상시사륜 vs 파트타임사륜

1. 상시사륜 AWD은 무엇?

일단 상시사륜 개념부터 먼저 짚고 넘어가겠습니다

자동차에 들어가는 사륜구동은 크게 파트타임 사륜인 "4WD"과 상시사륜 "AWD"로 구별됩니다.

파트타임 사륜 4WD는 일반적인 상황에서는 주구동륜으로 주행하다가

오프로드나 험로탈출과 같은 상황에 운전자의 조작으로 "디퍼렌셜 락"을 걸어 앞뒤 바퀴를 묶는 사륜구동 차량입니다.

앞뒤 바퀴를 묶어버리므로 한쪽륜이 험로에 빠져도 다른 바퀴로 탈출하기가 용이하죠.

그럼 상시사륜 AWD는 무엇인가?

스바루가 낳고, 아우디가 키운 AWD 시스템은 험로탈출 보다는 주행안정성을 위한 시스템입니다.

운전자가 따로 조작하지 않아도 상시사륜 차량은 "항상 네 바퀴에 구동력을 보냅니다"

말 그대로 "상시"죠.

의외로 상시사륜 차량을 험로 탈출 기능으로 생각하시는 분들도 계신데 

험로 탈출용 사륜(4WD)과는 명백하게 차이가 있습니다.

가장 큰 차이점은 코너링 상황인데요.

한가지 예시를 보여드리겠습니다.

위 그림처럼 차량이 코너에서 회전을 하게 되면 네 바퀴는 서로 다른 크기의 동심원을 그립니다.

즉, 네 바퀴의 회전수 차이가 발생합니다. 보시는 순간 앗! 생각나시는 분들도 계실겁니다.

4WD차량으로 디퍼렌셜 락을 걸고 실수로 일반 도로를 주행해보신분이 계실지 모르겠지만

전륜과 후륜을 locking한채로 마른 노면에서 코너링하면

회전수 차이를 센터 디퍼렌셜이 허용하지 않아 디퍼렌셜이 박살이 납니다.

혹은 접지력이 낮은 한쪽 바퀴가 떠서 질질 끌려다니게 되죠. (어쨌거나 망가지는건 똑같음)

AWD차량은 센터 디퍼렌셜(혹은 트랜스퍼 케이스)가 기본적으로 전륜과 후륜의 회전수 차이를 허용하면서도

토크 배분을 앞뒤로 해준다는 특징이 있습니다.

그래서 코너링을 하더라도 디퍼렌셜이 망가질 염려가 없습니다.

2. 왜 상시사륜 AWD을 만들었나?

그럼 도대체 왜 이런 쓸데없는짓(?)을 해서까지 꼭 AWD를 만들어야만 했을까요?

바로 주행안정성때문입니다.

아래 사진을 통해 예를 들어보겠습니다.

(예시 사진은 아우디의 크라운 기어 입니다, 지금은 신형 토센으로 대체 되었죠)

먼저 일반적인 주행 상황에서는 전륜 40%, 후륜 60% 비율로 토크 분배를 합니다.

아까도 설명 했다시피 상시사륜은 전륜과 후륜에 구동력이 항상 전달되는 구동계를 의미합니다.

달리고 있는 와중에 빗물에 젖어있는 노면에 전륜이 진입 했습니다.

이때 전륜 접지력이 부족해지면 센터 디퍼렌셜은 즉각 후륜으로 85%의 구동력을 보냅니다.

차량을 견인하는 역할을 접지력 좋은 후륜이 대부분 담당하게 되므로 안정적으로 차량은 진행하게 됩니다.

이번에는 후륜이 젖어있는 노면을 만났습니다.

이때 센터 디퍼렌셜은 접지력이 높은 전륜쪽으로 70%의 토크를 보냅니다.

이번에는 차량을 견인하는 역할을 접지력 좋은 전륜이 대부분 담당하게 되므로 역시 안정적으로 노면을 지나갑니다.

위 예시는 그나마 도로 상태가 "좋은 편"에 속하는 경우입니다.

실제로 공도는 위와 같은 도로 상태가 대부분입니다.

잘 관리된 서킷은 노면 상태가 고르겠지만 공도는 그렇지 않습니다.

국도는 물론 고속도로 조차도 노면 상태가 다 다르고 날씨변화에 따라 노면 상태가 시시각각 달라집니다.

하다못해 100m만 주행해도 전륜과 후륜이 만나는 각각 도로 노면의 마찰계수는 매번 다를겁니다.

정말 짧은 순간에 센터 디퍼렌셜이 전후륜의 접지력 차이를 감지해 열심히 토크 배분을 할겁니다.

정리하자면 AWD는 차량의 최대의 접지력을 발휘 할수 있도록 도와주는 역할을 한다고 볼수 있습니다.

정확하게는 견인력이 좋다고 볼수도 있겠네요.

3. 상시사륜 AWD이 작용하는 또 다른 상황은?

그리고 또 한가지 AWD가 열일하는 중요한 상황이 존재합니다.

바로 "코너링"입니다.

이븐 스로틀로 긴 코너를 빠르게 돌아나갈때 후륜 그립이 부족해 오버가 나려고 하면

센터 디퍼렌셜은 즉각 전륜으로 구동력을 보내고 후륜쪽에는 구동력을 빼게 됩니다.

구동력 전달로 인해 종그립을 많이 사용하던 후륜에 구동력이 빠지게 되므로 그립 여유가 더 생깁니다.

그리고 전륜으로 구동력이 전달되므로 앞에서 끌어당기는 효과도 얻게 되죠.

반대로 이번에는 전륜 그립이 부족해 언더가 나려고 하면

센터 디퍼렌셜은 즉각 후륜으로 구동력을 보내고 전륜쪽에는 구동력을 빼게 됩니다.

마찬가지로 전륜쪽에 구동력이 빠지면서 그립의 여유가 더 생김과 동시에

후륜에 대부분 구동력이 전달되어 뒤에서 밀어주는 효과가 생깁니다.

여기서 중요한건 "언더가 나면", "오버가 나면"이 아니라 "나려고 하면"입니다.

즉, 미세한 전후륜 접지력 차이를 감지해서 언더, 오버가 발생하기전에 미리 억제를 한다는 뜻입니다.

4. 상시사륜과 파트타임사륜은 구별해주셔야 합니다.

아우디 콰트로나 BMW xDrive는 "상시 사륜"입니다.

목적 자체가 험로 탈출용 사륜이 아니라는 뜻입니다.

물론 가끔 상시사륜 차량으로 험로 탈출을 홍보를 하긴 하는데...

그런 기능이 제공되는건 맞지만 오리지널 오프로드용 차량인 

JEEP나 랜드로버와 비교하면 근본적으로 차이가 있습니다.

상시사륜은 험로 탈출용이 아닌 접지력이 낮은 일반 도로(빗길, 눈길)에서 

"조종성"을 확보하고 "주행 안정성"을 위해 개발된 시스템이라고 이해 해주시면 됩니다~^^