### 이 글은 SLRClub의 Siya님께서 그곳 자유게시판에 올려 주시는 자동차 이야기들 중에서 CozyrooM이 골라 실은 것입니다. Siya님의 동의 없이 다른 곳에 퍼 나르시는 것은 썩 좋지 않습니다. ###

지난번 자동차 이야기의 연장선에서 조금더 많은 책을 찾아보고, 나름대로의 생각을 정리하여 글을 올려봅니다. 여러 시승기를 비롯하여, 저또한 쉽게말하는 단어가 바로 "차체강성"일 것입니다.

저도 나름대로 그 의미를 이해하기위해서 엄청나게 많은 시간이 걸렸고, 그동안 여러상황및 서킷에서의 느낌들 그리고 시승했던 차와 제가 생각하는 차체강성이란것을 비교하고 비교하고 분석해보면서 어렵기도 하고, 잘 모른다고 생각하기도 했습니다.

제 경험과 생각을 바탕으로 나름대로 판단한 차체강성에 대한 이야기를 해보겠습니다. 차체강성이 중요한것은 자동차가 주행을 하면서 무게를 받다보니 차체에 설계치에서 어긋난 변형이 항상 발생하게 됩니다. 설계치에서 어긋난 변형도 있겠지만, 설계허용오차에 들어온 변형도 있게되겠죠.

자동차 평가요소의 중요한 항목인 서스펜션은 최근의 프레임리스 모노코크 바디의 자동차에서 (편의상 모노코크 차대를 프레임이라 하겠습니다) 서브프레임에 의존하며, 역시 서브프레임도 차체의 일부로서 사람에게 비유하면 손목이나 발목힘만 강하다고 힘이세다라고 말을 할수가 없는것으로 자동차에 있어서도 전반적으로 강성의 확보가 매우중요합니다.

이 차체강성은 차량의 안전도와 전혀 상관이 없는 별개의 문제로, 차체 강성을 높이려면 안전도 등급 이런것과 상관없이 차량을 최대한 딱딱한 Rigid Body로 세팅하면 해결됩니다. 모터스포츠의 경우에 안전도와는 별개로 허용치를 주지않으려는 강체로 세팅하는게 주 목적입니다. (물론, 제약조건으로는 뻔한 엔진출력이다보니, 무게의 증가에 민감합니다)

양산차에서는 사고시까지 고려해야 하기때문에 차체강성의 확보에서는 어느정도의 타협이 필요하게 됩니다. 크럼블존이니 세이프티존이니 하는 용어들이 바로 이래서 생기게 된것이죠. 프레임의 설계에서 실내 탑승객의 안전도때문에 일부러 크럼블존을 만들게 됩니다. 그리고 세이프티존은 최대한 단단하게 만드려 하죠. 크럼블존에서는 파손이 되면서 점진적으로 충격을 흡수해야하고 세이프티존은 최대한 단단하게 승객을 보호해야 하는 임무를 가지게 됩니다.

그러다 보니, 무작정 단단하게 할수도 없고, 그렇다고 무작정 부드럽게 할수도 없는 기이한 현상이 발생하게 됩니다. 단단한 차대는 주행성능을 비약적으로 향상시키지만 안전도 측면에서 보면 형편없는 점수를 받게됩니다. 그렇다고 안전도를 너무 중시하면 단단하지 못한 프레임은 주행성능을 악화시키게 되죠.

이런 양립하고 있는 조건에서 최대한의 성능을 이끌어내는것이 바로 기술력입니다. 가장 훌륭한 주행성능을 내면서, 가장 안전한 프레임을 설계하는것이 가장 힘든 기술이기도 하겠죠. 모노코크 바디에서 외장철판(본넷, 휀더, 도어, 루프, 트렁크)들은 힘을 받는 부분이 아닙니다. 차의 디자인과 공기저항을 최소화하는 역할, 그리고 차대를 보호하는 역할을 합니다.

차대는 본넷을 열었을때 엔진과 변속기가 마운트되어 있는 강한 철판들.. 그리고 도어와 도어사이의 뼈대들.. 그리고 지붕으로 지나가는 뼈대들이 모두 프레임리스 모노코크 바디에서의 차대 즉 힘을 받고 그차를 지탱하는것이됩니다. 따라서 오픈에어링을 즐길수있는 컨버터블에서는 루프쪽으로 있어야할 차대가 없다보니 하부쪽으로 많은 보강을 하게되어 오히려 더 무겁습니다.

철봉 한개를 수평으로 놓고 망치로 치거나 힘을줘서 휘게하는 경우와 그 철봉 4개로 사각형을 만들고 망치로 치거나 힘을줘서 휘게하는 경우에 어느것이 더 쉽게 휘어질것인지 생각해 보십시오.. 한개를 수평으로 놓은것이 쉽게 휘겠지요.. 그래서 A,B,C 필러는 모노코크 바디에서 빼놓을수없는 큰 힘을 받는 중요한 프레임인것입니다.

그런 문제가 있다보니 개발된 프레임위에서 새롭게 모델변경을 할때도 루프 및 도어의 형상은 전세대 모델과 동일하고 앞모습과 뒷모습만 변형되어 세 모델이 나오게 됩니다. 흔히들 마이너 체인지라고도 하죠. 그래서 옆모습까지 변경하게 되면 기본적으로 설계된 프레임을 새롭게 변경해야 하고(즉 세이프티존의 형상이 달라지게 되네요), 다시 안전도 검사및 여러가지 시험 과정을 거쳐야 하는 큰일이 되다보니 그렇게 마이너 체인지가 되는것이죠.

그래서 같은 프레임을 쓰는 차가 소나타2, 3, 마르샤 계열... EF소나타, 뉴 EF, 옵티마 계열... 아반떼, 티뷰론, 터뷸런스 계열... 엑셀, 스쿠프 계열.... 뉴그랜져, 다이너스티 계열.........이런식이 됩니다. 그랜져 XG에서 트라제 XG로 진화한것은 좀 새롭게 진화한 방식이니 예외로 두구요...

다시 본론으로 돌아와서, 이런 강한 강성이 확보된 차를 느끼는 저만의 방법은 불규칙한 노면으로부터 운전자에게 전달되는 충격이 어떤식인지를 느끼려 합니다. 강성이 약한차는 그런 노면을 지날때 핸들(스티어링휠)과 몸으로 전해지는 충격이 매우크며, 쿵쿵~거리면서 울리는 느낌이 많이 듭니다. 강한차들은 울리는 느낌이 매우 적습니다.

여기서 주의해야할것이 서스펜션에서 스프링과 쇼크업소버(쇼바)의 무르고 강한 정도에 따라서 오는 충격의 차이는 평준화시킨다음을 이야기 합니다. 엔진과 변속기가 들어있어 무게가 무거운 우측이나 좌측 전륜의 한쪽만 과속방지턱을 조금 빠르게 넘을경우 매우 쉽게 느낄수가 있는데 턱을 넘는 앞쪽의 쇼바를 고정하는 부분과 로워암을 고정하는 부분의 흐느적 거림, 그리고 진동의 느낌을 받습니다.

쿵쿵~거린다는 느낌은 외부의 충격에 차체의 진동과 여진이 크다는 느낌이며, 이런 느낌은 실제로 캠버를 -1.2도 정도 세팅하고 서킷에 차를 올렸을때.. 또는 와인딩에 차를 올렸을때 노면의 기복에 따라그리고 속도의 차이에 따라 일관성있는 행동을 보여주지 못하는 것으로 판단합니다.

강성이 약한 차종은 노면의 충격에 여진이 그대로 운전자와 승객에게 전달되는 반면, 강한 차종은 충격에 대한 여진과 승객으로의 진동 전달이 상당히 여과됩니다. 다시한번 말씀드리지만, 이 부분에 대한 이해는 승차감과는 약간 차이가 나는 대목으로서 부드러운 승차감이나 안락함과 약간은 구별지어서 이해할 필요가 있습니다. (앞에서도 말했지만 쉽게 말하면 평준화하여 보상해야 한다는 이야기로 이해하시면 쉬울듯 합니다.)

차체강성이 강한 차가 가장 큰 덕을 보는 경우는 단단한 튜닝용 서스펜션으로 교체되었을 때 매우 크게 돋보입니다. 이런 경우 순정 서스펜션보다 노면의 충격이 서스펜션을 지지하고 있는 부분에 전달되는 양이 매우 급격하게 커지고, 여기에 서브프레임을 시작으로 주변 쇠부분이 얼마나 진동을 하며, 여진이 얼마나 오래 남느냐는 순정과 다른 스펙의 스프링과 쇽 업소버인 경우 완전히 달라집니다.

그리고 이런 프레임의 피로도가 시간이 지나면서 누적되면, 차령이 오래된 차들은 처음보다 강성이 떨어지게되어 더더욱 흐느적 거리는 느낌을 주게 됩니다. 그래서 짐카나 및 주행성능 테스트에서 좋은 평을 받았던 차들도 서스펜션을 튜닝하게 되면, 운전자에게 형편없는 주행성을 제공하는 경우들이 매우 많으며, 그래서 고출력의 자동차나 스포츠성을 위한 세팅 또는 안정적인 고속주행성을 평가하기 위해서 차체강성의 확보는 매우 중요한것입니다.

차체강성은 차를 평가할 때 상당히 큰 비중을 두고 평가하는 항목이며, 가장 객관적인 평가를 내리기 힘든 부분이기도 합니다. 같은 차종이라도 그차를 시승하는 테스트 드라이버의 접근방식의 차이에 따라 강성이 강한차로 때론 강성이 매우 약한차로 판단될수가 있거든요.

그래도 일반인이 느끼기에 고속주행성이 좋다 차가 단단한 기분이 든다..라는 막연한 평범한 유저들의 느낌이 그차의 가지고 있는 기본강성을 설명하긴 합니다. 근본적으로 기초과학에서 큰 성과가 없다면 자동차 공업에서 안전하면서 더욱 더 강한 차체를 만드는 것에 대한 해답은 시간만이 해결해주지 못한다는 것을 깨달을 수 있지요.

조금더 보충한다면, 프레임이 엔진출력을 감당한다는 것은 출력에 맞는 강성이 충분히 확보되었다는 이야기 입니다. 단단한 서스펜션으로 중무장해도 강성이 약한 고출력 차량은 고속의 완만한 코너에서 가속패달을 밟았을 때 급격한 언더스티어를 보이는 경우도 있습니다. 언더스티어와 슬립앵글을 감수하며, 드로틀을 열고 속도를 늦추지 않고 돌아나가는 순간 스티어링으로 느껴지는 전형적인 느낌은 노면의 작은 굴곡에 스티어링이 순간순간 힘이 풀린 듯 가벼워지고, 노면의 충격이 스티어링을 콕콕 치듯 전해지지요. 순간순간 그 치는 느낌때마다 가벼워진 스티어링 휠이 쉽게 쉽게 돌아가곤 합니다. 물론 차의 진행방향은 거의 변화가 없구요... -_- 차대강성의 보강없이 출력만 올리는 튜닝을 한 차종을 시승할때 마다 매번 느꼈던 점입니다.

프레임이 엔진의 출력을 제대로 감당하지 못해 생기는 현상입니다. 같은 프레임에 엔진의 출력이 약했다면, 언더스티어를 내면서 온 길에서 견인력이 부족해 언더스티어를 내지 못하고, 엔진이 고속턴하면서 생기는 마찰력과 원심력을 이기지 못하지요. 그러다보니 위에서 언급한 그런 증상들이 없습니다. 그러다보니 순정상태에서의 차체강성이 매우 좋은듯한 느낌이지만, 실제로 엔진파워가 올라가면 안보이고 감춰졌던 부분들이 적나라하게 드러나게 되는것이지요.

그래서 차대강성 보강없이는 튜닝하지 말아라 하는 말을 자주하게 되는것입니다. 메이커의 팩토리 세팅에서 얼마만큼의 여유마진을 두고 차대와 엔진 그리고 구동계가 설계되었는지... 에 따라서 그차가 잠재하고있는 포텐셜이 높기때문에 팩토리 세팅으로는 매력이 별로 없는 차들이 명차의 대열에 들어있는지를 생각해보면 될것같습니다.

저만의 틀린생각들이 있을수도 있으니, 틀린부분이 있다면 지적해주셨으면 합니다. ^^

(2004-09-16)