현가장치라고도 하는 서스펜션은 노면의 충격이 차체나 탑승자에게 전달되지 않도록 흡수하는 장치다. 주요 구성요소로는 쇽업소버, 스프링, 서스펜션암 등이 있다. 충격을 흡수하는 기능외에도 타이어를 노면에 확실하게 접지시키는 것이 주 역할이다. 탑승자의 승차감과 차량의 조종성 및 안전성에 큰 영향을 미치는 서스펜션의 종류와 각각의 특징을 정리했다.

서스펜션의 종류

서스펜션은 구조에 따라 여러 방식으로 나누며, 가장 일반적인 것은 스터럿 방식이다. 그밖에도 더블 위시본 방식, 멀티식 등이 있다. 서스펜션은 보통 금속판과 쇽업소버로 충격을 흡수하는데, 쇽업소버는 흡수 특성을 전자적으로 제어하는 전자제어 서스펜션이 개발되어 쓰이고 있다. 금속판 대신 공기판을 이용하는 전자제어 에어서스펜션도 있다.

또 판과 쇽업소버 대신 응답성이 뛰어난 유압 시스템을 채용하고, 컴퓨터로 주행 상태에 맞게 차체의 진동을 제어하여 주행 안정성과 조종 안정성을 꾀하는 액티브 서스펜션도 있다. 장착 부위에 따라 앞바퀴에 장착되는 것과 뒷바퀵에 장착되는 것으로 나누기도 하며, 앞바퀴에는 스트럿 방식, 뒷바퀴에는 리지드 액슬과 독립식 서스펜션이 많이 쓰인다.

독립식 서스펜션

좌우 두 바퀴가 각각 독자적으로 움직일 수 있게 만들어진 서스펜션이다. 현재 대부분의 승용차에 쓰이고 있으며, 사륜 독립식이 주류를 이루고 있다. 바퀴 하나가 울퉁불퉁한 길을 지나도 다른 바퀴에 영향을 주지 않으므로 안정성이 높고 승차감도 좋다. 또 스프링 하부 중량이 가볍고 차축째 위 아래로 움직이는 고정차축에 비해 차량 바닥을 낮게 할 수 있으므로 타이어의 접지력이 뛰어나다.

특히 뒷바퀴굴림 방식 차량의 경우에는 좌우 바퀴의 구동력을 효율적으로 노면에 전달하는데 효과적이다. 얼라인먼트 설정도 비교적 자유로워 조종성과 안전성의 균형을 유지할 수 있으나 구조가 복잡하여 정비하기 어렵고 가격도 비싸다. 크게 스윙암식, 위시본식, 스트럿식의 세 가지로 나뉜다.

스트럿 서스펜션

포드자동차의 기술자 맥퍼슨이 개발하여 맥퍼슨 스트럿 방식 서스펜션이라고도 한다. 구조가 단순하여 앞바퀴 서스펜션에 많이 쓰인다. 부품수가 적어 싸고 가벼우며 공간을 적게 차지해 많은 양산차에 쓰인다. 쇽업소버를 내장하고 있고, 스프링을 장착한 지주(스트럿)을 세로로 배치하여 위쪽 끝을 차체에 붙이고 아래쪽 끝을 로암(low arm)으로 지탱하는 구조이다.

쇽업소버가 차체에 장착되는 지점이 높아 얼라인먼트를 정확하게 설정할 수 있고, 얼라이먼트 수치의 변화가 적으며, 노면의 충격을 넓은 범위로 분산할 수 있다는 이점이 있다. 이외에 타이어를 로암(low arm)과 스프링이 일체로 된 쇽업소버만으로 지탱하여 부품수가 적고 가벼워 제작비가 싸고 공간 활용도도 높다. 다만 어퍼암(upper arm)을 겸하게 되는 쇽업소버의 부담이 큰 것이 단점으로 작용한다. 중형 이하 승용차의 서스펜션으로 많이 쓰인다.

더블 위시본 서스펜션

독립식 구조로 위 아래의 V나 Y모양으로 갈라진 암과 컨트롤 링크, 댐퍼, 스프링으로 바퀴를 지지하는 방식이다. V나 Y모양으로 갈라진 암의 모양이 새의 쇄골을 닮아서 위시본이라 하고 이 위시본이 두 개 있으므로 더블 위시본이라 한다.

얼라이먼트 변화의 폭이 넓고 조종 안전성이 매우 뛰어나 성능이 뛰어나지만 무겁고 공간을 많이 차지하며 비싸다. 공간을 많이 차지하므로 전륜에 사용될 경우 스티어링 타각이 부족하여 회전반경이 커질 수도 있다. 주로 중형 이상의 차량이나 스포츠카, SUV의 전륜에 많이 사용되나 주행성을 강조하는 경우 후륜에도 사용된다.

어퍼 위시본과 컨트롤 링크를 없애고 댐퍼를 그대로 차체에 붙이면 맥퍼슨 스트럿 서스펜션이 된다. 위시본을 각각 두 개의 링크로 대체하여 멀티링크 서스펜션으로 진화했다.

리지드 액슬 서스펜션

가장 오래된 서스펜션 방식이다. 라이브 액슬이나 솔리드 액슬, 또는 고정차축식이라고 부른다. 좌우 타이어가 연결된 차축에 스프링과 쇽업소버를 장착한 서스펜션이다. 대형트럭 등의 뒷바퀴굴림 방식 차량의 리어 서스펜션으로 쓰인다.

구조가 단순해서 값이 싸고 고장도 적다. 다만 좌우 타이어가 연결되어 있으므로 한쪽 타이어의 움직임이 그대로 반대쪽 타이어로 전달되어 승차감과 주행 안정성이 타 서스펜션에 비해 떨어진다. 사용하는 스프링의 종류에 따라 평행 리프스프링식, 링크식, 토션바스프링식 따위로 나뉜다.

멀티링크 서스펜션

3~5개의 링크를 사용하여 타이어가 노면에 수직으로 접지되도록 설계된 독립식 서스펜션이다. 메르세데스-벤츠가 1982년에 190E를 출시하면서 더블 위시본 서스펜션의 컨트롤 링크를 그대로 둔 채, 상하 두개의 Y형 위시본 암을 각각 두개의 링크로 대체하여 개발했다.

구조가 복잡해서 제작비가 비싸고 무게도 많이 나가지만, 얼라이먼트 변화를 항상 최적 상태로 제어하여 조종 안전성을 확보할 수 있다. 일부 고급차와 스포츠카에 한정적으로 쓰인다.

리프 스프링 서스펜션

리프 스프링은 스프링 강재로 만든 널빤지 모양의 평판을 7~8매 또는 10여매를 포갠 스프링으로, 겹판 스프링이라고도 한다. 철도 차량이나 자동차의 차체를 지지하는 부분에 사용된다.

가장 긴 금속판을 모판이라 하고, 양쪽 끝에 스프링 귀를 만들어 여기에서 지지하게 한다. 이 스프링은 길이가 다른 금속판을 몇 겹으로 겹쳐 만든 완충 장치로서, 구조는 간단하지만 승차감과 안정성이 뛰어나다. 이 스프링은 코일 스프링이 개발되기 전까지 자동차용 최고의 서스펜션이었으나, 오늘날에는 화물차에서만 주로 쓰인다.

토션빔 서스펜션

세미 리지드 액슬식 서스펜션이라고도 불린다. 독일군이 전차용으로 제2차 세계대전 중에 개발했다. 전차나 트럭에서 많이 쓰이고, 90년대까지만 해도 스포츠카에도 많이 쓰였다. 현재는 소형 승용차에 두루 쓰인다. 트레일링 암식 현가장치로서 좌우 트레일링 암을 크로스 빔에 연결한 형식이다.

장점으로는 스트로크에 따른 대지 캠버와 트레드 변화가 거의 없는 것, 간소한 구조에 따른 공간 절약성, 부품수와 가동부분이 크게 줄기 때문에 비용이 저렴한 것 등이 꼽힌다. 단점으로는 스프링하 질량이 무거워져 서스펜션 지오메트리의 자유도가 낮아지고, 독립현가와 차축현가의 양쪽 무두에 비해서도 접지성이 떨어진다.