MacPherson Strut Suspension.
1. 개요
자동차 서스펜션의 구조 중 한 종류. 독립식 구조이다. 더블 위시본 서스펜션에서 어퍼 위시본 암을 제거하고 로워 위시본 암에 붙어 있던 댐퍼의 하단을 너클에 붙인 형태다.2. 발명
피아트가 기초적인 개발을 맡았고, 제너럴 모터스의 주임 개발자 얼 S. 맥퍼슨(Earle S. MacPherson)[1]이 지금과 같은 구조로 개량했다. 저렴하고 부품 수가 적어서 가벼우며 공간을 적게 차지한다는 장점 때문에 많은 양산차에 쓰인다. 소형차부터 중형급에 이르기까지 차급을 가리지 않고 널리 쓰이고 있다.3. 구조
더블 위시본 서스펜션을 변형한 형태이며 비교하면 이렇다.어퍼 위시본이 없어서 댐퍼가 횡력을 지지하는 지주 역할을 하므로, 더블 위시본에 비해서 댐퍼와 스프링에 횡력에 대한 부담이 크게 걸린다. 이 때문에 스프링 중심 축이 댐퍼와 살짝 비뚤게 장착되며, 2000년대 후반 이후로는 두 번째와 네 번째 그림처럼, 횡력에 휘어져도 제 역할을 할 수 있는 사이드 로드 스프링이 많이 사용된다.
스프링이 횡력에 버티면서 제 역할을 하려면 스프링 시트가 매우 커야 하며, 댐퍼 장착 각도도 매우 중요하다. 따라서 코일오버 서스펜션은 스프링 시트가 작고 스프링 장착 각도도 순정품과 다르니 주의해야 한다. 댐퍼는 휘어지지 않도록 직경을 키우거나 튜닝을 할 때는 주기적인 오버홀을 전제로 휨에 강한 역립식 모노튜브 댐퍼를 사용하기도 한다. 일례로, 모노튜브 댐퍼로 유명한 독일의 서스펜션 제조사인 티센크루프 빌슈타인의 애프터마켓 튜닝용 댐퍼를 살펴보자. 맥퍼슨 스트럿 구조에 장착되는 댐퍼에는,
4. 장단점
하중을 받으면 네거티브 캠버가 생기는 더블 위시본에 반해 포지티브 캠버가 생기거나 네거티브 캠버가 생기더라도 그 양이 적은 등 캠버 게인 특성이 나쁘며, 어퍼 위시본이 없어서 튼튼한 댐퍼를 사용하지 않으면 횡력에도 약한 등, 성능이 뛰어날 수 없다. 그러나 양산차 수준에서는 로워암의 배치를 통해 하중을 받을 때 적게나마 네거티브 캠버가 생기게 할 수 있고,[2] 어퍼 위시본의 부재는 튼튼한 댐퍼나 스트럿 타워 브레이스 바(속칭 스트럿 바)의 사용으로 보완할 수 있기 때문에 문제가 적다. 일례로, 고성능 차량인 포르쉐(전(全)세대911, 박스터, 카이맨)가 앞 축을 맥퍼슨 스트럿으로 쓴다. 포르쉐는 무게가 가볍고 공간 확보가 쉬워 채용한다. 라디에이터와 연료탱크, 트렁크 공간을 쉽게 만들 수 있기 때문이다. 진짜 문제는 소음과 진동이다.[3]5. 로워링
차고를 낮추는 로워링을 하면, 캠버 게인 특성도 나빠지고 더블 위시본이나 멀티링크 서스펜션에 비해 롤 커플이 증가되는 양이 큰 편이다. 과도한 로워링에 의한 해악, 즉 무게 중심이 내려간 거리보다 롤 센터가 내려간 거리가 더 길어 롤링이 커지는 경향이 상대적으로 크다. 맥퍼슨 스트럿 서스펜션이 장착된 차량을 운행한다면 롤 커플의 증가를 항상 염두에 두고 로워링은 적당히 하자.6. 번외: 듀얼 링크
더블 위시본은 상하 위시본이 각각 두 개의 링크로 나뉘어 가상 전타축을 가지는 멀티링크 서스펜션으로 진화했다. 이와 마찬가지로, 로워 위시본을 두 개의 링크로 나눠 킹핀축을 바깥으로 빼는데 유리한 듀얼링크 맥퍼슨 스트럿[4]도 자주 쓰인다. 멀티링크와 마찬가지로 스티어링 회전축이 너클과의 볼조인트가 아니라 그보다 더 바깥쪽에 위치하게 되므로 스크럽 반경을 줄이는데 유리하다. 네 번째 그림에 나타난 현대 제네시스 쿠페의 전륜 현가장치가 그것이다. 이 구조는 특히 BMW가 전륜에 많이 애용하고 있으며, 토션빔 서스펜션이 주류로 떠오르기 이전까지 소형차 후륜 현가장치의 대세였다. 그 이외에도 대한민국의 기아 크레도스, 일본의 XV60기반의 토요타 캠리와 렉서스 ES의 후륜에도 적용되어 있다.
[1]
그래서 맥퍼슨 스트럿이다. 개발자가 자기 이름을 붙인 것.
[2]
그래서 전륜 맥퍼슨 스트럿을 사용하는 고성능 차량은 전륜
휠 얼라인먼트 캠버값이 타이어 내측 편마모가 생길 정도로 네거티브 캠버로 설정되어 있어서 동적 캠버량이 적은 것을 보완하기도 하는데, -1.7°인 벨로스터 N DCT와 아반떼 N, -1.75°인 코나 N이이 예시다. 젠쿱도 순정 제원은 -0.7°지만 북미형 트랙 패키지에 제공되는 캠버 볼트 사용 시 -1.2°까지 설정을 권장했다. 화물차들이 많이 다녀서 타이어 모양으로 눌린 도로를 다닐 때 스티어링이 노면을 따라 춤을 추는 것도 단점이다.
[3]
이 소음과 진동의 이미지로 피해 아닌 피해를 본 대표적 차종이 기아 로체다. 당시 현대의 NF쏘나타는 더블 위시본을 채택했기 때문. 정작 정숙한 드라이빙의 이미지가 강했던 경쟁사의 SM5 2세대/SM7 1세대도 전륜은 맥퍼슨 스트럿이다. 다시 말해, 양산차 회사의 역량에 따라 소음과 진동도 상당 부분 줄어들 여지가 있는 것.
[4]
볼 조인트가 두 개라 하여 전륜에서는 주로 '더블 조인트 맥퍼슨 스트럿'이라고 불리고, 듀얼링크라고 불리는 것은 주로 후륜에 장착되었을 때이다.