안녕하세요  임성근입니다.

제 직업이 자동차와 관련이 되다 보니.. 최근에 서스펜션 관련해서
국내 모 잡지사로 부터 질문을 받은적이 있고 그때 간단하게 답변 드린적이 있습니다.
별 내용은 아니지만 혹시 서스펜션 관련해서 참고 하시라고 그때 답변 드렸던 내용중
일부 제품명칭 회사 이름 부분만 삭제하고 올려 드립니다.  


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^^; 문의 하신 부분 답변드리면요....
1. 일반적으로 자동차 서스펜션 설계 시 뉴트럴한 스티어링 특성을 갖도록 하는 방법
   또는 조건은 무엇인지요?
     -> 차량의 스티어 특성을 쉽고 간단하게 언더스티어, 뉴트럴 스티어, 오버 스티어
         이렇게 3가지로 분류를 합니다.
         (의미는 잘 아실테구요...)
      그럼 여기서 이러한 특성을 결정하는 중요 팩터들이 있는데....
      쉬운듯 하지만 정확히 이해 하려면 차량의 구동 특성, 강체 밸런스,
      서스펜션 지오메트리, 쇽업서버 등등 종합적인 이해가 필요합니다.
      그래서 이렇게 세팅하면 언더, 저렇게 세팅하면 오버 등등의 정확한 답은
      차종마다 다르다 입니다. 하지만 기본적인 이론은 존재 합니다.
      이 이론을 바탕으로 차량의 특성을 고려하여 스티어 특성을 원하는되로
      튜닝을 하게 됩니다.

     1) 구동 특성 : 일반적으로 유저들이 많이 알고 있는 부분으로 차량의 구동 특성에
                         따라 전륜 구동 차는 언더 성향
                         (프런트 타이어의 슬립 앵글에 따른 트랙선+선회력 모두를 확보
                         하려 하다 보니 나타 나는 현상),
                         후륜 구동 차는 오버 성향(특랙션의 방향과 차량의 진행 방향의
                         차이에서 후륜의 특랙션이 차량의 후미를 바깥으로 미는 현상),
                         4륜 구동 차는 뉴트럴 스티어 특성을 보입니다.  
            
              물론 이는 가속, 감속이 있는 상황에서 구동에 따른 특성입니다.
  
     2) 단지 구동특성에 따라서만 스티어 특성이 결정된다면..... ●●●가 존재할 필요는
         없겠죠^^        
         스프링과 스테빌라이져는 스프렁 매스와 언스프렁 매스를 연결
        (쉽게 말해서,, 바디와 휠타이어)하는 강체로 전/후, 좌/후 하중과
        강체류(스프링+스테빌)에 따른 운동 거동을 보입니다.
        라이드 프리퀀시(RIDE FREQUENCY), 롤강성비 개념으로 접근이 필요한데요....
        더 설명을 드리려니... 조금 어려워질것 같습니다.
        쉽게 말씀드리면...차량의 하중 특성을 파악하고 있다면 스프링+스테빌라이져의 강체
       세팅으로  언더 <--> 뉴트럴 <-->  오버 특성을 조절 할수 있습니다.
       (단 이론적으로 해석이 필요합니다. 일반적으로 프런트가 강하면 언더 성향으로,
        리어가 강하면 오버 성향을 보이나 항상 그런건 아닙니다.)

     3) 차량의 서스펜션은 선회가 시작되면... 운전자가 꺾은 스티어링 양만큼만
        반응할거라고 생각하지만... 실제로는 서스펜션 구조, 비선형성을 가지는 각종 부쉬류,
       프레임의 마운트 특성 등에 따라서 스티어량이 변하게 됩니다.
       (내가 스티어링을 90도 꺽은 상태로 회전하고 있을때 위 특성에 따라서
        전륜 타이어 조향각이 증가/감소 될수 있습니다. -> 이부분은 양산 자동차의
       언더 세팅과 깊은 관련이 있습니다.)
           a. 서스펜션의 구조 : 실제 서스펜션은 범프나 리바운드방향으로 움직일때
                                          조향각(토우 변화)이 생기게 됩니다.
                                          따라서 좌코너를 돌경우 범프가 되는 조수석 휠의
                                          토우변화량과 리바운드가 되는 운전석 휠의 토우
                                          방향이 변하고 각각 변화량도 다르게 됩니다.
            b. 선회중 차량은 원심력을 받게 되고 이 원심력은 타이어가 발생시키는
               구심력과 평형을 이루는 수준에서 코너링을 하게 됩니다.
               이때 각 차축에 축력이 작용하게 되는데... 이 작용하는 축력에 따라서
               차량의 조향각(토우 변화)이 변화게 됩니다.
           c. 프레임은 자체와 다시 마운트 체결을 하게 됩니다. 엔진과 스티어링 기어는
              프레임에 운전자는 차체에 있다 보니 두곳을 연결하는 마운트 특성에 따라서
              스티어 비선형성을 보입니다.
    
    4) 쇽업서버 (HD는 프런트는 (맥퍼슨)스트럿, 리어는 쇽업서버 입니다.)
        선회를 시작하면 각 바퀴의 휠들은 스트로크가 변하게 되고 이때 변하는 스트로크에
        영향을 주는 인자가 쇽업서버의 댐핑포스(감쇠력)입니다.

          - 브레이킹시는 전륜은 범프방향, 후륜은 리바운드 바향
        
          - 좌코너시 우측은 범프, 좌측은 리아운드

          이때 변하는 스트로크에 대한 쇽업서버의 감쇠력에 따라서 선회 초기 전륜의
          안쪽 파고듬, 후륜의 민감도 등등이 변하게 됩니다.
          이때 쇽업서버는 작동 속도에 따라서 리바운드와, 콤프 방향으로
         다른 감쇠력을 만들게 됩니다. 물론 아시는것 처럼 이경우도 승차감을 해치지
         않으며서... 성능을 끌어 올려야 하는게 가장 힘든 부분입니다.
      
          -> 이 감쇠력 세팅은 스프링+스테빌 세팅에 따라서 달라집니다...

          따라서 시중에서 스프링은 어떤회사, 쇽업서버는 어떤회사... 이런 조합이
         어느 정도의 완성도를 보일지 ?????
        
         (단순 스프링, 스테빌, 쇽업서버 매칭 + 차량의 부쉬 특정 + 지오메트리 특성
         이모두에 대한 이해속에 서스펜션 튜닝이 이루어 져야 합니다.)

         즉 감쇠력 세팅 역시 강체류(스프링+스테빌라이져) 세팅 결과를 바탕으로
         튜닝이 되게 됩니다.  

2.  전륜차로도 뉴트럴한 감각을 얼마든지 만들 수 있을텐데 왜 양산 과정에서 일부러 약 언더로 세팅을 하는 이유가 예전부터 궁금했었습니다

   -> 양산차를 약언더로 세팅하는 가장 큰 이유는 제 개인적인 생각으로는 안전때문입니다.
       일반적인 유저일 경우 약언더 세팅의 차가 운전이 편하고 또한 안전합니다.
       차량이 언더 스티어가 발생할경우 언더 스티어 자체가 차량의 속도를 감속시키는
      역활을 하고 또한 일반 유저들이 이경우 대부분 스티어링을 조금 더 꺽는 방법으로
      운전을 하게 됩니다.
      (속도가 줄면서 차량의 전륜은 점점 안쪽으로 들어 오게 되지요... 레이스에서
      일종의 턱인 기법과 같은 경우입니다.)

       하지만.... 오버스티어가 발생해서 후륜이 흐르기 시작하면 대부분의 일반유저는
       순간적으로 패닉 상태에 빠지면서... 대처를 하지 못하고 스핀및 사고로 연결되게
      됩니다.  (이경우 대부분 브레이킹을하게 되고 더 오버 스티어 성향으로 만들어 버림)
      
      스포츠 주행을 즐기는 유저라면 이런 언더 성향을 줄인 차가 코너에서 프런트의 반응이
     빠르고 프런트가 안쪽으로 들어가기 때문에 엑셀을 빨리 on 할수 있게 됩니다.
     하지만 일정 수준 이상의 유저라도 급격한 오버 스티어에 따른 후륜 거동을 정확히
      컨트럴 하는 것은 쉽지가 않습니다.

     물론 뉴트럴 스티어로 세팅하면 되지 않느냐고 반문할수 있지만... 일반적으로 뉴트럴
    스티어 세팅으로 갈수록 오버스티어로 변경되는 시점이 급격하게 나타나고 유저의
    브레이킹 실수, 스티어링 입력 실수에 차량이 급격하게 자세를 잃어 버리게 됩니다.

     -> ●●● 개발 과정에서 가장 중점을 많이 둔 부분이며 뉴트럴 스티어 특성을 끈끈하게
       오래 유지하면서도 오버스티어 반응 변화를 둔감하게...또한 부드럽게 변화 시켜서...
       일반 유저도 쉽게,빠르게, 안전하게 코너를 돌수 있고 일정 이상 수준의 드라이버라면
       코너 입구에서 브레이킹과 동시에 리어를 미끄러 트려서 탈수 있고
       이경우에도 컨트롤리 용이하게 세팅을 했습니다.
       (제가 타본 몇몇 차들중 랜서 에볼루션이 뉴트럴 성향과 오버 성향을
       보이는데.... 물론 전자 제어 장비로 자세 변화의 도움을 받지만....
       기본적인 차량의 특성은 코너 입구에서 프런트를 코너 입고로 확실하게 던져 주고
       그 뒤는 드라이버의 수준을 가리는 그런 차량이였습니다.....
        -> 일본에서도 랜서는 사고 많이 나는 차량중 하나죠...)


답변이 되었나 모르겠습니다.... 쉽게 어느 하나를 이렇게 하면 이렇다는 식이 아니라
차량 전체 특성과 복합적인 이해를 요하는 부분이다 보니....
그냥 일반적으로 쉽게 정리하면 다음 정도가 될꺼 같습니다.

1.  차량 특성(매우 중요)의 이해가 필요하다..
2.  무조건 단단하다고 해서... 코너링 스피드가 빨라지는것이 아니다.
    (롤강성의 전후 배분비 이해 필요)
3. 대략적으로 전륜이 강하면 언더성향, 후륜이 강하면 오버 성향을 보인다.
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