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Nov 09. 2023
"남자라면 못참지" 내연기관ㆍ전기차의 사륜구동 방식들
ㆍ험지 주행시 유용한 파트타임 사륜구동
ㆍ일상적으로 사용되는 풀타임 사륜구동
자동차는 다양한 구동방식을 가지고 있다. 크게 보면 두 개의 바퀴가 구동하는 이륜구동과 네 개의 바퀴가 구동하는 사륜구동 두 가지 방식이 존재한다.
사륜구동은 네 개의 바퀴에 엔진의 동력이 전달되어 차량이 구동되어 험로, 급경사, 미끄러운 도로 등에서 이륜구동 대비 안정적인 주행을 가능하게 한다. 보통 사륜구동은 4X4, 4WD, AWD로 표현한다.
그중 4X4가 직관적으로 사륜구동을 표현한 것으로, 앞의 숫자 4는 네 개의 바퀴 중 4개의 바퀴에 동력이 전달됨을 나타낸다. 앞의 두 개의 바퀴가 당기고 뒤의 바퀴가 밀어주는 역할을 해서 견인력과 안정성이 뛰어난 구동방식이다.
최초의 사륜구동은 견인력과 동력이 필요한 농업용과 군사용을 위해서 개발됐다. 최초의 기계식 사륜구동방식으로 최초로 특허를 딴 '브라마 조셉 디플록(Bramah Joseph Diplock)'을 시작으로 현재도 유명한 자동차 제작사 포르쉐와 벤츠에서도 개발에 성공했다.
실용적인 최초의 사륜구동을 개발한 '오토 자코(Otto Zachow)'와 '윌리엄 베서딕(William Besserdich)'가 동력을 앞으로 전달할 수 있는 볼트 조인트를 개발하면서 상용화되기 시작했다. 이후 제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전을 겪으면서 기술적인 성숙도가 올라갔고, 군용으로 사용되던 군용차가 전후 민수용으로 판매하며 현재 랭글러, 디펜더, G-바겐 같은 차들의 모태가 됐다.
사륜구동은 파트타임 사륜구동이라 불리는 4WD와 풀타임 사륜구동이라 불리는 AWD로 나눌 수 있다. 먼저 파트타임 사륜구동은 평소에는 이륜구동으로 주행하다가 운전자가 동력이 필요할 때 사륜구동으로 전환할 수 있다. 대부분 앞서 언급한 군용차량들과 랭글러, 디펜더, G-바겐과 같은 차량에 사용된다.
사륜구동 차량에는 디퍼렌셜이라 불리는 차동기어장치가 장착된다. 차동기어는 엔진에 연결된 좌우 바퀴의 구동력을 분배해서 좌 우의 회전을 다르게 해주는 장치다. 사륜구동 차량은 운행중 타이어에 접지가 안되는 상황이 발생하면 동력 손실이 일어나 헛바퀴가 돌게 된다. 이때 차동기어를 잠가 양쪽 바퀴를 같이 움직이게 해준다.
이런 차동기어장치가 파트타임 사륜구동 차량에는 앞뒤 구동축에 장착된다. 또한 앞뒤 구동축을 연결하는 트랜스퍼 케이스가 장착되어 전륜에도 동력을 배분해서 안정적인 구동력을 얻을 수 있다. 이런 능력을 가진 파트타임 사륜구동방식은 군용차량과 오프로드 차량에 많이 사용된다.
운전자의 선택으로 이륜과 사륜을 전환하는 파트타임 사륜구동과는 다르게 풀타임 사륜구동은 항상 네 바퀴에 동력이 전달된다. 이로써 안정적인 주행이 가능해 최근 일상용 차량에 많이 사용되는 추세이며, 네 바퀴가 가속 시나 코너링 시 안정적으로 주행을 하게 해 슈퍼카 같은 고성능 차량에도 장착되고 있다.
풀타임 사륜구동방식에는 중간 차동기어가 장착된다. 회전수를 다르게 분배하는 차동기어가 중간에 장착되어 좌우뿐만 아니라 앞뒤 바퀴 회전수를 컴퓨터가 실시간으로 판단해서 적절하게 배분한다. 중간 차동기어를 잠그면 각 바퀴에 동력이 고정되어 안정적인 주행을 가능하게 한다. 대부분 메이커에서 콰트로, x드라이브, 4매틱, H트랙 등의 명칭으로 부르며, 옵션으로 선택할 수 있게 한다.
