왜 더블인가?

Jan 17, 2024

이것이 이상적으로 여겨지는 데에는 이유가 있지만 MacPherson 스트럿을 무시해서는 안 됩니다.

자동차 세계에는 널리 받아들여지는 진실이 많이 있습니다. 하나는 성능에 관한 한 더블 위시본 서스펜션이 우수하다는 것입니다. 대부분의 경주용 자동차는 더블 위시본을 사용하며 최고의 도로용 자동차도 많이 사용합니다. 그러나 역대 최고의 핸들링을 자랑하는 자동차 목록을 작성해 보면 많은 자동차가 MacPherson 스트럿을 사용하고 있음을 알 수 있습니다. 최신 GT3 및 GT3 RS를 제외한 모든 911; 모든 Boxster와 Cayman; 모든 BMW M3; 새로운 혼다 시빅 타입 R; 캐딜락의 블랙윙 형제자매; 토요타 GR86/스바루 BRZ; 목록은 계속됩니다.

내가 이것에 대해 생각하게 된 것은 Mazda Miata와 새로운 GR86 사이의 최근 비교 테스트였습니다. 자동차는 사양서보다 훨씬 더 중요하지만, 나는 자동차의 기계적 구성을 자세히 살펴보고 왜 그런 느낌이 드는지 설명하는 것을 좋아합니다. 내 생각에는 Miata의 전면에 있는 더블 위시본이 MacPherson 스트럿 전면을 갖춘 GR86보다 더 "순수한" 스포츠카로 만듭니다(먼 대중 시장 자동차 뿌리의 결과). 그러나 GR86은 뛰어난 핸들링을 갖추고 있으며 Miata에 대한 매우 가치 있는 적임이 입증되었습니다. 약간의 파기가 필요했습니다.

더블 위시본 설정이 일종의 플라토닉 이상으로 여겨지는 이유를 이해하기 위해 독립 서스펜션의 기본부터 시작해 보겠습니다. Penske 레이싱과 GM의 전직 엔지니어인 Terry Satchell은 해당 주제에 대한 최고의 책 중 하나인 Race Car Vehicle Dynamics에서 이를 잘 정의합니다. "전면이든 후면이든 독립적인 서스펜션의 경우 컨트롤 암의 조립은 지정된 단일 경로에서 차체를 기준으로 휠 동작을 제어하기 위한 것입니다."라고 그는 썼습니다. 독립 서스펜션의 역할은 타이어 움직임의 5가지 방향(범프/하운스, 리바운드/처짐, 측면, 세로 및 캠버)을 제어하거나 Satchell이 ​​표현한 대로 "심각하게" 제한하는 것입니다. 각각을 제어하려면 일종의 링크가 필요하며 서스펜션 위시본은 본질적으로 두 개의 연결된 링크입니다. 위시본 2개에 타이로드 1개를 더하면 5링크가 됩니다.

독립 서스펜션의 초기에 자동차 엔지니어들은 동일한 길이의 컨트롤 암을 사용했지만 곧 코너링 시 차체가 구르면서 트랙 폭이 변하기 때문에 이로 인해 도로 표면에 타이어가 과도하게 긁히게 된다는 사실을 발견했습니다. 또한 코너링 시 바깥쪽 타이어는 캠버를 얻고 안쪽 타이어는 캠버를 잃습니다. 이는 원하는 것과 정반대입니다. 이 모든 것이 그립력을 저하시키며, 더 긴 아래쪽 팔과 더 짧은 위쪽 팔을 사용하면 이러한 문제가 모두 해결됩니다. 소위 SLA(Short-Long Arm) 서스펜션을 사용하면 코너링 시 트랙 폭이 안정적으로 유지되는 반면 외부 타이어는 네거티브 캠버를 얻고 내부 타이어는 중립을 유지(노면과 평행한 트레드)하거나 약간의 포지티브 캠버를 얻습니다. . 이것이 바로 경주용 자동차가 네거티브 캠버를 많이 사용하는 모습을 자주 보는 이유입니다. 자동차가 바깥쪽 타이어 위로 굴러가면 접촉 패치가 더 넓어져 접지력이 더 좋아집니다.

더블 위시본 레이아웃의 문제점은 운전자에게는 꿈이지만 주요 자동차 회사에게는 악몽이라는 것입니다. 제작할 부품이 너무 많고 공간도 많이 차지합니다. 실내 공간을 우선시하는 자동차에는 포장하기 어렵고, 소형차에서는 두 배, 전륜 구동 소형차에서는 세 배 하드입니다. 더블 위시본이 이상적일 수 있지만 비용이 많이 듭니다.

제가 10년 가까이 자동차에 관해 글을 쓰면서 배운 것이 있다면 자동차를 만드는 데는 비용이 많이 든다는 것입니다. 자동차 제조업체는 항상 가능한 한 약간의 비용을 절약하려고 노력하므로 간단하고 저렴한 솔루션이 거의 항상 선호됩니다. Earle S. MacPherson의 간단하고 저렴한 스트럿 서스펜션(스프링 댐퍼 장치를 사용하여 앞바퀴 위치를 지정하고 상부 암이 필요하지 않음)은 혁명적인 것으로 입증되었습니다. 40년대 GM에서 일하는 동안 그는 Chevrolet Cadet을 위한 MacPherson 스트럿이 된 버전을 개발했습니다. 이 소형차는 전후 경기 침체로 인해 취소되었지만 실현되지 않았습니다. MacPherson은 50년대에 자신의 재능을 Ford로 가져갔고, 곧 자동차 제조업체는 많은 유럽 모델에 MacPherson 스트럿을 사용하기 시작했습니다. 윗부분 팔을 없애면 자동차 제조업체가 비용을 절감하고 패키징 이점을 얻을 수 있습니다. 스트럿을 사용하면 서스펜션 패키지가 더블 위시본 설정보다 높지만 아래쪽 암 위에서는 훨씬 좁아집니다.