자동차, 4륜 구동의 특징 (AWD, 4WD)

자동차 4륜 구동의 특징

 4륜 구동은 자동차가 4개의 바퀴에 모두 구동력을 가지고 주행하는 방식을 말합니다. 길에서 흔히 볼 수 있는 4x4라는 표시가 붙어 있는 차들이 4륜 구동방식의 차량입니다. 이런 차량들은 주로 진흙, 자갈밭, 산 등의 오프로드를 주행하는데 최적화돼 있습니다. 모든 차량이 그런 것은 아니지만 4륜 구동의 차량들은 로우 기어를 가지고 있기 때문에 고속주행에는 불리하지만, 강한 힘을 내는 데는 탁월한 성능을 가지고 있습니다. 이런 특징들로 인해 산악지대나 험로를 쉽게 돌파할 수 있는 군용 차량에도 쓰이기도 합니다. 특히 눈이 오거나 비가 오는 날씨에도 안정적인 주행을 할 수 있는 장점을 가지고 있습니다.

 

 이 중에 AWD와 4WD라는 방식이 존재하지만, 이는 제조사마다 의미가 다를 수 있으며 혼동하여 착각하지 않도록 주의해야 합니다. 그렇다면 AWD는 All Wheel Drive이고, 4WD는 Four Wheel Drive입니다. 그렇다면 이 방식들의 특징들에 대해 살펴보겠습니다. 

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4WD(Four Wheel Drive)의 특징

 4WD는 운전자가 상황에 맞게 모든 바퀴를 구동하거나 일부 바퀴만 구동하여 차량을 주행하는 방식을 말합니다. 이런 구동 방식을 가진 차량들은 특정 상황에 따라 구동력을 분배하여 주행성능을 강화시킵니다. 이렇게 구동력을 상황에 따라 배분하는 원리는 차동장치(Differential Gear)에 숨어 있습니다.

 

 차동장치는 회전 시 양쪽바퀴의 회전수를 다르게 함으로써 안정적인 회전을 도와줄 수 있는 장치인데, AWD나 4WD 같은 경우 앞 뒤에 모두 차동장치가 존재합니다. 험로나 오프로드에서 주행 상황이 어려워 바퀴가 공회전할 때, 차동장치를 잠가 마찰력으로 밀고 나갈 수 있는 바퀴에 구동력을 좀 더 분배되게 하여 험지를 탈출할 수 있게 합니다. 이때 양쪽 바퀴는 차동장치를 잠갔기 때문에 같은 회전수로 주행하게 됩니다. 

 

 또, 4WD에는 트랜스퍼 케이스(Transfer Case)라는 것이 존재합니다. 이는 양쪽 바퀴뿐만 아니라 앞뒤 바퀴의 구동력을 분배하여 뒷바퀴나 앞바퀴가 모두 험로에 빠져 차량이 고전하고 있을 때 쉽게 탈출할 수 있는 능력을 제공합니다. 양쪽 바퀴의 회전수를 같게 하는 원리와 비슷하게 앞 뒤의 차동기어를 잠가 4바퀴의 회전수를 같게 하여 구동력을 분배하는 것입니다.

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AWD(All Wheel Drive)의 특징

 AWD는 상시 모든 바퀴를 구동하면서 구동력분배를 실시간으로 차량에 배분하여 주행하는 방식을 의미합니다. 그렇기 때문에 앞바퀴에만 구동력을 쓰는 상황과 뒷바퀴에만 구동력을 쓰는 상황도 생기기도 하기 때문에 4WD와 큰 차이점이 없어 보이기도 합니다. AWD도 마찬가지로 앞뒤에 차동장치를 통해 구동력 분배를 이뤄내기도 합니다.

 

 하지만, 4WD와 AWD의 가장 큰 차이점은 AWD방식에는 하나의 차동장치가 추가로 달린다는 것입니다. 이것은 Center Differential이라고 부르며, 보통 우리가 흔히 도로에서 볼 수 있는 도심형 SUV나 고급 승용차량에 쓰이는 방식이기도 합니다. 차량 필요에 따라 스스로 앞뒤와 양옆으로 구동력을 분배해 주기 때문에 성능을 향상 시키고, 안정성 또한 좋아집니다. 이 덕분에 빠른 가속력과 안정성 그리고 한계 주행을 하는 스포츠카에도 많이 채용되는 방식이기도 합니다. 하지만, 이런 AWD 방식이 경우에 따라 후륜 구동에 비해 빠른 조향감을 제공하지 못하는 경우가 있어 단점으로 꼽히기도 합니다. 

 

 추가로 험로 주파 능력을 향상 시키고, 다이나믹한 운전을 하기 위해 e-LSD(electric-Limited Slip Differential)을 장착시키기도 합니다. 이는 Center Differential을 기계적으로 조정하던 이전과 다르게 전자적으로 제어하여, 휠 슬립으로 인한 구동력손실을 최소화시킵니다.

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전기자동차 4륜 구동과 내연기관 4륜 구동의 차이

 전기자동차에도 4륜 구동방식은 흔히 쓰입니다. 내연기관에서의 4륜 구동과 차이는 동력기계의 수라고 할 수 있습니다. 전기 자동차의 경우 간소화 된 파워트레인과 모터가 작기 때문에 앞 뒤로 하나씩 모터가 배치되고, 배터리에서의 전력 분배를 다르게 하여 모터를 작동시킵니다. 이는 AWD와 매우 유사한 방식으로 진행됩니다. 내연기관에서의 4륜 구동 방식 역시 엔진을 앞 뒤로 놓은 자동차가 존재는 하지만 무게로 인한 비효율성이 커져 큰 인기를 얻진 못했습니다.

 

 전기자동차의 구동방식에 대해선 이후에 전기자동차의 시스템에 대해서 글을 작성할 때 자세히 다뤄보도록 하겠습니다.

 

 감사합니다.