토션바 서스펜션(Torsion bar suspension)은 자동차, 전차, 장갑차 등에 사용되는 현가장치의 한 방식이다. 탄성이 높은 금속 봉(bar)의 비틀림 탄성력을 이용하여 충격을 흡수하는 구조로, 봉의 한쪽 끝은 차체에 고정되고 다른 쪽 끝은 서스펜션 암(arm)에 연결되어 바퀴의 상하 움직임에 따라 봉이 비틀리면서 복원력을 발생시킨다.
구조 및 작동 원리
토션바 서스펜션은 긴 금속제 봉을 스프링 요소로 사용한다. 바퀴가 장착된 서스펜션 암이 노면 충격으로 인해 회전하면, 이 회전축에 연결된 토션바가 비틀리게 된다. 이때 토션바는 비틀림에 대한 저항(복원 토크)을 발생시켜 충격을 흡수하고 바퀴를 원래 위치로 되돌린다. 이는 코일스프링이나 판스프링이 압축·신축을 통해 충격을 흡수하는 것과 달리, 비틀림 변형을 이용한다는 점에서 차이가 있다.
역사
토션바 서스펜션이 민간 자동차에 처음 적용된 것은 1934년 시트로엥 트락숑 아방(Traction Avant)이다. 군용 궤도차량으로는 1936년 스트리스방(Strv) L-60 전차에 최초로 적용되었으며, 이후 제2차 세계대전을 거치며 판터, 티거, 티거 2 등 독일 전차와 여러 연합군 전차에 널리 사용되었다. 현대에 들어서도 M1 에이브람스, 레오파르트 2, K-1 전차 등 주력 전차와 M113, M2 브래들리, BMP-3 등 장갑차에 계속 사용되고 있다.
장점
- 구조가 단순하여 생산 단가가 저렴하고 야전에서의 수리가 용이하다.
- 코일스프링에 비해 차체 옆면 공간을 거의 차지하지 않아 측면 장갑이나 다른 장비를 배치하기 유리하다.
- 무거운 하중을 견디는 데 매우 적합하여 고중량 군용 차량에 널리 쓰인다.
- 토션바를 회전시켜 차량의 지상고(높이)를 비교적 쉽게 조절할 수 있다.
단점
- 암의 움직임이 커질수록 비틀림 탄성이 급격히 강해져 유연함과 충격 흡수력이 떨어진다.
- 스프링 상수를 비선형적으로 설계하기 어려워 승차감 조율에 한계가 있다.
- 차체를 가로지르는 긴 봉을 사용할 경우 차체 하단 공간을 차지하여 차체 높이를 낮추기 어렵고, 비상탈출용 하부 해치 설치가 까다롭다.
- 좌우 보기륜의 암이 대칭을 이루지 못해 한쪽 전륜이 더 빨리 마모되는 경향이 있다.
토션빔 서스펜션과의 차이
토션바 서스펜션은 명칭이 유사한 토션빔 서스펜션(Torsion beam suspension)과 혼동되는 경우가 많다. 토션바(bar)는 봉 형태의 스프링 요소 자체를 의미하며, 이는 코일스프링이나 리프스프링과 같은 역할을 한다. 반면 토션빔(beam)은 좌우 바퀴를 연결하는 차축(액슬 빔) 구조물을 의미하며, 주로 서스펜션 암의 움직임을 제어하는 역할을 한다. 즉, 토션바는 스프링의 한 종류인 반면, 토션빔은 서스펜션의 구조 형식이다.
적용 차량
민간 차량으로는 폭스바겐 비틀 1세대, 폭스바겐 골프 초기 세대, 시트로엥 트락숑 아방, 현대 스타렉스 1세대, 쌍용 코란도 훼미리 등이 있으며, 군용으로는 M1 에이브람스, 레오파르트 2, K-1 전차, T-90, M113, BMP-3 등 대부분의 현대 주력 전차와 장갑차가 토션바 서스펜션을 채택하고 있다. 다만 일반 승용차에서는 서스펜션 기술의 발전으로 21세기 이후 사용 빈도가 크게 줄어들었다.
