자동차 서스펜션 스프링의 주요 유형 알아보기

서스펜션 스프링은 바퀴를 차체에 연결합니다. 주요 기능은 노면 요철을 보상하여 높은 승차감을 보장하는 것입니다. 둘째, 노면 상태와 관계없이 바퀴가 항상 안전하게 노면과 접촉하도록 보장해야 합니다. 이 조건들이 갖춰져야 구동, 제동, 횡방향 힘이 확실하게 전달됩니다. 따라서 서스펜션 스프링은 현대 차량에서 가장 중요한 안전 부품 중 하나입니다. 차량 핸들링, 노면 접지력, 제동 성능에 영향을 미칩니다.

이 글에서는 자동차에 사용되는 다양한 서스펜션 스프링 유형을 다룹니다.

서스펜션 스프링 유형

자동차에 사용되는 5가지 일반적인 서스펜션 스프링 유형:

1. 판 스프링(리프 스프링)
2. 코일 스프링
3. 토션 스프링
4. 에어백
5. 고무 스프링

판 스프링(리프 스프링)

판 스프링은 중심에서 길이가 점점 길어지는 강판 리프들의 집합입니다. 모든 리프는 중앙의 센터 볼트와 양쪽의 사이드 볼트로 고정됩니다. 메인 리프(스프링 아이)는 양끝이 구부러진 가장 긴 리프입니다. 섀클이 스프링 아이를 프레임에 연결합니다. U-볼트가 스프링 중앙부를 프론트 액슬에 연결합니다.

판 스프링의 종류

다양한 판 스프링 종류:

1. 반타원 스프링
2. 4분의 1 타원 스프링
3. 4분의 3 타원 스프링
4. 횡방향 스프링
5. 전타원 스프링
6. 플랫폼 타입 스프링

반타원 스프링

모든 차량에 흔히 장착됩니다. 트럭의 전/후륜 액슬에 특히 사용되며, 승용차는 후륜에만 장착되고 전륜은 독립 현가장치를 씁니다. 저렴하고 유지보수 쉽고, 스프링 작용 범위가 넓으며 오래 갑니다.

4분의 1 타원 스프링

크라이슬러 같은 구형 소형차에 사용되었습니다. 전타원 스프링의 4분의 1 크기로 프레임에 볼트 고정됩니다.

4분의 3 타원 스프링

반타원과 4분의 1 타원 스프링의 조합입니다. 구형 자동차에 흔했습니다.

횡방향 스프링

반타원 스프링과 형태는 비슷하나 뒤집혀 있습니다. 섀클로 한쪽 끝을 차체 프레임에, 다른 쪽을 액슬에 연결합니다. 중앙 볼트도 프레임에 고정합니다.

전타원 스프링

두 반타원 스프링을 반대 방향으로 연결한 것입니다. 구형 자동차에 사용되었으나 액슬 정렬을 제대로 못 잡아줍니다.

플랫폼 타입 스프링

두 반타원 스프링으로 구성됩니다. 한쪽에 섀클로 차체 프레임 연결, 다른 쪽에 뒤집힌 반타원 스프링. 차량 무게를 세 지점에서 분산시킵니다.

코일 스프링

스프링 강철로 만듭니다. 독립 현가장치에 쓰입니다. 좁은 공간에도 장착 가능하며 다양한 스프링 레이트 제공합니다. 판 스프링 대비 절반 무게로 같은 작업 수행합니다.

단위 부피당 에너지 저장량은 판 스프링의 2배지만, 가속/제동/코너링 제어를 위해 안티롤 바나 레디우스 로드가 필요합니다. 코일 스프링은 리어 액슬에 부착된 팬 모양 브라켓이나 스프링 시트에 장착됩니다. 프레임 내장 스프링 시트로 압축 스프링을 지지하기도 합니다. 토크 튜브나 토크 로드 드라이브도 서스펜션과 함께 쓰입니다. 코일과 토션 바 스프링은 판 스프링보다 단위 무게당 에너지 저장 효율이 높습니다.

토션 스프링

독립 현가장치에 쓰입니다. 토션 서스펜션 스프링에서 로드는 전단 하중을 받아 비틀림으로 작동합니다. 한쪽 끝은 프레임에, 다른 쪽은 휠 암에 연결되고 베어링에 지지됩니다. 휠 허브가 휠 암 끝에 연결됩니다. 바퀴가 요철을 만나 상하 진동하면 토션 바가 스프링 역할을 합니다.

에어백

수입차에 에어백과 고무 스프링이 쓰입니다. 에어 서스펜션, 유압 서스펜션, 수소 가스 서스펜션 시스템도 수입차에 적용됩니다.

고무 스프링

고무 스프링은 강철 스프링보다 단위 무게당 에너지 저장량이 더 큽니다. 다른 스프링보다 콤팩트합니다. 근본적 장점은 강철과 달리 갑자기 파손되지 않아 위험이 낮고, 진동 감쇠 특성이 우수합니다.

헬퍼 스프링

헬퍼 스프링은 반타원 스프링과 비슷하나 양끝에 아이가 없습니다. 메인 스프링과 함께 장착되며, 특히 트럭 후륜 액슬에 큰 하중을 지지하기 위해 쓰입니다. 트럭이 심하게 적재되면 헬퍼 스프링 끝이 프레임 장착 브라켓에 닿습니다.

기타 서스펜션 스프링 유형

현대 승용차에 주로 사용되는 스프링 유형:

• 원통형 서스펜션 스프링
• 불규칙 와이어 서스펜션 스프링
• 미니블록 스프링
• 바나나형 사이드 로드 스프링

원통형 서스펜션 스프링

표준 선형 스프링 레이트의 원통형 서스펜션 스프링입니다.

불규칙 와이어 서스펜션 스프링

이 스프링은 진행될수록 와이어 직경이 줄어듭니다. 부드러운 끝단이 정상 노면 조건과 하중에서 높은 승차감을 제공합니다. 승차감 향상뿐 아니라 전체 휠 서스펜션 시스템과 스티어링 부품 스트레스도 줄여줍니다.

미니블록 스프링

배럴 모양으로 테이퍼 와이어로 만듭니다. 이로 인해 프로그레시브 스프링 레이트를 생성합니다. 스프링 끝단은 권선 간 직접 접촉을 방지하도록 설계되었습니다.

1970년대 불규칙 와이어에서 발전한 미니블록 스프링의 주요 특징은, 하중 시 끝단 권선이 서로 닿지 않고 얽히는 것입니다. 미니블록 스프링 끝단이 눌려 스프링 컵(보통 고무 블록)에 평평하게 놓이면 활성 권선 수가 줄고 스프링 레이트가 증가합니다.

바나나형 사이드 로드 스프링

이 스프링은 전체 휠 서스펜션의 힘 분포를 제어하여 쇼크 업소버 피스톤 로드와 개스킷 간 마찰을 줄입니다. 이는 쇼크 업소버 응답 특성 향상에 도움이 됩니다.

결론

자동차 서스펜션 스프링은 노면 요철을 보상하여 주행 시 높은 편안함을 제공합니다. 판 스프링, 코일 스프링, 토션 스프링, 에어백, 고무 스프링이 자동차에 쓰이는 일반적인 스프링 유형입니다. 이 글에서 다양한 서스펜션 스프링 유형을 다뤘습니다.

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