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K7 프리미어, 급을 뛰어넘는 승차감을 완성한 비결

‘프리미어’란 수식어를 더하고 등장한 새로운 K7은 급을 뛰어넘는 고급스러운 승차감을 자랑한다. 그 승차감을 완성한 주역을 만나봤다.

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K7 프리미어는 출시 이후 3개월 연속 기아차 판매량 1위를 차지하며 흥행 가도를 달리고 있다. 이 기간 동안 K7 프리미어의 누적 판매량은 2만1,000대를 넘는다. 소비자들이 이처럼 K7 프리미어에 관심을 갖는 것은 더욱 웅장하고 세련되게 변한 내외관 스타일, 그리고 프리미엄 대형 세단에 근접한 고급스러운 승차감의 역할이 크다. 특히 소비자들은 이전 모델 대비 크게 향상된 승차감에 대한 칭찬을 아끼지 않고 있다. 준대형 세단의 급을 뛰어넘었다는 평가다.


하지만 좋은 승차감과 핸들링을 동시에 구현하는 것은 쉬운 일이 아니다. 자동차를 구성하는 섀시의 조화가 완벽해야 하기 때문이다. 그런 의미에서 볼 때 K7 프리미어의 섀시는 완벽에 가깝게 조율됐다고 말할 수 있다. 여기엔 보이지 않는 곳에서 K7 프리미어의 승차감 향상을 위해 노력한 연구원들의 열정과 노력이 있었다.


승차감을 결정짓는 서스펜션 개발을 담당한 현가설계2팀 소속 김은일, 이희중 연구원, 그리고 전반적인 승차감을 조율한 R&H시험2팀 소속 전재홍 책임연구원으로부터 K7 프리미어의 승차감에 대한 비결을 들어봤다.

K7 프리미어의 고급스러운 승차감을 완성시킨 개발진들(좌측부터 전재홍 책임연구원, 김은일 연구원, 이희중 연구원)

Q. K7 프리미어가 고급스러운 승차감으로 호평 받고 있습니다. 어떤 부분에 중점을 두고 개발을 진행하셨나요?


전재홍 책임연구원 기존 2세대 K7 역시 승차감이 훌륭했습니다. 그러나 프리미엄 세단이라면 필히 가져야 할 중후한 감각이 조금 부족했던 것이 사실입니다. 또한 차체 움직임이 역동적이긴 했지만 다소 가벼운 느낌이 있었습니다. 때문에 부분변경 모델인 K7 프리미어는 보다 중후하고 고급스러운 세단을 목표로 개발했습니다.


자동차의 승차감을 고급스럽게 하는 요소 중 하나가 바로 소음입니다. 소음이 고주파 대역보다는 저주파 대역으로 낮게 들리는 쪽이 자동차의 승차감을 더욱 고급스럽게 포장합니다. 때문에 서스펜션이 움직이며 발생하는 댐핑 사운드도 저주파로 들릴 수 있도록 조율했습니다. 또한 차체 움직임 역시 기존의 역동적인 감성은 유지하되, 안정감 있고 중후한 감성을 더하는 쪽으로 개발을 이어갔습니다.

기아차 개발진은 K7 프리미어의 승차감과 핸들링을 동시에 끌어올리기 위해 서스펜션에 새로운 리바운드 스토퍼를 장착했다

Q. 상충 관계에 있는 안락한 승차감과 역동적인 핸들링을 동시에 달성했다는 게 놀랍습니다. 어떻게 이와 같은 개선이 가능했나요?


전재홍 책임연구원 승차감에 중후한 감각을 더하기 위해서는 섀시가 견고해야 합니다. 또한, 차량의 롤 거동도 제어해야 하기 때문에 서스펜션 감쇄력이 증가해 자연스레 승차감이 딱딱해집니다. 그래서 롤 거동은 효과적으로 제어하면서도 승차감을 부드럽게 하기 위해 후륜 서스펜션에 HRS(Hydraulic Rebound Stopper)를 최초로 적용하였습니다.


일반적으로 서스펜션은 풀 리바운드 시, 즉 댐퍼가 최대로 늘어났을 때 큰 충격이 일며 소음이 발생합니다. 그 충격과 소음을 잡기 위해 장착하는 게 바로 리바운드 스토퍼(Rebound Stopper)입니다. 다만 기존에 사용했던 리바운드 스토퍼는 재질도 플라스틱이고 체적이 적어 에너지 흡수량이 부족한 편이었습니다.


반면 HRS는 탄성 폴리머로 제작돼 더 부드럽고, 구조적으로 구성 단수가 많아 에너지 흡수량이 상대적으로 많아졌습니다. 다시 말해 리바운드 스토퍼가 압축하며 서스펜션이 리바운드 시 발생하는 충격을 더욱 효율적으로 완화할 수 있죠.


롤 거동 : 차량이 좌/우로 선회할 때 원심력에 의해 차체가 좌/우로 기우는 현상

K7 프리미어 후륜 댐퍼 절개 이미지 : 본 부품에 적용된 HRS는 리바운드 충격 감소와 차체 롤 제어 기능을 수행하며, 베이스 밸브에는 MVS가 적용되어 댐퍼의 튜닝 자유도가 높아졌다

김은일 연구원 HRS를 사용하는 본래 목적은 리바운드 충격을 부드럽게 하기 위해서입니다. 하지만 HRS를 적용하는 것만으로도 기존 리바운드 스토퍼보다 긴 길이로 인해 구조 상 댐퍼 스트로크가 조금 짧아져 롤 억제에도 제법 도움이 됩니다. 간단히 말해 댐퍼의 한계 스트로크는 기존과 동일한데도, 스토퍼가 더 길어져 댐퍼 이완 범위가 줄어듦과 동시에 압축 시 자체적인 강성이 생겨 롤을 줄여줍니다.


전재홍 책임연구원 여담이지만 통상적으로 서스펜션의 경우 단가 상승에 대한 부담이 타 부품에 비해 큽니다. 다른 부품과 비교해보면 비용 투자 대비 실제 고객들이 체감하는 효과가 크게 나타나지 않기 때문이죠. 하지만 저희는 부품이 발휘할 수 있는 성능과 가치 측면에서 HRS는 단가 상승 이상의 효과를 낸다고 판단해 후륜 서스펜션에 HRS를 적용했습니다.

연구원들은 새로운 베이스 밸브 적용이 승차감 향상에 크게 일조했다고 말한다

Q. 새롭게 변경된 서스펜션 밸브 또한 승차감 향상에 일조한다고 들었습니다. 이전 부품과 비교하면 어떤 차이가 있을까요?


전재홍 책임연구원 기존 베이스 밸브는 소음이 도드라지는 면이 있었습니다. 따라서 이러한 부분을 개선할 필요가 있었죠. K7 프리미어에 최초로 장착된 MVS(Modular Valve System)는 다양한 측면에서 이점을 가지도록 개선된 베이스 밸브입니다.


베이스 밸브란 트윈튜브 댐퍼의 구성요소로 댐퍼가 수축하고 이완할 때 댐퍼 내부의 오일을 제어 합니다. 흔히 포트라고 하는 베이스 밸브의 구멍 폭이나 크기 등으로 댐핑감(진동과 충격의 흡수감)을 다르게 설정할 수도 있죠. MVS는 밸브가 개폐되고 오일이 이동하는 과정이 이전보다 신속해 댐핑감이 확연히 개선되었습니다.


밸브가 열리고 닫힐 때 발생하는 소음은 베이스 밸브 구조 한계상 완전히 없앨 수 없습니다. 하지만 MVS를 개발할 때 댐퍼 내부의 오일이 통과하는 포트의 모양을 나선형으로 구성해 밸브 개폐 시 진동과 소음을 큰 폭으로 줄일 수 있었습니다. 또한, 소음 주파수 대역 또한 이전과는 달리 낮게 발생하도록 조정한 덕분에 불쾌한 소음이 줄어 주행 질감도 좋아졌습니다.

MVS는 이전 베이스 밸브보다 높은 튜닝 자유도와 소음 억제를 자랑한다

김은일 연구원 MVS는 다종 디스크 적층 시스템으로 구성되어 있는데요. 쉽게 말해 밸브 내부에 얇은 디스크 여러 장을 탈착할 수 있게 만들어 디스크 개수에 따라 감쇄력을 조정할 수 있습니다. 디스크 숫자를 늘릴수록 댐퍼 내부 오일의 유동 저항이 커져 감쇄력을 강하게 설정할 수 있는 것이죠. MVS를 적용하게 되면서 가용할 수 있는 디스크의 종류와 조립 가능한 디스크 개수가 늘어난 것이 그 이유인데요.


이로 인해 감쇄력 크기 및 특징들을 설정하는 범위가 넓어졌습니다. K7 프리미어에는 이를 활용하여 여러 종류의 디스크를 탈착해가며 반복적으로 테스트 한 결과 기존 K7에 적용되었던 10개(7종)의 디스크 대비 늘어난 12개(11종)의 디스크를 적용함으로써 보다 최적화된 승차감을 구현해 낼 수 있었습니다.


이희중 연구원 MVS의 또 다른 장점은 튜닝 자유도가 높다는 겁니다. 이 밸브 디스크의 두께는 0.1~0.2mm에 불과할 정도로 굉장히 얇습니다. 따라서 디스크의 개수를 조절해 이전보다 감쇄력을 더 세세하게 설정할 수 있습니다. 세밀한 감쇄력 변화를 이용해 K7 프리미어의 승차감을 최적화할 수 있었습니다.

전륜구동 대형세단의 승차감을 조율하는 것은 상상 이상으로 어려운 작업이다

Q. 뛰어난 주행성능과 승차감을 자랑했던 자동차를 한층 더 업그레이드 시킨다는 점에서 어려움이 많았을 것 같습니다.


전재홍 책임연구원 전륜구동 자동차의 승차감을 조율하는 것은 상당히 어렵습니다. 엔진과 구동축이 함께 있기 때문에 하중이 앞 쪽으로 몰릴 수밖에 없거든요. 때문에 서스펜션을 단단하게 조율하면 통통 튀고, 부드럽게 만들면 고속 주행 시 후륜 접지력이 부족해집니다.


구동축이 뒷바퀴에 있어 무게 배분과 후륜 접지력이 상대적으로 우수한 후륜구동 자동차에 비해 전륜구동 자동차의 핸들링과 승차감의 균형을 맞추는 것이 상상 이상으로 힘든 것은 이런 이유 때문입니다. 이와 같은 구조적인 불리함을 최소화하기 위해 다른 부서에 요구하는 부분도 뒷바퀴 쪽에 관한 것들이 많은 편입니다. 승차감 향상을 위해 부시의 크기를 키워 달라는 것이 대표적인 예라고 할 수 있겠네요.


그래서 K7 프리미어 개발 당시에는 수백 번에 달하는 주행 테스트를 거쳐야 했습니다. 앞서 말한 것처럼 새로 쓰인 MVS는 내부에 삽입되는 디스크 개수나 포트 모양에 따라 서스펜션 댐핑 특성이 미묘하게 달라집니다. 때문에 더욱 완벽한 주행감을 조율하는 데에 많은 시간과 노력을 들여야 했습니다.

서스펜션은 승객들의 안전과 직결되는 부품이기에 연구원들의 고충이 크다고 한다

Q. 서스펜션을 직접 설계하고, 자동차를 타면서 조율을 한다는 점에서는 부서에 따라 서로 다른 고충이 있을 것 같습니다.


전재홍 책임연구원 저희는 자동차가 양산되고 출시된 직후가 가장 불안합니다. 신차 출시 이후 뉴스 기사나 블로그를 통해 시승기나 소비자들의 시승평을 들여다 보는데요. 저희가 의도한 바가 소비자에게 잘 전달되었는지 가슴을 졸이며 반응을 지켜봅니다.


김은일 연구원 한가지 예를 들어보자면, 타 차종 개발 당시 경사형 스트럿 베어링을 당사 최초로 적용했었습니다. 이 부품은 스티어링 조타 프릭션이 좋아져 타사에서는 이전부터 적용되고 있었죠. 그런데 경쟁사에서 걸어놓은 특허 때문에 적용이 어려울 뻔 했던 적이 있습니다.


이 부분을 설계 담당자, 협력사와 머리를 맞대고 수많은 회의를 거쳐 저희들만의 방식을 지닌 부품을 개발했습니다. 타사의 특허에 영향을 받지 않는 당사만의 독자적인 기술을 개발해 내었고 이를 바탕으로 새로운 특허를 내기 위해 많은 노력을 들였죠. 이렇게 새로운 돌파구를 마련하여 개발을 완료했을 때의 성취감은 이루 말할 수 없습니다.

내외관 스타일 뿐 아니라 많은 부분에서 진보를 이룬 K7 프리미어에는 많은 사람들의 노력이 담겼다

자동차에 있어 승차감이란 반드시 다뤄야 하는 필수불가결한 부분이자, 지극히 주관적인 평가 요소이기도 하다. 그렇다 보니, 승차감에 대한 소비자들의 다양한 요구를 충족시키려면 상상할 수 없이 많은 노력이 뒷받침되어야 한다. K7 프리미어가 수입 프리미엄 대형차와 비교해도 손색없는 승차감을 자랑할 수 있었던 것은 승차감의 진보만을 바라보고 연구에 매진한 개발진들의 열정이 숨어 있었기 때문이다.


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