[불펌] AWD 4WD에 대한 글

[주페2]

이글은 불펌입니다 ㅎㅎ

원출처는

네이버 스바루 까페라고 알고있습니다 ㅎ..;;;

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안녕하십니까 세츠 입니다.



자동차잡지를 봐오며.. 이젠 자동차 흐름추세가 AWD가 좋다라는게 입증되어서 인지.. AUTO계의 트랜드로 자리잡혀서 관련정보글을 잃고 나름 간단하게 정리 해봤습니다. (정보글 성격상 말이 짦더라도 이해해 주세요)



제목: 4바퀴로 가는 자동차(이 내용은 잡지를 통해 정보를 발취하고 추가설명과 더불어 내용을 조금 알맞게 변경시킨글입니다. )

드디어 국산 세단에도 AWD(All Wheel Drive)시대가 열렸다.  쌍용은 지난 2월 선보인 체어맨w3.6dp 보그위너의 awd를 얹어 내놓았고 올연말에 나올 에쿠스 후속인 VI에도 AWD가 쓰일 예정이다.. 그동안 고급수입차의 전유물로 알았던 AWD가 국내 시장에도 본격적으로 쓰이기 시작했다.



승용차에 4륜구동 시스템을 사용하기 시작한것은 약 40년전의 일이다.  최초의 승용4WD로 기록되는 영국의 젠센FF는 퍼거슨 포물러p-99에 쓰인 풀타임 4wd시스템을 얹어 1966년에 탄생했다. 제센FF는 뒷바퀴쿨림을 기본으로 앞뒤 37:63의 구동력 배분기술을 선보여 주목을 받았지만 복잡한 메커니즘과 비싼가격으로 대중화에 실패했다. 이후 이렇다할 AWD 모델들이 나오지 않다가 1972년 스바루는 일본브랜드로는 처음으로 AWD를 쓴 레오네(Leone)웨건을 발표했다. 하지만 레오네는 수동식 파트타임으로 구동력을 4바퀴에 자동으로 전달할 수는 없었다.



1980년대 초 아우디는 당시 BMW나 메르세데스 벤츠에 비해 떨어지는 브랜드파워를 만회하기 위해 혁신적인 기술의 풀타임 4WD콰트로 시스템을 세상에 내놓으며 승용AWD시대를 리드했고 1985년 포르쉐는 450마력의 959에 AWD 시스템을 얹어 신선한 충격을 주었다. 959는 평소 앞뒤 구동력이 40:60이지만 급가속을 하면 20:80으로 고정되어 뒷바퀴에 대부분의 구동력을 보낸다. 1984년에 나온 964카레라4로 이어졌다 ... (헥헥 일일히 치면서 써내려가니 힘드내요 1분 쉬었다가;;) - 다 쉬었습니다 -_-;;



BMW는 1987년 3시리즈로 시작해 5시리즈에도 적용했지만 큰호응을 얻지 못했고 이후 E46 3시리즈에 AWD버전이 부활했고 이후 X5가 나오면서 BMW의 AWD시스템은 비약적으로 발전했다. 반면 벤츠는 1985년 E클래스를 처음으로 AWD를 사용한후 C클래스부터 S클래스까지 대부분의 모델에 AWD사용.. 라인업을 형성하고 있다.



현재는 아우디,메르세대스벤츠,BMW등 독일 프리미엄브랜드를 중심으로  스바루,미쓰비시,닛산,토요타,혼다 등의 일본 브랜드에서 꾸준히 AWD의 모델을 선보이며 자신들의 기술력을 쌓고 있다. 또한 일반 세단이 아닌 포르쉐나 람보르기니,부가티등 스포츠카브랜드들은 주행안정성과 상품가치를 높이기 위해 AWD를 즐겨사용한다. 이제 AWD는 하나의 트랜드가 되었다.



특히 스바루와 미쓰비시의 경우는 WRC에 참가하며 AWD가 필요불가결한 경기를 거쳐가며 라이벌로써 임프래자wrx와 랜서에볼루션의 경쟁구도를 거쳐.. AWD 시스템으로는 AYC+ACD , DCCD 등 타메이커가 따라올수 없는 완성도 높은 AWD 시스템을 완성시켰다.



AWD의 원리는 앞서 언급한것처럼 엔진에서 나오는 출력을 4개의 바퀴에 골고루 보내 타이어의 접지력을 높이는 것이다. 다시 말하면 앞바퀴나 뒷바퀴를 구동하는 일반적인 2륜구동 자동차에서 생각하기 힘든 성능을 발휘한다.  가령 미끄러운 노면이나 움푹패인 도로를 지날때 엔진의 힘이 전달되는 구동바퀴의 접지력이 한순 간에 떨어져 힘을 받는 바퀴는 잠시 패닉상태에 빠진다. 저속에서는 큰 문제가 없는데 고속으로 달리고 있다면 문제는 심각해  차는 불안한 상태가 된다. 물론 4바퀴에 힘이 고르게 들어가 있다면 아무일도 없이 지나갈 일이다. 4바퀴가 모두 구동되는 AWD는 주행성능과 제동성능이 한꺼번에 높아져 결국 주행성능과 안정성을 극대화 할수 있다는 말이다.



AWD에 대해서 좀더 알아보자. 같은 조건일때 뒷바퀴 굴림은 주행성능이 앞바퀴구동방식보다 일반적으로 높다. 주행성능이 우수하지만 제동성능은 떨어진다. 앞바퀴 굴림방식은 그 반대의 경우가 생긴다. 하지만 AWD를 사용하면 이런 장단점을 모두 가질수 있다.  그렇다고 4바퀴가 항상 같은 힘으로 돌고 있지는 않다. 차의 무게이동도는 하중에 다라 힘을 앞뒤로 보낸다. 가령 출발을 하게되면 무게중심이 뒤로 이동하게 된다. 이때는 본격적으로 힘을 받을 때까지 앞바퀴에 구동력을 조금 실어 뒷바퀴가 힘을 받을수 있도록 도와준다. 그러다 어느속도이상이고 가속하는데 지장이 없다면 앞바퀴에 힘을 빼고 뒷바퀴로 구동력을 모두 보내 원할한 가속을 하도록 한다. 그리고 앞뒤 바퀴가 속도차가 생기면 순간적으로 앞뒤 구동력을 50:50으로 맞춰 타이어의 슬립을 막고 차의 안정성을 되찾도록 노력한다. 또 한 운전자가 브레이크를 잡으면 안정된 제동력을 확보하기 위해 앞뒤바퀴에 고르게 힘을 분산해 최적의 제동력을 준다.



- 이제부터는 메이커별로 특징을 알아보자.-

1. Audi Quatttro:

아우디의 AWD는 처음에는 비스커스커플링타입의 특허를 가지고 있었지만 2세대 콰드로 부터는 토르센 디퍼렌셜 방식을 쓰고 있다. 콰드로의 핵심기술은 내부가속차동장치는 앞뒤 속도차를 보정해 도로상태에 맞게 자동으로 구동력을 앞뒤 바퀴에 분배하는데 있다. 특히 콰드로는 일반 AWD와는 별도의 브레이크 조작없이도 앞뒤바퀴에 동력을 전달해 안정성이 뛰어나다. BMW의 X드라이브나 벤츠의 4매틱등 전자식 AWD는 전자 트랙션 보조장치가 브레이크를 사용해 바퀴의 미끄러짐을 줄이거나 엔진 출력을 떨어트려 속도를 줄여 균형을 잡는다. 하지만 아우디 콰트로는 앞뒤바퀴에 실시간으로 토크를 기계적으로 재분배하는것이 특이하다.  그래서 바퀴의 전달되는 힘을 적절히 나눠 각가의 4바퀴 접지력을 극대화해 최적의 주행상태를 유지할 수 있도록 한다. 일반주행에서는 앞뒤구동력이 50:50을 유지하지만 마른 도로에서의 코너링, 젖은 노면에서의 주행, 가파른 길을 오를때 기계적으로 25:75, 75:25까지 조절해 최적의 구동력을 선보인다. 최근 나온 아우디 RS4는 날렵한 핸들링을 위해 평시 구동력을 40:60으로 맞춰 FR의 특성까지도 고려했다.



2. Honda SH-AWD

혼다의 기술력이 돋보이는 SH-AWD(Super Handling All-Wheel-Drive)는 기존의 AWD의 수준을 한단계 업그레이드 한 시스템이다. 이 시스템은 앞뒤바퀴의 구동력 뿐 아니라 좌우바퀴의 구동력가지 조절하는 능동형 AWD 시스템이다. 혼다는 1997년 프렐류드 타입 SH에 처음 AWD를 사용하기 시작해 신개념 AWD인 SH-AWD를 2004년 초부터 레전드에 적용했다. 기존 4륜 구동은 전후또는 앞바퀴나 뒷바퀴의 좌우 바퀴에 구동력을 배분하는 구조이지만 레전드의 sh-awd는 앞뒤 바퀴에 구동력을 30:70~70:30의 나눠보낼수 있다. 뒷바퀴의 구동력도 좌우 0:100에서 100:0까지 조절할 수 있는 4바퀴 모두를 자유자재로 조절할 수 있는 시스템이다.  


3. BMW X-drive(인텔리전트 AWD)

아우디의 콰트로 ,벤츠 4매틱을 선보이자 1987년 bmw는 뒷바퀴 굴림 특성을 살린 서보모터방식의 xdrive를 단 3시리즈 325 ix를 개발했다. 퍼거슨의 비스커스 커플링을 사용해 센터디퍼렌셜을 잠그는 방식으로 엔진토크의 63%를 뒷바퀴로 보내 특유의 주행성능을 표현하려 했다. 하지만 4wd를 쓰면 뒷바퀴굴림의 예리한 주행감각이 무뎌져, 결국 경쟁 브랜드처럼 대중화를 이루지 못했다.  이후 SAV(sport activity vehicle)를 표방한 x5가 큰 성공을 거두면서 BMW AWD시스템인 x드라이브가 주목받기 시작했다. x드라이브 시스템 역시 핵심 기술은 구동력을 4바퀴에 골고루 보내는 것이다. 전자동으로 조절되는 다판클러치는 단 0.001초만에 적절한 상황에 따라 앞바퀴로 힘을 전달한다. 위험한 상황에도 차체의 앞뒤바퀴의 구동력을 끊고 연결할 수 있어 탁월한 주행성능을 발휘한다.  평시에 40:60으로 구동력을 나누다가 뒷바퀴가 미끄러지면 서보모터를 움직여 전자식 다판 클러치를 연결한다 토크는 체인이나 기어를 통해 프론트액슬로 최대 50%까지 보내 앞바퀴 구동력을 살린다.  한쪽바퀴가 미끄러지는 문제는 주행안전장치인 DSC와 연동해 극복한다. 즉 미끄러지는 바퀴에 정밀한 제동을 하면서 반대쪽 바퀴로 여분의 힘을 보내는 원리다. 무엇보다 BMW의 x드라이브의 큰 특징은 노면상황에 따라 구동력을 자유롭게 이동할 수 있다는 점이다. 앞뒤 구동력의 비율을 50:50에서 0:100, 100:0 등으로 주행상태나 노면의 조건에 따라 적절히 분배해 BMW 다이내믹한 주행성능을 뒷받침한다.



4. 폭스바겐 4Motion(도로와 자동차가 하나가 된다.)

다른 AWD와 차이만 언급하겠다.. 우선 폭스바겐이 아우디를 인수하면서 AWD를 서로 공유하게 되었고. 콰트로 첫 시험작을 아우디보다 폭스바겐차에 먼저 시도하였고.. 그뒤로 따로 발전된건이 4모션이다. 4모션은 아우디처럼 토크센터 디퍼렌셜을 사용하는뒤 일반주행시는 앞바퀴 뒷바퀴 모두 동일한 동력을 전달한다. 도로사정에따라 센서가 반응해 미끄러운 노면에서는 전자제어식 디퍼렌셜로 바퀴에 동력을 분배해 접지력을 높이는데.. 이보다 한단계 더 진보한 4모션은 앞뒤 좌우 뿐만 아니라 대각선으로도 동력전달이 가능하다고 한다.. 예를들어 코너링을 할때에는 바깥쪽 앞바퀴에 이어 양 뒷바퀴에 가장많은 동력이 필요로 하는데 4모션은 각바퀴에 필요한 힘을 감지해 자동적으로 동력을 분배한다.  시스템이론적으로 가장 진보되 보이지만.. 실제로는 매우 복잡한 장치덕에 차체무게가 많이 늘어나고(다른 AWD보다.) BMW와 마찬가지로 인텔리전트한(마일드한) 주행을 목표로 되있기때문에... 스포츠주행용 AWD로는 어울리지 않는다...  다만 정숙한 세단에 어울리는 AWD로는 벤츠 4매틱과 더불어 가장 정숙한 AWD이다.



5. 벤츠 4Matic(첨단 전자장비와 어우러진 AWD)

제일 복잡한 AWD시스템을 가지고 있는 벤츠다.. 예전 아우디에게 자존심에 상한 메르세데스 벤츠는 이를 만회하고자 뒷바퀴 굴림의 특성을 최대한 살리는 4매틱을 선택하게 됐다. 1997년 M클래스가 선보이면 4매틱은 비약적인 발전을 했다. 잠금기능이 없는 디퍼렌셜을 통해 4바퀴에 항상 동력을 전달하고 4ETS 트랙션 컨트롤을 이용해 슬립이 일어나는 바퀴에 전자유압식 브레이크 컨트롤 시스템인 SBC로 브레이크를 걸어 접지력을  극대화 했다. 2006년에 선보인 S클래스에 적용된 4매틱은 3개의 오픈 디퍼렌셜(앞,뒤,센터)을 통해 다판클러치를 추가해 한두 바퀴가 구동력을 잃어도 기존 4매틱보다 한결 재빠르게 구동력을 회복할 수 있다. 물론 좌우 바퀴의 슬립은 예전처럼 4ETC를 사용한다. 4매틱 시스템은 무거운 센터디퍼렌셜이 필요없어 크기도 작고 무게도 불과 66~77kg밖에 나가지 않는다. 4ETC 역시 전자제어식으로 작동하기 때문에 ESP같은 다른 능동형 안전장치와 함께 사용한다.  역시나 단점은 다른 기타 많은 전자장비들과 연동 동작을 하기때문에 그만큼 다른 전자장비에 이상이 생기면 정상동작하기 힘들고... 복잡한 구조로 인해 비용이 비싸다... 벤츠가 차값이 비싼것이 이해된다;;;



6. 스바루의 Sy-AWD (가변 토크 분배식-직렬 AWD) & DCCD

VTD(Variable Torque Distribution)는 스바루 레가시의 터보AT에 사용되고 있는 센터 디퍼렌셜을 설치한 AWD, 센터 디퍼렌셜에 복합 유성기어를 사용해 앞뒤 바퀴의 구동력 배분을 35:65로 배분(이것은 차종마다 약간식 다르다.),FF레이아웃에서 흔히 볼수 있는 언더 스티어를 줄이고 센터 디퍼렌셜을 고정시키는 다판클러치의 유압을 전자제어로 구동력 배분을 35:65에서 직렬 AWD까지 연속적으로 변화시킬수 있다. 다판클러치의 유압은 스로틀밸브의 열림량, 엔진의 회전속도, 주행속도, 앞뒤바퀴의 회전속도비 등에 알맞게 제어를 한다.  터보차저 엔진과 자동변속기를 조합한 큰구동력에 대응하기 위해 이와 같은 고도의 AWD시스템이 필요하게 되었다. 자연흡기 엔진과 수동벽속기 자동차에서는 일반적으로 가변토크 분배식 AWD는 사용하지 않는다.  단 스바루의 경우 유일하게 가변토크 분배식을 적용하는 AWD차량이 있으니... 그것이 바로 임프래자 WRX (STI포함)이다.

미쓰비시와 함께 WRC라는 무대를 계속 참가해 가며 AWD에 대한 노하우를 축적 개발해오면서 스포츠성 AWD기술력에 대해서는 미쓰비시와 함께 타메이커가 따라올수 없는 양대산맥중 하나이다. 우선 스바루 직렬AWD의 장점은 무게중심에 유리한 스바루의 자랑 수평대항엔진과 더불어 차체롤링을 감소시킴과 동시에 전륜성향의 AWD가질수 있는 토크스티어를 없애 버렸기에 주행 필에 있어서 독특하고 부드러운 주행을 선사한다.  DCCD시스템의 적용으로 사용자가 자동분배제어를 메뉴얼로... 그리고 앞뒤 토크배분을 조절하여 주행성향을 바꿀수 있기 때문에 스포츠드라이빙을 즐기는 운전자에게 극적인 재미를 선사한다.



7. 미쓰비시의 AYC+ACD 스포츠멀티AWD

스바루와 함께 WRC에서 기술축적을 통해 AWD시스템을 개발하여 발전해온 AWD 시스템이며 대표적 차종 랜서에볼루션 모델에 적용을 통해 그 성능을 한껏 입증하고 있다.  특히나 횡G가 걸려있는 상황에서 코너탈출을 위한 트랙션컨트롤은 세게 최강이다...

구조는 간단하되.. 그 전자제어적인 메커니즘의 복잡성은 타의 추종을 불허하며,  앞뒤토크배분을 ACD장비가 디퍼렌셜을 잠그는 역할을 하여 조절하고, 좌우 뒷바퀴 토크배분을 AYC(액티브 요 컨트롤)가 약간의 좌우 구동력을 조절하여 요를 컨트롤 한다. 스포츠주행시에 최적의 접지력을 선사한다.  유일한 단점으로 지적되는 것은 전륜베이스의 AWD 구조특이상 약간의 토크스티어가 존재하나 주행에 엄청나게 악영향을 끼치는것은 아니다. 근래에 들어서는 랜서에볼루션 X 발매와 더불어 AWC라고 불리우는 통합 4륜 제어 시스템으로 발전하였다. 이 메커니즘은 SST와 더불어 세계최고의 메커니즘이나.. 간혹 운전자에게 사람을 차를 움직이는것보다 차가 사람을 움직이는 듯한 느낌이 들정도로 많은 간섭을 해온다...  하지만 그러기에 안전하고 빠르다.



8. 닛산 아테사 E-TS

닛산의 토크 분배식 4WD시스템이며 뒷바퀴 굴림을 사용한다. 스카이라인 GT-R이 처음으로 적용했다. 파트타임 4WD와 센터 디퍼렌셜의 AWD 중간 형식으로 센터디퍼렌셜 대신 다판 클러치를 사용해 앞뒤 바퀴의 회전속도차이를 흡수하고 앞뒤 바퀴의 구동력을 적절히 변화시킬 수 있다. 아테사 E-TS는 변속기 뒤에 습식 다판 클러치와 체인으로 구성되며 트랜스퍼 케이가 별도로 있다. 앞바퀴의 구동력은 트랜스퍼 케이스에서 프론트 프로펠러샤프트와 프런트 디퍼렌셜을 거쳐 전달된다. 습식 다판 클러치는 주행상태에 알맞게 전자제어되며 GT-T의 고출력을 제대로 살리면서 안정된 코너링을 가능케 했다.



-대표적 AWD 시스템의 종류-



*토르센 센터 디퍼렌셜 방식: 아우디,벤틀리



*센터디퍼렌셜 방식: 벤츠4메틱,크라이슬러 300c 4wd,Dodge,Charger AWD



*멀티클러치 방식: Acura,Nissan GT-R, Porsche , Mitsubishi Lancer Evolution



*클러치 팩 커플링 방식: Volvo, Mazdaspeed 6, Audi A3,TT, Bmw, 인피니티 g35x,M35x , Porsche 911 turbo, Lamborghini


(이 내용은 잡지를 통해 정보를 발취하고 추가설명과 더불어 내용을 조금 알맞게 변경시킨글입니다. )

[잭와일드]

정말 멋진글 입니다.

추천 쾅쾅쾅...

[주페2]

솔찍한 말로 전 이해가 잘안가요 ㅋㅋㅋ 모르는 단어도 수두룩 ㄷㄷ

[자유다]

좋은정보 감사하고 시간되시면 국산차들도 설명해주심이...^^;

[MisterJay]

국산차는 아직 (체어맨W도 사실상 벤츠것 그대로 가져온거라...) 제대로 된 AWD가 없지 않나요? ^^;

[잭와일드]

그람 벤츠의 4Matic 과 같은 건가요 ?