있었다.


*가변 기어비(VGR, Varible Gear Ratio): 조향각에 따라 기어비가 변하는 방식


*R-MDPS(Rack Type-Motor Driven Power Steering): 랙 타입 전동 스티어링 휠. 전동 모터를 랙에 달아 조향을 지원하는 구조의 스티어링 기어 

가변 기어비를 자랑하는 R-MDPS가 G70에 적용됐다

예리한 조향 성능을 위해서는 작은 조작에도 민감하게 반응할 수 있는 높은 기어비의 스티어링 시스템이 필수지만, 이는 단점도 있다. 고속 주행 시 너무 민감하게 작동해 운전자가 불안함을 느낄 수 있기 때문이다.



이를 해결하기 위해 G70 3.3ℓ 트윈터보 모델에는 R-MDPS를 기본으로 속도와 스티어링 휠을 돌리는 정도에 따라 기어비를 변경시켜주는 가변 기어비 스티어링 시스템이 들어갔다. 똑같이 스티어링 휠을 돌려도 상황에 따라 바퀴가 꺾이는 각도가 달라지게 된다는 뜻이다. 가변 기어비를 적용하면 고속 직진 주행처럼 조향각이 작을 때는 스티어링 휠의 반응성을 줄이고, 서킷이나 와인딩 도로처럼 스티어링 휠의 빠른 반응성이 필요한 곳에서는 기어비를 높여 예리한 움직임을 보여준다. G70는 상황에 따라 62~74mm/rev의 스티어링 기어비를 보이며, 2.0ℓ 터보 모델과 2.2ℓ 디젤 모델에는 62mm/rev의 고정 스티어링 기어비가 쓰였다.

스티어링 기어를 직접 서브프레임에 고정하는 솔리드 마운팅 방식을 사용했다

이와 함께 G70에는 스티어링 휠의 데드밴드(Dead Band, 스티어링 휠을 좌우로 돌려도 차체가 반응하지 않는 영역)를 줄이려는 다양한 아이디어가 깃들었다. 스티어링 기어를 서브프레임에 고정할 때는 진동을 걸러내기 위해 별도의 연결 부품인 고무 부시를 사용하는 것이 일반적이지만, G70는 별도의 부시 없이 서브프레임에 직접 고정하는 솔리드 마운팅 방식을 사용했다. 더욱 빠른 응답성, 외부 요소에 의한 조종 안정성의 변화를 막고자 함이다.



또한, 스티어링 기어에 달린 전기 모터의 공진주파수를 비롯해, 스티어링 휠로 전해지는 불필요한 진동을 걸러주는 최적의 튜닝을 더해 스티어링 휠이 자연스러운 응답성을 갖도록 세팅했다. 이 덕분에 빠르고 안정적인 조향 감각을 만들 수 있었다.

다이내믹 토크 벡터링 컨트롤 덕분에 어느 코너에서든 과감하고 빠르게 가속할 수 있다

G70의 정교한 핸들링 성능을 뒷받침하는 또 다른 장비는 DTVC(Dynamic Torque Vectoring Control)다. 익히 알려진 대로 토크 벡터링은 코너링 중 안쪽 바퀴에 제동을 걸어 코너를 매끄럽게 돌 수 있도록 도와주는 기능이지만, DTVC는 여기서 한 발 더 나아간다. 코너를 탈출할 때만 작동하는 토크 벡터링과 달리, DTVC는 스티어링 휠을 돌릴 때마다 코너 안쪽 바퀴에 미세한 수준의 압력을 가하는데, 이는 가속과 정속 주행 등 거의 모든 상황에서 작동한다. 이로써 언더스티어를 막는 것은 물론, 랩타임 단축에도 도움을 준다. 심지어 눈길처럼 마찰력이 낮은 길에서도 작동해 차의 선회력을 도와준다. 

G70의 M-LSD는 날카로운 코너링 성능과 선회 안정성을 도와주는 아이템이다

M-LSD 또한 빼놓을 수 없는 스포츠 주행용 아이템이다. 급격한 코너를 돌 때처럼 횡 가속도가 높은 상황에서는 바깥쪽 바퀴에 무게가 실려 접지력이 높아지지만, 안쪽 바퀴는 반대로 무게가 빠지며 접지력이 낮아진다. 이때 DTVC는 안쪽 바퀴에 제동을 걸어 접지력을 회복하고 차를 선회 방향으로 돌려주지만, M-LSD는 안쪽 바퀴의 슬립을 억제하기 위해 사용한 토크를 동시에 바깥쪽 바퀴로 전달해 전체 구동력을 손실없이 동일하게 유지한 상태에서 차량의 코너 가속 성능을 높여 준다.



또한 M-LSD는 타이어를 지속적으로 미끄러트려 코너를 도는 드리프트를 가능하게 하는 아이템으로, G70의 강한 출력에 대응할 수 있도록 큰 용량의 다판 클러치 구조, LSD 작동 시 발생 가능한 진동·소음 억제를 위한 고성능 카본 마찰재가 적용되어 있다.



G70에는 GKN사의 다판 클러치 방식 M-LSD가 장착됐는데 이는 서킷 주행처럼 가혹한 주행 상황에서도 일정한 성능을 유지해준다(닛산의 고성능차인 GT-R 역시 같은 구조의 LSD를 가지고 있다). M-LSD의 장점은 일관적인 기능과 안정성이다. G70의 주행 성능이 우수한 이유기도 하다.



강건한 차체와 힘을 여유롭게 쏟아내는 파워트레인, 탄탄한 하체와 경량화 등 자동차의 운동 성능을 결정짓는 요소는 수없이 많지만, 이 모든 요소가 조화롭게 어울려야 비로소 완성도 높은 주행 성능을 낼 수 있다. G70는 안정적인 승차감과 역동적인 운동 성능을 아우르기 위해 매만진 서스펜션, 운전자의 의지대로 정확히 반응하는 날카로운 핸들링 성능을 목표로 구석구석 다듬어 뛰어난 주행 성능을 가질 수 있었다. 이것이 G70가 수많은 자동차 전문가들의 마음을 사로잡을 수 있던 비결이다.

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