1. 개요
Rigid Axle Suspension| | |
| 코일 스프링을 사용하는 리지드 액슬 서스펜션 | 리프 스프링을 사용하는 리지드 액슬 서스펜션 |
위치에 따라 명칭이 각각 다른데, 라이브 액슬[1]이나 솔리드 액슬[2], 빔(Beam) 액슬[3]이라고 부르기도 하고 일체차축식이라고 부르기도 한다
구조는 종감속 기어(디퍼런셜), 구동축, 타이어등이 한몸을 이루는 아주 심플한 구조이며, 작동을 보면은 알겠지만
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장애물이나 코너를 돌시 캠버각이 넓어져서 일반적 상황에서의 지면 적응력이 낮다. 그리고 차축의 움직임이 지나치게 좁아서 정밀한 움직임이 불가능하다. 그래서 승차감이 중요한 승용차 부분에서는 독립현가가 나오자마자 퇴출되었다.
하지만 아직도 상용차와 오프로드 차량 부분에서는 후륜 차축으로 쓰고 있다. 구조가 간단해 정비가 쉽고 신품의 가격이 싸며, 독립현가에 비해 훨씬 튼튼하기 때문이다.
무엇보다도 오프로드 차량의 경우 지형 적응력에 직결되는 좌우 차륜의 고저차, 즉 서스펜션 유연도(Flexibility, 국내에서는 주로 휠 트래블이라 부른다)가 매우 중요하기 때문이다.
독립현가 방식은 구조의 한계상 포장도로에서는 적응력이 높을지언정 험로에서는 유연도가 떨어져[4] 좌우 바퀴의 높낮이 차이가 조금이라도 큰 경우 한쪽 차륜이 쉽게 지면에서 떨어지기[5] 때문에 디퍼렌셜 기어(=차동기어)에 의해 바퀴가 헛도는 문제를 야기한다.
전후 리지드 액슬 구조로 서스펜션 유연도가 높은 XJ 체로키
디퍼렌셜 락커(차동기어의 작동을 막아 좌우 전체에 강제로 구동력을 전달시키는 장치)를 장착했더라도 무게를 차축의 반만으로 견디며 진행하는 것은 차체 전반에, 디퍼렌셜 락커 자체가 디퍼렌셜 기어에 무리를 주며 (특히 복잡한 구조인 조향륜) 바퀴가 떠서 잃게되는 접지력 등의 손해가 없는 편이 험로 주파에 도움이 된다.
다만 전륜 서스펜션의 경우 조향륜이 리지드 액슬인 차는 하체의 고무 부싱들이 일정량 이상 손상된 상태에서 조향륜에 충격이 가해지면 핸들의 떨림이 멈추지 않는 소위 'Death Wobble' 현상이 일어날 수 있다.
여기에 더해 승차감 문제, 연비 문제 등이 있기 때문에 오프로드용 4x4차량이라도 전륜에는 더블 위시본 서스펜션등의 독립현가 서스펜션이 많이 도입된다. 전륜 더블위시본, 후륜 리지드액슬 세팅이 널리 쓰인다.
전륜 독립현가 후륜 리지드액슬 구조는 한국 회사의 차량에서도 볼 수 있는데 1세대 코란도를 제외한 쌍용 후륜구동 기반 4x4 차량(렉스턴 등 승차감을 강조한 차량에는 옵션으로 후륜에도 독립현가를 적용할 수 있다), 기아 레토나/봉고(+트럭), 현대 갤로퍼/테라칸/포터/스타렉스, 포드 브롱코(6세대) 등이 있으며 후륜에 리지드액슬을 달아야하는 차종이라면 보통 저 구조이다.
전륜에도 리지드 액슬 서스펜션이 장착된 차량은 1세대 코란도, 기아 세레스, 1세대 랜드로버 디펜더, 1세대 메르세데스-벤츠 G클래스, 메르세데스-벤츠 우니모크, 메르세데스-벤츠 제트로스, 지프 랭글러, 1세대(SJ) 및 2세대(XJ) 지프 체로키, 타타대우 노부스 AWD모델, 타타대우 프리마 AWD모델 등 오프로드 차량 위주로 장착된다. 또한 90년대 이전 SUV들은 보통 전,후륜 할거 없이 리지드 액슬을 사용했다.
2. 종류
리프 스프링 서스펜션리지드 액슬이 리프 스프링으로 차체와 연결된 형태. 가장 원시적이고 단순하며 리프 스프링이 서스펜션 암과 업소버 스프링의 역할을 겸한다. 주로 화물차 등 승차감보단 고하중에 견디는 차량들에 사용되지만 과거에는 승용차, 상용차를 가리지 않고 가장 흔한 방식이었다. 현대 포니도 승용/픽업을 가리지 않고 사용하였다.
3링크 리지드 액슬
리지드 액슬과 차체를 연결하는 암 링크가 트레일링 암 2개 + 레터럴 로드 1개로 총 3개로 구성된 방식이다. 이것을 전륜구동 방식의 차량에 적용하여 리지드 액슬을 토션 빔 액슬로 교체하면 대우 티코, 현대 그랜저 1세대, SM5 1세대 등에 사용된 일체차축형 토션 빔 서스펜션이 된다.
5링크 리지드 액슬
리지드 액슬과 차체를 연결하는 암 링크가 위 아래로 2쌍씩 총 4개 + 레터럴 로드 1개로 총 5개로 구성된 방식이다. 리지드 액슬 중 나름 가장 진보된 방식이라 후륜에 독립 현가 장치가 보편화 되기 전까지 승용차 후륜에도 많이 쓰였다.
3. 개량형
De Dion Axle Suspension▲알파 로메오 알파 6의 후륜 서스펜션
드 디옹 액슬은 프랑스의 자동차 메이커인 드 디옹-부통(De Dion-Bouton)의 창립자중 하나인 쥘 알베르 드 디옹(Jules-Albert de Dion)이 1894년에 개량한 서스펜션이다.
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구조는 종래의 일체화된 리지드 방식에서 종감속기어와 구동축은 그대로 두되, 독립적인 드 디옹 관(Tube)이라는 액슬을 좌우 휠에 연결을 했는데. 이 방식은 기존에 리지드 방식에 비해 캠버각의 변화가 적어, 운동성과 조향성이 크게 나아졌고 스프링 아래 하중이 가벼워져 접지력과 승차감이 향상되었다. 그러나 CV조인트를 통해 구동축이 유연하게 꺾여야 하기 때문에 리지드액슬 보다는 제작단가가 비싸진다.
과거에는 알파 로메오가 1970년대까지 자사 승용차에 가장 적극적으로 사용했고 그 외에도 상당히 많은 차량에 사용되었지만 곧이어 독립현가식이 나오고 대중화되면서 굳이 제작비용이 싸지도 않으면서 어디까지나 리지드액슬 보다 조금 나을 뿐 이점이 별로 없는 이 방식을 쓸 이유가 없어졌다. 이제는 오프로드 차량과 일부 차량들에서만 명맥을 유지하고 있다.
로터스 세븐의 설계를 이어받은 케이터햄 세븐, 스마트 포투(For-Two)의 후륜 서스펜션[6]이 이 방식이다.
메르세데스-벤츠 G580 with EQ 테크놀로지의 후륜에 이 서스펜션을 채용했다. 2개의 중앙 전기모터 구조상 별도의 구동축을 달고 이 구조를 채용한 모양이다.
[1] 후륜에 사용된 경우[2] 전륜에 사용된 경우[3] 구동축 없이 전륜구동 차량의 후륜에 쓰인 경우[4] 더더군다나 요새 나오는 거의 모든 자동차들은 죄다 도심형같은 포장도로에서의 운행을 기본 상정하고 개발하기 때문에 핸들링 성능을 강화해감에 따라서, 스테빌라이저(안티 롤 바)바가 장착되지 않는 자동차는 거의 없다. 이 스테빌라이저는 험로에서 유연도를 더욱 떨어뜨리는 역할을 한다.[5] 독립식 더블위시본 서스펜션을 채용한 험머는 이런 현상을 최소화 하기 위해서 엄청나게 긴 서스펜션 암과 긴 스프링, 그리고 스테빌라저바를 장착하지 않음으로써 서스펜션의 스트로크폭과 유연도를 충분히 확보하여 문제를 해결했다.[6] 뒤 오버행이 극단적으로 짧다못해 없는데도 구동방식은 후륜구동인 이 차의 특징 때문에 드디옹을 사용했다. 어차피 고성능을 필요로 하지 않는 '마이크로 시티카' 컨셉이기에 이걸로 충분하다.