자동차에 스트럿바 설치하면 효과가 있나요?
금일 포스팅은 스트럿 바에 대한 이야기 입니다.
“스트럿 바” 라고 하면 주변에 튜닝을 한 차량이 있다면 꽤 자주 볼 수 있는 튜닝 중 하나입니다.
비용적으로도 크게 비싸지 않고 누구나 손쉽게 설치할 수 있는 튜닝부품이기도 하죠.
이번 포스팅에서는 스트럿 바의 원리 그리고 많은 분들이 궁금해 하시는 실제 효과에 대해서 정리해 보았습니다.
그럼 시작해보도록 하겠습니다.
스트럿바 또는 스트럿브레이스라고도 불리는 부품입니다.
구조적으로는 매우 간단하지만 순정 차량에서는 극소수 차량을 제외하고는 거의 볼 수 없는 부품이기도 하죠.
스트럿 바는 기본적으로 차체의 강성을 높여줍니다.
주로 프런트 shock 타워 또는 위의 사진과 같이 리어의 shock 타워에 연결되어 프런트 또는 리어의 강성을 높이는데 사용됩니다.
자동차는 매끄러운 도로에서 직진만 하는 것이 아니라 고르지 못한 노면에서 코너링/브레이킹/가속을 반복해야 합니다.
이런 불규칙한 환경에서 차체가 힘을 받게 되면 비틀림이 발생하는데 스트럿바가 장착되어 있으면 프런트 또는 리어의 강성을 높여 이러한 비틀림을 줄여주는 효과를 얻게되는 것이죠.
강성을 높이는 만큼 좀 더 날카로운 핸들링을 시전 할 수 있고, 보다 더 예측 가능한 차량을 만들 수도 있습니다.
그럼 스트럿 바가 어떻게 차체 강성을 높여주는지에 대해 설명해 보도록 하겠습니다.
대부분 차량의 경우 프론트 서스펜션이 맥퍼슨 또는 더블 위시본 구조로 되어 있기 때문에 이 두가지 경우에 대해서 설명해보도록 하겠습니다.
첫번째는 양산차에서 가장 흔하게 볼 수 있는 맥퍼슨 스트럿 구조입니다.
①자동차가 코너링을 시작하게 되면 타이어 접지면에는 횡으로 마찰력이 발생하게 됩니다.
②그 힘으로 인해 컨트롤암은 위의 화살표 방향으로 모멘트가 만들어져 돌게 됩니다.
③그 영향으로 스트럿 타어 위쪽에서는 차량 바깥쪽으로 당기는 힘을 받게 됩니다.
④그리고 스트럿 타워 위쪽에 장착된 스트럿 바는 반대쪽 스트럿 타워에 연결되어 이를 저지하도록 돕습니다.
결과적으로 코너링으로 인하여 발생하는 차량의 비틀림이 스트럿 바로 인하여 줄어들 수 있게 되는 것입니다.
두번째는 더블 위시본 구조 입니다.
①,②코너링 시 타이어 접지면에 횡으로 마찰력이 발생하게 되면, 더블 위시본 역시 lower 컨트롤 암에서 모멘트가 만들어지게 됩니다.
③이 모멘트로 인해 upper 컨트롤 암 및 shock 상단부에서는 차 바깥쪽으로 당기는 힘을 받게 되죠.
④그리고 맥퍼슨 스트럿 구조와는 다르게 upper 컨트롤 암이 차체에 연결되어 있어 이 힘을 저지하도록 돕습니다.
⑤스트럿 바 역시 맥퍼슨 스트럿과 마찬가지로 차체 바깥쪽으로 당기는 힘을 저지하도록 돕게 되죠.
결국 맥퍼슨 스트럿과 다른점은 upper 컨트롤 암의 역할로 인하여 스트럿 바가 해야 하는 역할이 줄어든다는 것입니다.
스트럿 바의 효과에 대해 정리해보면 매우 간단합니다.
두 스트럿 사이를 연결하므로써 차체 강성을 높이는 것입니다.
주행중 발생하는 비틀림 현상을 스트럿 바를 사용하지 않은 경우보다 억제하여 핸들링 성능을 높이는 효과를 가져옵니다.
뿐만 아니라 스트럿 타워의 양 윗부분을 연결시키기 때문에 고르지 못한 노면을 주행했을 떄, 한쪽 서스펜션이 대부분 처리해야 할 일을 반대쪽이 나눠서 처리하도록 도와주는 효과도 있습니다.
스트럿바에 쓰이는 소재는 단단하면서 무게도 가벼워야 합니다.
그 이유는 스트럿 타워를 연결하기 때문에 차체에서 꽤 위쪽에 자리잡고 있어 자칫하면 무게중심을 높일 수 있기 때문이죠.
따라서 스트럿바는 다양한 소재로 만들어지지만 주로 알루미늄 또는 카본 파이버로 제작됩니다.
카본 파이버의 경우가 알루미늄보다 더 단단하기 때문에 효과는 더 좋지만 가격적으로는 그렇게 좋진 않습니다.
하지만 이러한 스트럿바의 효능에 대해서는 논쟁이 있는 편입니다.
해외 포럼들을 살펴보면 효과는 있지만 그 효과가 미미하다/크다 등 의견이 다양하죠.
그래서 자료를 찾아보았습니다.
아래는 Bimmerworld에서 Strut Bar를 장착하지 않았을 때, 양 스트럿 타워의 꼭대기에서 어느정도 비틀림이 발생하는지에 대해 측정한 결과입니다.
시험한 트랙은 VIR(Virginia International Raceway)입니다.
+값은 양 쪽의 스트럿 타워가 멀어졌다는 뜻이고, -값은 양쪽의 스트럿 타워가 가까워졌다는 뜻입니다.
단위는 mm이며 T1, T3등은 VIR의 코너 이름입니다.
트랙 레이아웃과 비교해서 보면, 브레이킹 시에는 타워 사이의 거리가 가까워지고 코너링 시에는 위에 설명했던 대로 차체 비틀림이 발생하여 타워 사이가 멀어지는 것을 알 수 있습니다.
특히 T1 직전같은 헤비 브레이킹이나 T1/Oak Tree같은 깊은 코너에서는 양 스트럿의 거리 변화가 더 커지게 되죠.
하지만 데이터를 보면 아시겠지만 + - 0.7mm 정도로 작은 범위 내에서 거리가 멀어졌다 줄어졌다 하는것을 알 수 있습니다.
테스트에 사용된 차량은 Spec E46이라고 불리는 경기에 사용되는 차량인데요.
레이스 용도로 사용되는 차량이기 때문에 순정 차량보다 차체를 강화해서 그런지 해당 차량에서는 스트럿 타워 없이도 양 스트럿 사이가 크게 비틀림이 발생하지 않습니다.
이런 차량이라면 스트럿 타워를 장착한다 하더라도 큰 효과를 보기는 어려울 것 같습니다.
하나 더 추가 자료를 보도록 하겠습니다.
GrimmSpeed 라는 업체에서 테스트한 자료인데요, 이 데이터는 슬라럼 테스트를 통해 스트럿 바를 장착하지 않은 차량(붉은색)과 스트럿 바를 장착한 차량(파란색)을 모두 비교했습니다.
단위를 보시면 아시겠지만 이 역시 스트럿 바가 없는 경우에 비틀림의 양은 미세하지만 지속적으로 발생하는 것을 알 수 있습니다.
그리고 스트럿 바를 장착했을 때 원래 발생하던 비틀림 보다 더 적은 양의 비틀림이 발생하는 것을 볼 수 있습니다.
이를 통해 스트럿 타워를 장착한 차량과 장착하지 않은 차 사이에는 크진 않아도 확실한 차이점이 있다는 것을 알 수 있습니다.
지금까지 스트럿 바의 원리 효험 그리고 실제 효과에 대해 알아보았는데요, 내용을 종합해서 결론을 내보도록 하겠습니다.
포스팅 첫부분에 설명한대로 스트럿바는 확실히 차량 강성을 높이는 데 효과가 있습니다.
이로 인해 조향시 차량의 반응성 및 핸들링 성능을 높이는데 도움을 주죠.
하지만 중요한 사실은 “차량에 따라 그 효과에 차이가 있다” 라는 것입니다.
좀 연식이 된 차량이라면 차체 강성이 최근 차량에 비해 떨어지기 때문에 스트럿 바를 장착하게 되면 그 효과가 높아질 것입니다.
반대로 개선된 소재를 많이 사용하여 강성이 높은 최근 차량, 그리고 고가의 스포츠카같은 경우 스트럿 바를 장착했을 경우 효과가 적을 것입니다.
스트럿 바를 장착하지 않아도 이미 비틀림 현상이 크지 않기 때문이죠.
또한 서스펜션 구조에 따라서도 효과에는 차이가 발생할 수 있습니다.
앞서 원리 부분에서 설명한 바와 같이 맥퍼슨 스트럿 구조의 서스펜션이 더블 위시본 구조보다 더 많은 효과를 가져올 수 있습니다.
즉, 결과적으로 스트럿 바를 장착한다고 해서 무조건
“핸들링이 +5 되었습니다.”
가 되는 것이 아니라 +3이 될수도 +7이 될수도 있다는 것입니다.
차량 종류에 따라 바디 재질에 따라 구조에 따라 달라질 수 있는 것이죠.
차 특성 뿐만이 아닙니다. 주행 환경에 따라서도 스트럿 바의 효과에 차이가 있을 수 있습니다.
위의 데이터에서 살펴봤듯이 차체에 힘을 많이 받는 조건, 헤비 브레이킹이나 깊은 코너의 경우 비틀림이 크게 작용하는 것을 알 수 있습니다.
따라서 평범한 주행 조건이라면 크게 효과를 못느끼겠지만, 가혹 조건에서 자주 차를 다룬다면 그 효과가 잘 느껴질 것입니다.
마지막으로 경험의 차이에 따라 느낄 수 있는 효과의 정도도 크게 다를 수 있습니다.
운전석 튜닝은 최고의 튜닝 중 하나입니다.
다양한 환경, 특히 트랙 주행을 자주 경험하셨던 분이라면 스트럿 바 효과를 더 잘 느낄 수있을 테고, 평범한 주행을 주로 하시는 분이라면 효과를 느끼기 힘들 것입니다.
다시말해 스트럿 바를 장착한 후에 효과를 크게 느끼신 분이라면 그만큼 자동차에 대한 경험이 많은 분이라고도 볼 수 있겠죠.
