위키원
사륜구동
사륜구동(Four Wheel Drive, 4WD)은 엔진의 회전력을 모든 바퀴에 전달하여 구동하는 방식을 말한다. 앞뒤 네 개의 바퀴를 구동시키기 때문에 험로, 경사가 급한 도로, 미끄러운 도로 등을 주행할 때 성능이 뛰어나다. 4륜구동, 4WD, AWD라고도 쓴다. 현대자동차는 사륜구동을 HTRAC라고 부른다.
  |
목차
역사[편집]
사륜구동은 1893년에 영국의 엔지니어였던 브라마 조셉 디플록(Bramah Joseph Diplock)이 일종의 스팀엔진인 트랙션 엔진을 장착한 자동차를 위해 사륜구동 시스템을 처음으로 개발했다. 이후, 스포츠카 포르쉐(Porsche)를 설립한 페르디난트 포르쉐(Ferdinand Porsche) 박사가 전기자동차를 위한 사륜구동 시스템을 개발하게 되었다. 또한, 내연기관 엔진을 사용한 자동차에 처음 사륜구동 시스템을 적용한 사람은 야코부스 스파이커(Jacobus Spijker)와 헨드릭 얀 스파이커(Hendrik-Jan Spijker) 형제이며, 헨드릭 얀 스파이커(Hendrik-Jan Spijker)가 개발한 60HP라는 차량에 적용되었다. 세계에서 처음으로 6기통 엔진을 장착한 2인승 스포츠카이기도 하며, 이 차량은 역사적 가치를 인정받아 네덜란드에 전시되어 있다.[1] 1908년에는 위스콘신에 'FWD'라는 이름의 자동차 회사가 설립되었다. FWD는 사륜구동(Four Wheel Drive)의 약자로, 1만 5천여 대의 사륜구동 트럭을 1차 세계대전을 이유로 생산했다. 이후, 1931년에는 마몬-해링턴(Marmon-Harrington) 회사가 개발한 사륜구동 시스템이 군용트럭을 목적으로 포드(FORD)의 트럭에 적용되기도 했다. 1907년에는 다임러-벤츠(Daimler-Benz)가 데른베르크 바겐(Dernburg-Wagen)을 출시하여 유럽 시장에 사륜구동 시스템을 선보였다. 이 모델은 식민지에서 사용할 목적이었으며, 사륜 스티어링 시스템도 탑재되었다. 이후, 1926년에 메르세데스-벤츠(Mercedes-Benz)와 비엠더블유(BMW)가 보다 정교한 사륜구동 시스템을 공동 개발했으며, 1937년부터는 여러 차종에 도입되기 시작했다. 그중 한 모델에 메르세데스-벤츠가 개발한 G5라는 모델이 있다. 1차 세계대전 패전 후에 자국 내 전차개발이 금지되자 대안으로 사륜구동 자동차를 만들어냈던 것이 G5 모델이었으며, 당시로써 획기적인 주행성능을 경험한 미군 당국이 개발을 지시했다.
윌리스 오버랜드(Willys Overland), 아메리칸 밴텀(American Bantom), 포드가 입찰 경쟁에 뛰어들었고 결국 윌리스가 선택되었다. 포드는 설계도를 이어받아 윌리스 차량의 생산을 돕는 방식으로 방향을 돌렸다. 1945년에는 민간용으로 개조된 CJ-2A를 발표하면서 최초의 대량생산 사륜구동 자동차라는 타이틀을 남기기도 했다. 1차 세계대전 종전 이후에 미국의 활약을 목격한 영국도 동일한 사륜구동 자동차를 개발할 것을 지시했다. 미국과 다른 점은 전쟁용이라기보다는 농장에서 사용할 수 있는 산업적 용도에 초점이 맞춰졌다. 개발을 담당한 모리스 윌크스(Maurice Wilks)는 종전 직후라 철판을 구하기 힘들어서 폐기된 비행기의 알루미늄 몸체를 떼어내 차량을 완성했다. 재료를 구할 수 없어 어쩔 수 없이 만든 것이지만, 성형이 쉽고 녹슬지 않으면서 가볍다는 장점이 있다. 이후부터는 사륜구동을 다양한 차량에 이식하려는 움직임이 일어났으며, 시간이 지나 1966년에는 영국의 젠슨(Jensen)에서 FF를 발표하기도 했다. 이는 최초의 사륜구동 양산 스포츠카라는 타이틀을 갖게 되었다. 특히, 기존의 파트타임 방식이 아닌 전 후륜 배분 40:60인 풀타임 사륜구동 시스템이다. 또한, 세계 최초로 잠김 방지 브레이크 시스템(ABS)이 장착된 차량이기도 하다.[2]
특징[편집]
장점[편집]
눈이 자주 오는 산간 지방 및 미끄러운 노면에서의 안정적인 주행을 중요시하는 운전자들은 사륜구동 방식을 선호한다. 두 바퀴가 아닌 네 바퀴가 상황에 따라 스스로 구동력을 배분하기 때문에 한쪽 바퀴가 접지력을 잃어도 안정적으로 주행을 이어나갈 수 있다. 오프로드 같은 다양한 레저활동을 즐기는 운전자에게 사륜구동은 필수이다. 최고의 오프로더로 불리는 메르세데스-벤츠의 G클래스(G-Class)는 가장 진보된 사륜구동 시스템을 적용하고 있다. 사륜구동 시스템과 디퍼렌셜 락 기능을 탑재하여 어떤 험지에도 뛰어난 구동력을 가지고 도로를 주행할 수 있다. 자동으로 차량이 제어를 할 수도 있지만, 운전자 스스로 도로 상황을 판단하여 디퍼렌셜을 수동으로 차단할 수 있어 오프로드를 즐기는 사람에게 자주 사용되는 기능이다. 또한, 고성능 신차들은 대부분 사륜구동 시스템을 탑재하고 있다. 고성능 메르세데스-AMG(Mercedes-AMG) 차량에 적용되는 사륜구동 시스템은 고성능 차량의 스포티한 주행에 최적화되어 있다. 일반적인 주행 상황에서의 안정적인 그립 확보와 코너링 및 트랙 주행 시에도 상황에 맞게 알맞은 구동력 배분을 통하여 날카롭게 코너를 파고들 수 있도록 도와준다. 고성능 차량에 적용되는 사륜구동 시스템은 모두 리어 액슬 변속기에 내장된 전자 유압 제어식 다판 클러치를 통하여 완전 가변식 토크 분배가 구현되며, 주행 모드에 따라 구동력을 후륜으로 집중 시켜 일부 고성능 차량에는 드리프트 모드를 통하여 모두 후륜에 힘을 몰아줄 수도 있다.[3]
단점[편집]
사륜구동 시스템을 적용해도 중요한 것은 노면에 맞는 적정한 타이어를 사용하는 것이다. 사륜구동 시스템이라고 해서 타이어의 그립 이상을 사용할 수는 없다. 단순히 두 바퀴로만 구동력을 전달하던 것을 네 바퀴로 나누어 효율적으로 주행할 수 있게 돕는 것이다. 겨울철에는 온도에 맞는 스노우타이어를 장착하고, 사계절 타이어 만으로 주행이 어려운 경우에는 체인을 사용한다. 앞바퀴 굴림은 앞쪽, 뒷바퀴 굴림 방식은 뒤쪽, 상시 네 바퀴 굴림은 네 바퀴 전부 채워야 한다. 하지만, 평상시에도 앞뒤로 일정하게 구동력을 배분하는 차량에만 해당한다. 그 외에 전륜구동 기반으로 앞바퀴를 주로 굴리다가 뒷바퀴로 구동력을 분배하는 차량은 앞바퀴만 체인을 끼워도 된다. 노면에 꾸준한 구동력을 유지하는 상시 사륜구동 시스템은 뛰어난 시스템이더라도 타이어와 노면의 마찰 한계를 넘어서면 주행이 불가능하다. 이는 땅 위를 달리는 자동차인 이상 달라지지 않는다.[4]
브레이크 현상[편집]
자동차는 구조적 특징으로 인해 작게 선회할수록 앞뒤 회전 차이가 발생하게 된다. 사륜구동 및 풀타임 사륜구동 중심 차동장치가 앞뒤 회전 차를 허용하여 정상적인 선회를 할 수도 있지만, 파트타임 사륜구동은 앞뒤가 고정되어 같은 회전수로 움직이기에 선회할 때 모든 바퀴가 브레이크 현상이 일어난다. 이런 현상으로 인해 강제로 선회할 시 한쪽 바퀴는 미끄러지고 차량은 멈칫거리는 현상이 나타나는데, 이러한 현상을 타이트 코너 브레이킹 현상이라고 한다. 이 현상은 구동 장치들과 앞뒤 제동장치 등에 심각한 손상을 줄 수 있어 누적된 스트레스가 내구성을 떨어뜨리는 주원인이 되며 선회 범위가 작을수록 잘 나타난다는 특징이 있다. 바닥이 먼지나 물기로 미끄럽다면 바퀴가 미끄러지는 것으로 그치기도 하며, 이는 타이어에 무리를 주어 또 선회 주행 중 바깥쪽으로 밀릴 수도 있다는 의미이다. 바닥은 접지력이 좋아 타이트한 코너가 연속되는 산간 국도 및 지방도 같은 곳을 다닐 경우에는 전륜은 동력을 끊고 FR로 다니는 것으로 간단하게 해결할 수도 있다.[5]
방식[편집]
4X4[편집]
앞의 숫자는 자동차의 바퀴 수, 뒤의 숫자는 그 중 힘이 전달되는 바퀴의 숫자를 의미하며, 사륜구동 그 자체를 직관적으로 표현한 네 개의 바퀴 중 네 개에 동력이 전달되는 자동차 방식이다. 뒷바퀴는 자동차를 앞으로 밀고 앞바퀴는 자동차를 원하는 방향으로 잡아당겨 미끄러운 길이나 가파른 길도 쉽게 달릴 수 있다.[6]
파트타임 4WD[편집]
일시 사륜구동[편집]
일시 사륜구동 방식은 항상 사륜에 동력을 배분하지 않으며, 평상시에는 뒷바퀴인 이륜구동으로만 사용한다. 산길이나 오르막길 등 험로에서는 운전자가 사륜구동 방식을 선택하여 주행이 가능하다. 파트타임 4WD의 일시 사륜구동 메커니즘에서 가장 핵심적인 부분은 트랜스퍼 케이스라는 부품이다. 엔진과 변속기 바로 뒤에서 동력을 받는 부품으로, 뒷바퀴로 동력을 전달하는 트랜스퍼 외에는 사용되지 않아 뒷바퀴 굴림 자동차와 같다. 하지만, 운전자가 사륜구동 기능을 사용하여 앞바퀴에 연결된 동력전달 축을 물린 뒤에 잠그게 되면, 앞바퀴와 뒷바퀴에 같은 회전수를 전달하게 된다. 트랜스퍼 케이스에는 하이, 로우 두 가지의 기어인 사륜구동 조절 레버가 적용되어 있다. 포장도로에서 기상에 따른 구동이 필요한 경우에는 4H, 험로 탈출 및 급경사가 등판과 같이 강력한 견인력이 필요한 경우에는 4L 모드를 선택할 수 있다. 또한, 저렴하고 튼튼하여 극한지형에서는 최고의 성능을 발휘할 수 있다. 네 바퀴를 통하여 뿜어져 나오는 폭발적인 힘을 이용하여 바위산을 넘고 진창을 헤쳐 나오는 강인한 사륜구동 자동차의 이미지는 모두 이 방식에서 비롯된 것이다.[6]
상시 사륜구동[편집]
상시 사륜구동 방식은 네 바퀴에 항상 동력을 보낸 것이 특징이며, 가장 중요한 부분은 센터 디퍼렌셜이다. 디퍼렌셜은 회전할 때 생기는 양쪽 바퀴의 회전 차를 보상하는 기능으로, 모든 자동차의 좌우 동력 바퀴 가운데에는 반드시 달려 있는 장치이다. 기존에는 좌우의 동력을 조절하는 방식 외에도 앞과 뒤의 가운데에서 조절하는 방식도 있다. 이 장치를 통해 네 바퀴에 항상 동력을 분배하면서 아스팔트도 잘 주행할 수 있다. 쌍용자동차㈜(Ssangyong Motor)의 플래그십 세단 '체어맨 W'에 사용되는 방식이며, 기존의 일반 차량은 후륜구동 방식이다. 하지만, 사륜구동 옵션을 선택할 경우에는 풀타임 4WD 기능이 탑재될 수 있다. 체어맨 W는 사륜구동을 탑재한 최초의 국산 세단이다.[6]
온디맨드 4WD[편집]
온디맨드는 평소에 주 구동축으로 동력을 몰아주는 전자식 사륜구동 장치이다. 대부분의 도심형 SUV는 온디맨드 방식을 사용하고 있으며, 평소에 별일 없을 때는 주 구동축으로 작동한다. 하지만, 커브 길이나 언덕길 및 험로에서 동력 일부를 보조 구동축에 전달하여 안정적으로 움직일 수 있게 해주는 장치이다. 파트타임 사륜구동은 구동계가 무거워서 연비가 나쁘고, 풀타임 사륜구동은 상시 사륜구동이어서 약간의 동력 손실이 생겨 온디맨드 사륜구동 장치가 개발되었다. 이로 인해 온디맨드 사륜구동은 연료 절약이 가능해졌다. 온디맨드 사륜구동은 전륜 및 후륜 차동기어의 보조 장치 없이는 사륜구동의 효율을 절반가량만 사용되어 성능이 약하며 험로 탈출에 한계가 있다. 내구성 문제로 튼튼한 재질을 사용하지만, 샤프트도 네 개씩 장착되어 있어 연비가 좋지 않다는 단점이 있다. 그런데도 온디맨드 사륜구동을 사용하는 이유는 험로에서 앞뒤로 골고루 힘을 배분하여 안정적으로 출발할 수 있고, 무거운 화물을 운송할 수 있는 강력한 견인력과 주 파력을 가지고 있기 때문이다. 또한, 전륜 및 후륜 모두 디피런셜이 장착되어 있어 코너링 성능이 좋다는 장점이 있다.[5]
비교[편집]
스바루[편집]
일본의 자동차 제조사인 스바루(Subaru)는 사륜구동이 브랜드의 아이콘인 만큼 북미에서 사륜구동 전 차량의 기본사항이다. 유일하게 후륜 모델인 BRZ 모델을 제외하고 모두 기계식 상시 사륜구동 시스템을 적용했다. 몇 가지의 전자식 제어기능을 트림에 따라 옵션으로 추가하는 정도이다. 스바루는 1972년에 처음으로 승용차에 상시 사륜구동 시스템을 장착하기도 했다. 스바루의 사륜구동 차량인 임프레자를 내세우며, 월드 랠리 챔피언십(WRC)을 3년 연속 재패 및 47번의 우승을 기록했다. 스바루에서는 사륜구동 시스템을 대칭형 사륜구동(Symetrical AWD)이라고 부르고 있다. 1984년에 센터 디퍼렌셜을 추가하여 상시 사륜구동 시스템을 완성하기도 했다. 스바루 상시 사륜구동 시스템은 형태에 큰 장점이 있다. 타사의 사륜구동 시스템처럼 측면으로 빠져서 비대칭으로 연결되지 않고, 엔진에서 변속기로 이동했다가 다시 다시 뒤쪽 디퍼렌셜로 쭉 연결되고 앞바퀴로는 변속기에서 곧바로 구동력이 연결되면서 대칭 형태를 이루는 형태이다. 즉, 센터 디퍼렌셜이 변속기에 내장되며, 양쪽 구동축 길이가 같다 보니 토크스티어를 고려할 필요가 없다. 또한, 스바루는 무게 배분과 동력 손실을 최소화하면서 균형적으로 구동력을 전달할 수 있어 이를 위해 차량 개발 단계에서 섀시부터 S-AWD를 고려한 설계를 하고 있다. 스바루의 구동력 배분은 평소에 앞뒤 50:50으로 구동력을 분배하고, 바퀴가 미끄러지면 20:80에서 80:20까지 분배할 수 있다. 락 기능이 있는 센터 디퍼렌셜과 후륜 LSD를 장착해 험로 주파에도 사용할 수 있었다. 스바루는 센터 디퍼렌셜에 유압식 다판 클러치를 사용하여 앞뒤 60:40을 기본으로 배분한다. 스바루의 WRX와 같은 고성능 차량은 초기 50:50에서 조향감이 필요한 경우에는 39:61로 조절하여 다양한 운전석 컨트롤 센터 디퍼렌셜(DCCD)을 이용하여 수동으로 앞뒤 35:65에서 50:50으로 고정할 수 있다. 자동으로 조절하는 오토모드도 있으며, 노면 상태에 따라 안정감 위주로 주행하는 오토(+)와 스티어링 휠 조작감을 상승시키는 오토(-) 모드로도 주행할 수 있다.[4]
스바루에 대해 자세히 보기
아우디[편집]
프리미엄 브랜드인 아우디(Audi)는 스바루처럼 콰트로(QUATTRO)라는 아이콘이 브랜드 이미지를 대표할 정도로 중요하다. 콰트로(QUATTRO)는 아우디의 대표적인 기술로 1980년에 발표한 상시 사륜구동 시스템이며, 거의 모든 차종에 장착되면서 아우디 하면 콰트로가 떠오를 정도로 아우디의 대명사가 되었다. 콰트로(Quattro)는 라틴어로 숫자 4를 뜻하며 사륜구동을 상징하여 붙여진 이름이다. 1980년 3월에 제네바 모터쇼에서 아우디는 풀타임 사륜구동 시스템을 장착한 아우디 콰트로를 선보이며 고급 차의 후륜 구동 방식을 대체할 새로운 구동 방식을 소개했다. 콰트로 사륜구동 방식은 기계식 구동장치를 사용하여 토크 분배가 즉시 일어나는 것이 장점이다. 토센 디퍼렌셜을 적용하여 평상시 앞뒤 50:50으로 토크를 분배하고, 최대 한쪽으로 75%까지 보낼 수 있었다. 바퀴가 미끄러지기 시작하는 즉시 70%에서 85%의 많은 구동력을 배분할 수 있었지만, 앞뒤 한쪽으로 100% 배분이 되지 않는 단점이 있었다. 1995년부터는 센터 디퍼렌셜에 토센 디퍼렌셜을 사용했고, 리어 디퍼렌셜은 일반 디퍼렌셜에 자세제어장치의 브레이크 제어를 접목한 전자제어식 LSD와 EDL을 적용했다. 바퀴 회전수가 달라지고 제동력을 가해 반대편 바퀴에 제대로 구동력이 전달되도록 한다. EDL은 80km/h 이상의 속도에서 차량의 안정화를 위해 동작했으며, 2006년에는 RS4에 적용된 콰트로 시스템에서 기본 앞뒤 구동력 배분 40:60을 만들었다. 고성능 차량의 운동성능을 높이기 위함이다. 센터 디퍼렌셜은 구동력을 최대 80%까지 앞뒤 한쪽으로 보낼 수 있었고, 2008년에는 기존 후륜에 있던 EDL을 대체하는 토크 백터링 시스템을 적용했다. V마그나 파워트레인에 토크 백터링 디퍼렌셜은 기존 EDL보다 뛰어났으며, 자세제어 장치와 결합하여 언더스티어와 오버스티어를 억제했다. 2010년에는 RS5에 센터 디퍼렌셜에 토센을 쓰지 않고 크라운 기어를 적용하기도 했다. 콰트로는 사륜구동 전체에서 지속해서 추진력을 일으키며 강한 추진력, 손쉬운 가속, 뛰어난 코너링, 안정적인 방향 전환, 독보적인 핸들링이 가능하여 어떤 길을 달리든 획기적인 구동 시스템이며 처음 선보인 이후부터 지금까지 많은 혁신과 기술의 발전이 있었다. 또한, 30여 년 동안 아우디는 사륜구동을 도입하여 자동차 업계에서 기술의 리더로 주요 개척자로 자리 잡았다.[4] 아우디에 대해 자세히 보기
폭스바겐[편집]
폭스바겐(Volkswagen)은 사륜구동 시스템으로 스웨덴의 할덱스 제품을 사용한다. 앞바퀴 굴림 차량이 많아 가로배치형 엔진에 적합한 할덱스 사륜구동 시스템을 적용했다. 골프 R32, 티구안(Tiguan), 골프 R, 아테온(Arteon), 페이톤(Phaeton) 등에 장착되어 사용되기도 했다. 변속기에 연결된 리미티드 슬립 커플링(LSC)을 이용해 평소에는 95%의 동력을 앞바퀴에 전달하고 뒷바퀴로는 5%의 동력을 전달한다. 평상시 주행에는 앞바퀴를 굴리고 급격한 출발이나, 미끄러운 노면을 주행하면 전자 및 유압식으로 클러치 팩을 잠가 앞뒤 50:50까지 구동력을 분배할 수 있다. 이에 연비가 높은 장점이 있고, 초기의 할덱스 시스템은 작동 시간이 0.4초에서 0.6초 정도 소요되어 기계식 대비 느리다는 평가를 많이 받았다. 1998년부터는 할덱스 커플링으로 변경되면서 4모션 배지를 적용했다. 엔진의 힘은 프로펠러 샤프트를 거쳐 뒤 차축 앞에 자리한 할덱스 커플링으롤 이동한다. 평상시에는 앞바퀴만을 사용하다가 필요에 따라 뒷바퀴로 엔진의 힘을 전부 보낼 수 있어 완성도 또한 높아졌다.[7] 폭스바겐에 대해 자세히 보기
메르세데스-벤츠[편집]
메르세데스-벤츠(Mercedes-Benz)는 자동변속기 오토매틱과 결합한 4MATIC 사륜구동 시스템을 개발하여 사용하고 있으며, 4MATIC은 '4-wheel drive and autoMATIC'에서 따온 이름이다. 메르세데스-벤츠가 험지 돌파를 위해 사륜구동 시스템을 적용한 것은 1907년이지만, 4MATIC라는 기능이 추가된 것은 1987년에 5세대 E클래스(E-Class) 부터이다. 마그나슈타이어와 합작 회사인 슈타이어 다임러(Steyr Daimler)를 설립 후 개발했다. 초창기 4MATIC은 수동으로 레버를 조작했으며, 다음 버전은 운전자가 버튼을 누르면 자동으로 사륜구동 방식으로 전환되는 파트타임 사륜구동 방식이다. 동작 방식은 세 가지로 전부 구동력을 뒷바퀴로 보내는 모드0(2H), 35:65로 배분하는 모드1, 디퍼렌셜 락을 동작 시켜 구동력을 50:50으로 배분하는 모드2(4H)가 있었다. 모드2에서 뒷바퀴 한쪽의 미끄러짐이 감지되면 모드3로 후륜에 설치된 안티 스키드 디퍼렌셜(ASD) 디퍼렌셜 락을 적용하여 바퀴를 잠글 수도 있다. 1998년에 메르세데스-벤츠는 6세대 E-클래스에 새로운 4MATIC를 적용했다. 전자 장비를 적극적으로 활용하여 무게를 혁신적으로 절감했기 때문이다. 센터 디퍼렌셜, 프론트 디퍼렌셜, 리어 디퍼렌셜을 모두 양쪽 회전차만 허용하는 일반 디퍼렌셜로 장착했다. 토크 분배는 많이 사용되고 있는 브레이크를 이용해 디퍼렌셜 락처럼 동작하는 트랙션 컨트롤 시스템인 4ETS를 적용했다. 단점은 일반 디퍼렌셜의 특징이 항상 동일한 구동력을 분배하려고 하는 성질이기 때문에 모래 위나 얼음 같은 미끄러운 노면 위에 한쪽 바퀴가 있는 경우에는 바퀴가 헛돌면서 반대편 바퀴에는 구동력이 거의 전달되지 않는 현상이 일어난다. 결국 네 바퀴에 동일한 구동력을 전달하려 하기 때문에 최종적으로 전달되는 구동력은 브레이크에서 소모되는 구동력을 제외한다. 한 바퀴에 구동력이 전달되면 20%, 세 바퀴에 구동력이 전달되면 75%의 구동력이 노면으로 전달된다. 앞바퀴 굴림 기반의 4MATIC은 전륜구동 기반 상시 사륜구동 시스템과 같이 높은 연비와 낮은 구동손실률을 자랑한다. 무게도 가벼워 후륜에는 전자제어로 동작하는 유압 다판 클러치 디퍼렌셜이 장착된다. 클러치가 분리되면 앞바퀴에만 구동력이 분배되고, 연결되면 네 바퀴에 모두 구동력을 보내는 방식이다. 0.001초 단위로 유압을 제어하여 구동력을 분배하여 높은 효율로 연비는 앞바퀴 굴림 모델과 큰 차이가 나지 않는다.[4] 메르세데스-벤츠에 대해 자세히 보기
혼다[편집]
혼다(Honda)의 사륜구동은 앞바퀴 굴림 차량이 대부분인 평상시 앞바퀴를 굴리다가, 필요할 때 구동력을 분배하는 상시 사륜구동 시스템을 적용하고 있다. 혼다는 지능형 가변 토크 관리 사륜구동(i-VTM4) 장치를 이용하여 토크를 분배한다. 기본 원리는 할덱스와 크게 다르지 않으며, 전자기식 클러치를 이용해 구동력을 나누는 방식이다. 혼다는 단순하게 구동력만 배분하지 않고, 미끄러짐에 큰 역할을 하는 엔진 토크도 함께 제어한다. 출발할 때 강한 엔진 출력은 미끄러지기 쉬워 뒷바퀴에 구동력을 분배하면서도 엔진을 제어하여 부드럽게 출발하도록 한다. 언덕 및 강한 가속에서는 앞바퀴가 미끄러질 가능성이 높고, 지능형 가변 토크 관리 사륜구동은 앞뒤 50:50으로 구동력을 분배하여 미끄러짐을 막는다. 또한, 코너링 중에는 브레이크를 이용 바깥쪽 바퀴에 구동력을 전달하는 백터링 시스템도 적용되어 있다. 혼다 레전드 4세대 등에는 독립적 구동력 분배 사륜 시스템인 SH-AWD를 장착했다. 네 바퀴 중 한 바퀴에만 구동력을 몰아줄 수도 있고, 네 바퀴 각각에 알맞은 구동력을 분배할 수 있다. 평상시에는 앞뒤 70:30으로 구동력을 분배하다가 급가속할 때는 60:40으로 전환할 수 있다. 혼다가 개발한 SH-AWD의 뒷바퀴 쪽 디퍼렌셜에는 앞바퀴보다 회전속도를 5%가량 높여주는 증속 장치가 내장되어 스포티한 주행감을 자랑한다. 또한, 급 회전 시에는 뒤쪽 코너 바깥쪽 타이어에 전부 구동력을 몰아줄 수도 있다. 급한 코너에서 빠른 코너링을 돕고 언더스티어를 줄여주며 차량 밸런스 유지에 도움이 되며, 코너링은 마치 차량이 제자리에서 고는 듯한 느낌을 준다는 특징이 있다. 혼다는 이 기술로 2004년에 파퓰러 사이언스 지에 실려 2004년 최고의 자동차 발명으로 뽑혔으며, 2005년에는 씨넷(CNET)의 '올해의 테크카(Tech Car of the year)'에 뽑히도록 돕기도 했다. 이후, SH-AWD는 좌우 구동력까지 세밀하게 분배하다 보니 부품이 늘어나 무게 증가로 이어졌으며, 어큐라 차량에는 점차 하이브리드 기술을 이용하여 스포츠 하이브리드 SH-AWD 기술을 적용했다. 스포츠 하이브리드 SH-AWD는 뒷바퀴에 각각 연결된 두 개의 모터를 이용해 후륜에 토크백터링 기술을 적용하여 빠른 코너링을 돕는다.[4] 혼다에 대해 자세히 보기
현대자동차그룹[편집]
현대자동차그룹(Hyundai Motor Group)은 현대와 견인(TRACtion)의 합성어인 에이치트랙(HTRAC) 사륜구동 시스템을 적용했다. 후륜구동 기반의 상시 사륜구동 시스템인 에이치트랙은 고급 차량인 제네시스(Genesis)에 처음 적용되어 인기를 끌기도 했다. 이후, 전륜구동 기반 산타페TM과 2018 뉴투싼에도 적용되었지만, 구성은 조금 다르다. 마그나파워트레인(Magna Powertrain)과 현대위아㈜(Hyundai Wia)의 합작회사인 위아마그나(Wia Magna)가 개발한 다이나맥스 사륜구동을 사용하여 평상시에는 앞바퀴에 구동력을 전부 분배하다가 필요한 경우에는 사륜구동 록 기능을 활성화하여 앞뒤 구동력을 50:50으로 고정할 수 있다. 후륜 기반의 상시 사륜구동인 에이치트랙도 위아마그나 제품이다. 앞뒤 구동력은 전자제어식 다판 클러치 트랜스퍼 케이스로 분배하고, 평소에는 앞뒤 구동력을 40:60으로 나누어 상황에 따라 구동력 분배를 변경하는 형태이다. 타이어가 미끄러질 경우에는 앞뒤 100:0에서 90:10까지 분배할 수 있다. 주행모드 스포츠에서는 10:90에서 코너링에서도 구동력을 나누는 액티브 코너링 컨트롤 기능도 적용되어있다. 또한, 차량 자세제어 장치와 연동한 이 기능은 코너 안쪽 바퀴에 브레이크를 동작 시켜 바깥쪽 바퀴에 구동력을 보내는 가상 LSD 역할을 한다. 2019년에 G70 3.3T 에이치트랙에는 다이내믹 사륜구동 시스템이 적용되었다. 이 시스템은 뒷바퀴 쪽에 기계식 LSD인 M-LSD를 장착해 디퍼렌셜 단계에서 바깥쪽 바퀴에 실질적으로 토크를 분배해 빠르게 주행할 수 있도록 돕는 기능이다.[4] 현대자동차그룹에 대해 자세히 보기
비엠더블유[편집]
비엠더블유(BMW)는 2003년에 X5에 장착되면서 새로이 등장한 사륜구동 방식에 엑스드라이브(xDrive)라는 이름을 붙여서 사용하고 있다. 엑스드라이브는 기존의 비엠더블유가 사용하는 사륜구동 방식을 개선한 방식이다. 앞뒤 바퀴에는 오픈 디퍼렌셜과 센터 디퍼렌셜은 다판 클러치 방식이 사용되었다. 자세제어 장치와 연동하여 개별 브레이크를 제어 및 LSD 역할을 한다. 서보모터로 동작하는 다판 클러치 시스템은 기존 0.1초의 동작 시간을 보였던 것에 비해 0.001초 만에 작동되도록 개선되었다. 평상시에는 구동력을 앞뒤 40:60 비율로 전달하고, 클러치의 제어로 50:50에서 0:100으로 구동력 전달을 바꿀 수 있다. 2008년에 X6에 적용된 엑스드라이브는 동적 성능 제어(DPC)가 추가되었다. 다판 클러치와 유성 기어(Planetary Gear)를 사용하여 좌우 동력분배가 가능하고, 한쪽 바퀴만 노면에 접지된 경우에는 브레이크를 사용하지 않고도 즉각적으로 구동력을 전부 전달할 수 있다. 비엠더블유의 1시리즈와 2시리즈를 제외한 대부분의 모델에 엑스드라이브 시스템을 적용하고 있다. 스포티한 후륜 모델을 많이 찾는 비엠더블유 운전자는 사륜구동 모델의 선택이 25%에 달하는 수치이다.[4] 비엠더블유에 대해 자세히 보기
각주[편집]
- ↑ 리본카, 〈4WD, AWD의 장단점〉, 《네이버 블로그》, 2015-03-02
- ↑ 김선웅 기자, 〈(4륜구동 이야기) 1부, 4륜구동의 역사〉, 《오토뷰》, 2013-07-22
- ↑ KCC오토그룹, 〈너무 비싸지는데... 우리나라에서 사륜구동이 꼭 필요한가요?〉, 《일분》, 2020-01-03
- ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 조준우 기자, 〈어떤 노면에서도 안정감 있게, 자동차 메이커들의 상시 사륜구동 기술들〉, 《라이드매거진》, 2018-12-28
- ↑ 5.0 5.1 권대용 팀장, 〈4륜 구동, 4WD, AWD, 4×4에 대해 알아볼게요 ~〉, 《네이버 블로그》, 2020-08-22
- ↑ 6.0 6.1 6.2 〈4×4, 4WD, 4WD란? 사륜구동 자동차의 모든 것〉, 《쌍용자동차㈜ 공식 블로그》, 2017-03-20
- ↑ 폭스바겐코리아, 〈겨울에 더 돋보이는 폭스바겐 4모션〉, 《네이버 포스트》, 2018-12-06
참고자료[편집]
- 〈4×4, 4WD, 4WD란? 사륜구동 자동차의 모든 것〉, 《쌍용자동차㈜ 공식 블로그》, 2017-03-20
- KCC오토그룹, 〈너무 비싸지는데... 우리나라에서 사륜구동이 꼭 필요한가요?〉, 《일분》, 2020-01-03
- 조준우 기자, 〈어떤 노면에서도 안정감 있게, 자동차 메이커들의 상시 사륜구동 기술들〉, 《라이드매거진》, 2018-12-28
- 폭스바겐코리아, 〈겨울에 더 돋보이는 폭스바겐 4모션〉, 《네이버 포스트》, 2018-12-06
- 권대용 팀장, 〈4륜 구동, 4WD, AWD, 4×4에 대해 알아볼게요 ~〉, 《네이버 블로그》, 2020-08-22
- 리본카, 〈4WD, AWD의 장단점〉, 《네이버 블로그》, 2015-03-02
- 김선웅 기자, 〈(4륜구동 이야기) 1부, 4륜구동의 역사〉, 《오토뷰》, 2013-07-22
같이 보기[편집]
