에어서스펜션의 개념과 특징

‘에어서스펜션’ -서스펜션의 종류 1편-

 오늘은 현가장치라고도 불리는 서스펜션 중 하나인 에어서스펜션의 개념 및 특징에 대해 쉽게 알아보자.


 

1. 에어서스펜션이란?

 에어서스펜션에 앞서 서스펜션의 개념부터 살펴보자. 서스펜션은 노면의 충격이 차체나 탑승자에게 전달되지 않도록 충격을 흡수하는 장치이다. 일반적으로 쇼크 업쇼버, 스프링, 서스펜션 암 등으로 구성된다.
 

 서스펜션은 주행 중 충격흡수 외에도, 세팅 정도에 따라 승차감과 코너링에 지대한 영향을 미친다. 서스펜션이 부드럽다면 지면의 충격을 잘 흡수해 승차감이 좋고, 하드하게 세팅된다면 승차감은 떨어지지만  빠른 코너링이 가능해진다.

 

 종류의 구분방식은 다양하지만, 스프링과 쇼크 업소버의 형태에 따라 일반, 일체형, 에어 서스펜션으로나눈다. 승용 목적 일반차량에 적용되는 것이 일반 서스펜션이라면, 일체형 서스펜션은 최근 튜닝계에서인기이며, 스프링과 쇼크 업소버가 하나로 합쳐진 것이 특징이다. 

 

 우리는 대형차량이나 튜닝차량에 에어서스펜션이 들어갔다는 소리를 자주 듣는다. 에어서스펜션은 코일이 아닌 에어스프링으로 운영된다. BMW의 ‘뉴 7시리즈’, 볼보자동차의 ‘올 뉴 XC90’ 등 가격이 비싼 차들에도 적용되고 있다.

 

 에어서스펜션에 대한 발상은 20C초부터 논의되어왔다. 2차 대전 이후, 미국의 패커드가 시험했지만 이용되지 못했다. 1955년, 시트로앵 DS에 처음으로 실용화되었는데, 시트로앵은 에어서스펜션 대신 ‘하이드로뉴메틱’이라는 용어를 썼다.

 

 이후에도 양산차에 적용되기가 쉽지는 않았다. 자동차 1대 당 6~700만원의 비용이 추가로 드는 비용문제, 에어스프링의 스프링계수가 급상승하는 기술적인 문제가 있었기 때문이었다. 지금도 에어서스펜션은고급차 또는 튜닝차에 적용되는 서스펜션이라는 인식이 강하다.


 

2. 에어서스펜션의 원리

 스프링을 제외한 나머지 요소들은 다른 서스펜션 구성과 유사하다. 에어스프링의 구조는 위의 그림과 같다. 

 

 일정 온도에서 기체의 압력과 부피는 반비례한다. 즉, 기체 부피를 1/2로 압축하면 압력은 2배가 되고, 반발력도 2배가 된다. 에어스프링은 이런 성질을 이용한 것으로, 사람이나 화물을 적재했을 때는 압축되어 반발력이 강해지며, 내리면 원래의 반발력으로 돌아온다.

 

 이에 컴프레서를 통해 압축된 공기는 차 높이 상승 시 스프링에 채워지고, 하강 시 밖으로 방출된다. 스프링이 차량의 충격을 흡수하지만, 스프링 자체만으로 억제하기 어려워 쇼크업소버를 통해 차량의 안정성과 승차감을 향상시킨다.

 

 차고 등에 따라 에어 스프링의 공기량을 조정하는 전자제어 에어서스펜션도 개발됐다. 적재량에 관계없이 일정한 차 높이를 유지해 승차감과 주행 안정성을 향상시키며, 한 번의 스위치 조작으로 차량 뒷부분의 높이가 30mm까지 낮아지므로 물건을 싣고 내릴 때 편리하다.



 

3. 에어서스펜션의 특징

 스프링의 종류로는 벨로스형, 다이어프램형 등이 있다. 벨로스형은 오로지 상하방향의 충격을 흡수하도록 개발되어, 횡방향에 대한 강성이 매우 낮아 초기에 사용되었다. 다이어프램형은 횡방향에 대해서도 복원력을 갖게 한 것으로, 상하좌우 어느 방향의 충격도 흡수한다. 
 

 에어서스펜션은 객차, 화차, 전동차뿐만 아니라 노면전차나 모노레일, 고속철도에 이르기까지 철도 차량에 널리 채용되고 있다. 또한 앞서 설명한 것처럼 자동차에서는 저상버스, 장거리 주행용 관광, 고속버스 등 대형자동차와 튜닝 자동차에 많이 사용되고 있다.

 

 에어 서스펜션의 장점은 필요에 따라 차고 및 무게중심을 조절할 수 있다는 것이다. 일반적으로 저속에서는 차량을 높이고, 고속에서는 차량 높이를 낮춰 달린다. 또한 노면 변화에 따라 차체의 진동을 줄여주는 제어시스템을 함께 적용해 편안한 승차감도 제공한다. 

 

 벨로스형 에어스프링의 경우, 상하의 하중밖에 받아들일 수 없어 서스펜션의 링크가 복잡해진다는 단점이 있다. 하지만 가장 큰 단점은 비싸고 수리가 어려워 일반 소비자들은 쉽게 엄두 내지 못한다는 것이다. 그래도 그 멋과 만족감은 상당히 높은 수준이다.


 

마무리

 자동차를 가졌다면, 누구나 한 번쯤 승차감에 대해 고민한다. 이는 서스펜션 튜닝 욕구로 이어지기도 한다. 물론 에어서스펜션도 훌륭한 튜닝 아이템 중 하나지만, 본인의 개성, 차량과 운전습관도 고려해야 한다. 이번 기회에 나만의 차별화된 서스펜션을 달아보는 건 어떨까.