에어 서스펜션

 

1. 개요
2. 상세
3. 장점
4. 단점
5. 종류
5.1. 에어스프링을 사용하는 독립 서스펜션
6. 에어서스펜션 적용 차량
6.1. 승용차
6.2. 상용차


1. 개요

Air(Pneumatic) spring Suspension
서스펜션의 충격흡수를 위한 스프링으로 에어 벨로우즈(Bellows)를 사용하는 서스펜션.

2. 상세

문자 그대로 공기 압력을 사용한 현가장치. 공기압이 현가상질량을 지지하면서 노면으로부터의 충격도 받아낸다. 이 공기압은 전기 혹은 엔진동력으로 에어컴프레서를 돌려 발생시키며, 서스펜션이 작동하다보면 수시로 누설될 수 있기 때문에 압력이 일정 이하로 떨어지거나 차량의 높이가 어느 정도 낮아지게 되면 수시로 컴프레서가 돌아 보충하게 된다. 압력을 받는 벨로우즈는 유연하고 탄성이 좋은 고무재질에 아라미드 같은 섬유를 합쳐 만든다.
이 개념은 1901년 미국에서 특허가 처음 출원되었지만 완성차 업체가 이를 적용하기 시작한 것은 비교적 늦은 1950년대 들어서다. 1954년에 시트로엥 DS에 처음으로 질소 압축 챔버를 스프링으로 사용한 하이드로뉴메틱 서스펜션이 적용되었다. 허나 이는 질소가스가 손실되면 압력을 보충하는게 아니라 가스가 봉입된 챔버를 통교환 하는 방식이었다.[1] 컴프레서를 돌리는 진짜 에어 서스펜션을 적용한 양산차는 캐딜락 엘도라도 중 3세대 브로엄으로 기본장비로 장착되었지만 초기 기술의 한계로 고장이 잦았다. 이후 캐딜락은 엘도라도의 모든 라인업에 에어 서스펜션을 확대 적용하였다.
자유로운 차고 조절을 위해 사제로 다는 경우도 있다. 사제 에어 서스펜션과 관련된 상세한 정보는 자동차 튜닝 문서의 2.2 서스펜션 문단 참조.

3. 장점

'''1. 우수한 승차감''' - 에어 벨로우즈의 진동절연 능력이 매우 뛰어나서 작은 잔진동은 벨로우즈가 거의 걸러내주기 때문에 뛰어난 정숙성은 덤이다. 사실상 에어 서스의 상징적인 장점이다.
'''2. 일정한 차고 유지 및 자유로운 차고 조절''' - 사람이 승차하거나 짐을 싣거나 트레일러를 연결하는 등 차가 내려앉으면 차고센서가 이를 감지해 해당 차축에 공기압을 더 넣어 차고를 보정해준다. 또한 랜드로버같은 고급 SUV들은 운전자가 지형에 따라 차고를 임의로 조절하는 것도 가능하며, 좀더 발전된 능동형 서스펜션에서는 속도에 따른 차고 조절을 하기도 한다. 간혹 애프터마켓 튜닝 파츠로 나오는 에어서스펜션은 극단적인 차고 조절이 가능하여 차를 아예 바닥에 주저 앉힐수도 있다.[2][3]
'''3. 현가 하질량[4]의 감소''' - 강철 스프링에 비해 스프링이 공기 그 자체라서 무게가 매우 가벼워 현가 하질량이 줄어들고 접지력 향상에 도움을 준다.

4. 단점

'''1. 비싼 가격''' - 일반적인 강철 스프링을 쓰는 차와 달리 공기압 라인과 컴프레서, 어큐뮬레이터, 에어밸브블록 등 여러가지 부품들이 추가로 더 붙는다. 그에 따라 구조가 복잡해지고 정비가 어려워진다.
'''2. 내구성''' - 차량의 노후화로 에어호스나 피팅, 벨로우즈 고무의 경화로 균열이 생겨 누기가 발생하면 이를 보충하기 위해 컴프레서가 계속 돌게 되고, 컴프레서마저 잦은 가동으로 과열로 사망하면 차량을 지탱할 공기압을 상실하고 차가 주저앉는다.[5]
'''3. 세팅의 난이도''' - 강철 재질 스프링에 비해 탄성 특성이 다소 다르기 때문에 스프링 압력과 댐퍼 감쇄력의 세팅이 다소 어렵다. 차량 제조사의 세팅 기술력이 부족하면 승차감 등의 성능이 고무공 처럼 통통 튀게 되어 오히려 일반 강철 스프링을 쓴 차량만 못하게 되는 수가 있다.


5. 종류


5.1. 에어스프링을 사용하는 독립 서스펜션

주로 브랜드의 최상위 기함급 승용차에 승차감을 향상시키거나 오프로드 SUV의 차고조절을 목적으로 적용한다. 맥퍼슨 스트럿 서스펜션, 더블 위시본 서스펜션, 멀티링크 서스펜션 거의 모든 승용차 서스펜션에 코일스프링을 대신해 들어간다.

5.2. 에어스프링을 사용하는 리지드 액슬 서스펜션

상용차와 철도차량에도 에어스프링이 많이 쓰인다. 버스나 여객열차와 같은 다인승차량의 승차감 향상이 목적으로 장착한다. 드물게 승용차에도 코일 스프링을 대신해 장착하기도 한다. 트럭의 경우는 짐을 적재했을 때 차고 보정이 가능하며 모든 축에 에어 스프링을 적용시 진동이나 충격이 가해지면 안되는 물건을 옮길 수 있는 '무진동 차량'으로 쓸 수 있다.

6. 에어서스펜션 적용 차량


6.1. 승용차


6.2. 상용차


[1] 과도기적인 에어서스펜션으로 분류할 수 있다. 차고 조절은 유압으로 하며 이를 위해 프랑스의 석유회사인 토탈과 함께 LHM이라는 규격의 오일을 개발했다. 컴프레서와 에어라인이 없어 에어서스펜션 치고는 구조가 간단해서 시트로엥은 이 방식을 90년대 말까지 XM과 잔티아에썼다. 1970년대에 이것의 특허가 만료되자 벤츠 등 여러 업체들도 잠깐 적용했었다.[2] 로우라이더와는 다르다. 로우라이더는 빠른 차고 변화를 통해 차량의 자세를 삐딱하게 비틀거나 아에 점프를 해야 하기 때문에 공기압보다는 유압을 쓸 수 밖에 없다.[3] 저상버스의 경우 닐링기능을 사용하기 위해 에어 서스펜션을 사용한다.[4] 스프링과 댐퍼 아래에 달려있는 것들의 무게를 말한다. 가벼울수록 경쾌하고 좋은 성능을 발휘하게 되는데ㅡ 원리는 두개의 용수철을 매달고 한쪽은 가벼운 추 한쪽은 무거운 추를 걸고 잡아 당겼다 놓으면 가벼운 추가 달린 용수철이 더 빠르게 제자리로 돌아온다. 즉, 달린게 가벼워서 금방 돌아오는것이다. 이는 자동차에도 적용이 된다. 그래서 많은 회사들이 알루미늄 링크암을 쓰고 슈퍼카들이 화재 위험성이 큰데도 불구하고 마그네슘 혹은 카본으로 만든 휠 등을 쓰는 이유기도 하다.[5] 일부 방치된 고급차들이 하나같이 VIP 튜닝처럼 바닥에 주저 앉아있는 것이 이 때문이다.

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