구동

구동(驅動)은 동력을 가해서 움직이는 행위이자 자동차의 엔진에서 발생하는 동력이 바퀴에 전달되어 자동차가 움직이는 방식이다.

종류

자동차의 구동방식은 동력을 전달받은 바퀴 개수에 따라 이륜구동과 사륜구동으로 나뉘며 이륜구동은 다시 바퀴에 위치에 따라 앞바퀴인 전륜구동과 뒷바퀴인 후륜구동으로 분류할 수 있다.

이륜구동

이륜구동은 자동차의 구동방식 가운데 두 바퀴에만 엔진의 동력이 전달되는 방식이다. 사륜구동방식에 비해 구조가 간단하고, 차체도 가벼워 연료소비가 적고, 유지 및 보수비도 적게 든다. 이 구동방식은 다시 앞바퀴굴림인 전륜구동과 뒷바퀴굴림인 후륜구동으로 나뉘며, 보통 FF차(Front engine Front drive), FR차(Front engine Rear drive), RR차(Rear engine Rear drive) 세 종류로 나뉜다. FF차는 앞바퀴를 굴리는 방식인 전륜으로 엔진이 자동차 앞쪽에 있다. 똑같은 크기의 차량에 비해 실내공간이 넓고, 경제성이 좋아서 소형차에서부터 중형차, 대형차까지 두루 사용된다. FR차는 뒷바퀴를 굴리는 방식인 후륜으로 기존에는 이 방식이 압도적으로 많았으나, 갈수록 줄어들고 있다. RR차는 엔진이 자동차의 뒷바퀴를 굴리는 방식으로, 최근에는 사용하지 않는다.

사륜구동

사륜구동은 동력을 전달받은 바퀴 개수에 따라 이륜구동과 사륜구동으로 나눌 수 있다. 또한 바퀴를 이용하는 방식에 따라 상시 사륜구동과 일시 사륜구동으로 나눌 수 있다. 또한 엔진의 회전력을 모든 바퀴에 전달하는 방식이기 때문에 험로, 경사가 급한 도로, 미끄러운 도로를 주행할 때 성능이 뛰어나다. 사륜구동의 4*4표시는 SUV 측면에 붙여놓은 스티커로 많이 나타난 표식이다. 이것은 사륜구동 그 자체를 직관적으로 표현한 것으로 앞의 숫자는 자동차의 바퀴 수, 뒤의 숫자는 그 중 힘이 전달되는 바퀴의 숫자를 뜻한다. 따라서 4개의 바퀴 중 4개에 동력이 전달되는 자동차라는 것을 축약한 것이다. 뒷바퀴는 자동차를 앞으로 밀고 앞바퀴는 자동차를 원하는 방향으로 잡아당겨 미끄러운 길이나 가파른 길도 쉽게 달릴 수 있게 하는 것이다. 4WD는 4 Wheel Drive를 줄여 부른 말로, 이 표시도 동일하게 4개의 바퀴를 구동시킨다는 의미이다. 자동차업계에서는 그 중에서도 파트타임 일시 사륜구동 방식만을 부를 때 사용하기도 하며 상시 사륜구동 방식과는 대비되는 개념으로 사용되고 있다.

• 일시 사륜구동 : 파트타임 사륜구동으로도 불리며 운전자가 주행 환경에 맞춰 이륜 또는 사륜구동을 선택하는 방식이다. 일시 사륜구동은 항상 사륜을 동력에 배분하지 않는다. 보통 때는 이륜구동으로만 움직이다가 산길이나 오르막길 등 험로에서는 운전자가 사륜구동 방식을 선택하여 주행이 가능하다. 일시 사륜구동의 가장 핵심적인 부분은 트랜스퍼 케이스라는 부품이다. 엔진과 변속기 바로 뒤에서 동력을 받는 이 부품은 평소에는 뒷바퀴로 동력을 건네는 일 이외에 다른 일들은 하지 않는다. 그러다가 운전자가 사륜구동 버튼을 누르는 순간, 앞바퀴에 연결된 동력 전달 축을 물린 뒤 잠궈, 앞바퀴와 뒷바퀴에 똑같은 힘과 회전수를 보낸다. 이 방식은 사륜구동으로 인한 에너지 손실과 소음을 감소시킨다. 하지만 앞바퀴, 뒷바퀴의 회전반경 차이가 구동 축이나 변속기에 무리를 줄 수 있기 때문에 사류구동으로 고속주행이나 마른 도로를 달리면 문제가 생길 수 있다.
• 상시 사륜구동 : 말 그대로 매 순간 사륜구동 상태를 유지하는 방식으로 상시 사륜구동은 다시 기계식 사륜구동과 전자식 사륜구동으로 나눌 수 있다. 현대자동차㈜(Hyundai Motor Company)의 전자식 사륜구동 시스템인 전자식 사륜구동 시스템은 바퀴에 전달되는 동력을 시시각각 변하는 주행 환경에 맞춰 능동적으로 배분하는 기술이다. 운전자가 선택하는 주행 모드에 따라 바퀴의 구동력과 제동력 등을 실시간으로 제어한다. 특히 각 바퀴에 분배되는 구동력이 클러스터에 표시되어 전자식 사륜구동 시스템이 잘 작동되는지 쉽게 확인할 수 있다. 더불어 상시 사륜구동은 일시 사륜구동과 달리 4개의 바퀴에 항상 동력을 보내는 것이 특징이다. 따라서 AWD라고 부르기도 하며 상시 사륜구동에서 가장 중요한 것은 센터 디퍼렌셜로, 회전할 때 생기는 양쪽 바퀴의 회전차를 보상하는 기구이다. 모든 자동차의 좌우 동력 바퀴 가운데 반드시 달려 있다. 하지만, 기존의 것이 오른쪽과 왼쪽의 동력을 조절했다면, 상시 사륜구동의 경우 앞과 뒤의 가운데에서 조절하여 4개의 바퀴에 항상 동력을 분배하면서 아스팔트도 잘 주행할 수 있게 한다.

• 전륜구동 : 앞바퀴 굴림을 사용하는 것으로, 앞 엔진 앞바퀴 굴림 방식은 엔진과 변속기, 구동 바퀴가 모두 차체의 앞부분에 모여 있다. 이것이 전륜구동 모델의 특징을 결정 짓는다. 구동 바퀴인 앞바퀴에 많은 중량이 가해지므로 접지력이 좋아지고 방향을 전환하는 차체 앞부분에 중량이 모여 있으므로 관성이 커서 주행 안정성도 높아진다. 높은 접지력과 주행 안정성은 전륜구동 방식의 가장 큰 장점이다. 코너링 중 미끄러운 노면에서 앞바퀴가 코너 바깥으로 미끄러질 때 본능적으로 가속 페달에서 발을 뗀다. 이렇게 되면 전륜구동 차량은 자연스럽게 앞바퀴로 하중이 이동하므로 구동 바퀴이자 조향 바퀴인 앞바퀴의 접지력이 좋아져서 차체는 자연스럽게 코너 안쪽으로 돌아오며 안정성을 찾는다. 전륜구동은 차체 앞부분에 구동 계통이 모여 있으므로 실내공간은 더 넓어지고 프로펠러 샤프트가 차 바닥을 지나가지 않으므로 뒷좌석 중앙이 비교적 평평해진다. 엔진이 가로로 놓인 전륜차량은 차체 크기에 비해 실내 공간이 넓다. 하지만 전륜구동의 가장 큰 단점은 승차감이다. 앞뒤 바퀴에 걸려 있는 무게가 다르므로 서스펜션의 단단한 정도도 달라진다. 따라서 앞바퀴와 뒷바퀴가 동일한 요철을 통과하는 느낌이 다를 수밖에 없다. 두 번째 단점은 차 앞부분이 무겁기 때문에 코너링 때 앞부분에 원심력이 더 작용하므로 코너 바깥쪽으로 궤적이 부풀어 나가는 언더스티어 현상이 커질 가능성이 높다. 구동과 조향을 모두 담당하는 앞 타이어의 마모율도 상대적으로 높다. 가로 엔진 배치 형식은 좌/우 구동축의 길이가 달라서 급가속 때 운전대가 한 쪽으로 돌아가려는 토크 스티어 현상이 나타날 가능성도 있다.

• 후륜구동 : 고급 승용차들은 대부분 후륜구동을 사용한다. 대부분의 후륜구동 모델은 앞 엔진 뒷바퀴 구동 방식을 적용한다. 이 경우 앞뒤 무게가 거의 균등하게 배분된다. 따라서 앞뒤 서스펜션 강도가 비슷해 승차감이 균일하고 코너링 때 차체 앞부분과 뒷부분이 받는 원심력이 비슷하다. 앞바퀴는 방향 전환을 담당하고 뒷바퀴는 추진을 담당하므로 타이어가 고르게 마모된다. 후륜구동의 단점은 코너링 특성을 이해하기 복잡하다는 것이다. 일상적인 상황에서는 이상적인 무게 배분으로 우수한 주행 안정성을 보인다. 하지만 미끄러운 노면에서 코너에 진입할 경우 코너 안쪽을 향하려는 앞바퀴와 달리 뒷바퀴는 여전히 직진 방향으로 차를 추진하고 있기 때문에 앞바퀴가 제대로 방향을 바꾸지 못하는 푸시 언더스티어 현상을 보일 우려가 있다. 코너링 도중에 구동 바퀴인 뒷바퀴가 접지력을 잃으면 차 뒷부분이 코너 바깥으로 미끄러져 나가는 오버스티어 현상을 일으키기 쉽다. 약한 언더스티어 현상으로 주행하던 차량이 갑자기 반대 특성인 오버스티어로 바뀌는 것이다. 이때 본능적으로 가속페달에서 발을 떼면 하중이 앞으로 이동하므로 뒷바퀴의 접지력이 더욱 약화된다. 후륜구동 차량은 뒷바퀴의 접지력을 회복하려면 인간 본능과는 반대로 가속페달을 더 밟아서 뒷바퀴로 하중을 더 이동시켜야 한다. 이런 적극적인 하중 이동은 차량의 주행 특성을 운전자가 직접 좌우할 수 있다는 점에서 운전하는 재미를 만들어준다. 또한 요근래 출시되는 후륜구동 차량들은 주행 안전 장비의 발달로 좀처럼 주행 안정성을 잃지 않는다.

참고자료

• 현대자동차㈜, 〈전륜구동과 후륜구동의 차이는? 헷갈리는 자동차 구동방식 알아보기!〉, 《현대자동차㈜ 키즈》, 2019-10-16
• 〈이륜구동〉, 《네이버 지식백과》
• 쌍용자동차㈜, 〈4×4, 4WD, 4WD란? 사륜구동 자동차의 모든 것〉, 《쌍용자동차㈜ 공식 블로그》, 2017-03-20
• 타이어버즈, 〈사륜구동 자동차의 모든 것〉, 《네이버 블로그》, 2019-01-22
• 나윤석 자동차 칼럼니스트, 〈(카 인사이트) 전륜·후륜·4륜구동 장단점〉, 《매일경제》, 2017-04-24

같이 보기

• 자동차
• 운전
• 바퀴
• 전륜구동
• 후륜구동
• 사륜구동

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