자동차 전륜, 후륜, 사륜구동의 차이점

 자동차는 엔진의 힘으로 바퀴를 굴려 움직이게 되는데 이 움직이는 방식은 엔진의 위치와 동력을 얻어 움직이는 바퀴 위치에 따라 구분이 된다. 방식별로 어떤 특징이 있는지 알고 있으면 화물무게, 지형 및 기상조건과 같은 운전 조건에 따라 차종을 선택하는데 도움이 될 것이다.

종류는 크게 전륜구동, 후륜구동, 사륜구동이 있다.

 

[전륜구동(front wheel drive)]

엔진에서 동력을 앞바퀴로 전달하여 움직이는 방식이다. 주로 엔진을 앞에 배치하여 이용되며 매우 드물게 미드십 엔진 전륜 구동(MF)방식도 있다. 국내에서 생산되는 승용차의 경우 대형차와 스포츠카를 제외하면 대부분이 전륜구동 방식이다.

일반적으로 자동차는 앞에 기관이 있어도 뒷바퀴를 구동하여 주행한다. 앞바퀴로 조향하고 뒷바퀴로 미는 이 방식 자체가 모순이므로 전륜구동은 초창기부터 자동차의 이상이었다. 그러나 조향을 위해 움직이는 앞바퀴에 회전을 전달하는 것이 기술적으로 어렵기 때문에 실현된 것은 1920년대 후반부터다.

전륜 구동방식의 경우 기관은 앞차축의 전방, 바로 위 또는 후방에 설치된다. 기관, 클러치, 변속기, 종감속/차동장치는 단일 블록을 형성한다.

 

특징

*등속 조인트(CV joint)

일반적으로 조향의 역할을 했던 앞바퀴가 구동을 하기 위해서는 등속조인트가 필요하다. 등속 조인트는 자동차의 앞바퀴가 조향을 위해 틀어져서 구동방향과 일치하지 않더라도 동력전달이 균등하게 되도록 축의 양끝에 부착한다.

*언더스티어

전륜구동방식의 자동차는 언더스티어의 경향을 강하게 보인다. 언더스티어란, 쉽게 말해 코너를 돌다가 가속했을 경우에 앞 타이어가 바깥쪽으로 향하려고 하는 현상이다. 따라서 의도한 주행라인으로 진행하려면 핸들을 좀 더 안쪽으로 움직여야 한다.

이 현상의 주된 이유는 차량 앞쪽에 모든 무게가 있고, 타이어의 마찰력이 자동차의 방향을 바꾸기 위한 횡방향의 힘과 자동차를 앞으로 나가게 하기 위한 힘 양쪽에 쓰여져 가속에 의한 하중의 이동에 의해 앞 타이어의 하중이 감소되어 마찰력이 작아지기 때문이다.

회전시 원하는 방향으로 덜 꺾이는 언더스티어 현상은 전륜 구동 방식의 가장 큰 단점이다. 또한 이 방식은 무게가 앞 부분에 편중돼 앞 타이어의 마모가 심하고, 전, 후 차축의 하중분포가 불균일하다.

 

장점

1.구동축이 필요없음

엔진에서 나오는 힘이 앞바퀴로 바로 전달 되어 조향과 구동을 같이 하는 방식이기 때문에 뒷바퀴를 위한 별도의 구동축이 필요하지 않다. (구동축=추진축: 앞쪽에 있는 기관 등에서 뒤 차축에 회전력을 전달하는 축을 말하는 것) 이로 인해 다양한 장점들이 생기는데

-뒤쪽으로 동력을 전달하는데 사용되는 에너지 손실을 없애 연비가 향상된다.

-부품이 적게 들어가 전체 중량이 가벼워지고, 생산비용이 절감되며 넓은 실내공간 확보가 가능하다.

2.안정성

앞 바퀴가 방향을 잡는 역할, 움직이는 역할을 함께하고, 엔진이 앞쪽에 위치하기 때문에 하중이 전륜에 많이 걸려 물, 얼음, 모래, 등 미끄러운 도로에서도 잘 미끄러지지 않으며, 가속 및 견인력이 향상된다.

 

단점

1.하중이 앞쪽으로 쏠림

-구조상 차체 앞쪽에 하중이 쏠려 효율적인 중량 배분이 어렵고 전륜 타이어의 수명이 짧다.

- 주행 중 또는 급제동 시 자동차의 뒤쪽 바디가 좌우로 떨리는 피쉬테일(fishtailing)

 현상이 발생할 수 있다.

 

2.전륜 앞쪽부터 범퍼 끝까지의 길이인 오버행을 짧게 할 수 없다.

3. 조향바퀴에 회전을 전해야 하기 때문에 성능이 우수한 향속 조인트가 필요하다.

 

[후륜구동(rear wheel drive)]

엔진에서 동력을 뒷바퀴로 전달하여 움직이는 방식으로 주로 엔진을 앞에 배치하여 뒷바퀴를 굴리는 방식인 FR(front engine rear drive)이 이용되지만 엔진 설치 위치에 따라 MR, RR등 다양한 방식으로 존재한다.

 

 FR(front engine rear drive)

FR차량은 차량 앞, 뒤의 무게배분이 균일하므로 승차감, 주행성능, 코너링과 브레이킹 등이 모두 우수해 스포츠카나 메르세데스-벤츠, BMW, 렉서스, 캐딜락, 제네시스 등의 고급차량에 많이 사용된다. 또한 배기량 및 실린더가 많은 엔진을 배치하기 힘들어 비교적 큰 엔진이 있는 대형차나 트럭에 채용되는 경우가 많다.

 

 MR(Mid engine rear drive)

MR은 미드쉽 엔진 리어 드라이브 방식으로 장점은 엔진이 중간에 위치하여 뒷바퀴를 움직이는 것으로 중량 배분이 안정되며 전륜을 조타 전용으로 사용할 수 있고 스포츠 주행에 유리해 경주용 자동차에 주로 사용된다는 것이고 단점은 구조상 실내공간이 좁아져 정원이 한정된다는 점이다. 람보르기니 가야도르 같은 고성능 스포츠카에 사용된다.

 

 RR(rear engine rear drive)

RR은 리어 엔진 리어 드라이브 방식으로 장점은 차체 뒷부분에 엔진을 배치하여 뒷바퀴를 움직이는 것으로 구동륜에 걸리는 하중이 커 발진 시 구동력의 배분, 전달 성능이 매우 뛰어나고 제동시에도 하중이 균형있게 걸리게 되어 안정된 성능을 발휘하며 실내공간을 확보할 수 있다는 것이다.

단점으로는 고속 주행시 안정성이 좋지 않으며 차체 앞부분의 중량이 가벼워 바람의 영향을 받기 쉽고 프론트 서스펜션이나 브레이크에 공간을 빼앗겨 트렁크 용량의 확보가 어렵다는 것이다.

 

*후륜구동의 장점

1.고른 중량 분배

-구동계의 일부를 뒤쪽에 유지함으로써 자동차의 전후 무게 배분을 1:1로 균일하게 맞추기 유리하여 전반적인 균형 잡기에 유리하다.

2.핸들링 향상

-차체의 중량 분배가 균형적이여서 비교적 핸들링 성능이 좋아대형 승용차와 스포츠카, 트럭 등에 주로 사용된다.

3.바퀴에 동력이 제공 됨으로 인해서 무겁고 큰 짐을 옮기는 경우 더 쉽게 끌어갈 수 있다.

4.회전 반경이 다른 방식보다 작다.

 

 *후륜구동의 단점

1.구동축이 필요하다

- 구동축 설치를 위한 공간이 필요하기 때문에 실내 공간이 줄어든다.

-구동축에서 뒷바퀴로 엔진 출력을 전달하는데 에너지 소비가 있어 연료 효율이 낮다.

-전륜구동 방식과 공유할 수 있는 부품이 적고 부품 수도 많아 생산비용이 증가한다.

2. 주행 안정성

-차를 당기는게 아니라 밀어내는 작동 원리 특성상 눈이 내리거나 거친 노면에서 제어하기 어렵고, 바람의 영향을 받기 쉬워 주행 안정성이 떨어진다.

-전륜구동 보다 구동륜에 가해지는 하중이 가벼워 공회전하기 쉽다.

 

 [사륜구동(four sheel drive, 4WD or AWD)]

네 바퀴에 동시에 동력이 전달되는 방식으로 험한 도로를 달리기 위해 제2차 세계대전 당시 군용차에 적용되어 발전하게 되었다. SUV나 레저용 차량으로 주로 사용되었으나 점점 세단이나 스포츠카에도 적용되는 경우가 늘고 있다.

사륜구동 시스템은 4WD와 AWD로 구분된다.

 

*4WD(four wheel drive)

파트타임, 일시 사륜구동이라고도 불리는데, 운전자가 노면 상태 등 주행 환경에 따라 2륜과 4륜을 임의로 조절 하여 작동할 수 있는 시스템이다.

 비탈길이나 눈길같이 주행이 어려운 곳에서 노면과의 접지력을 높여 안정적인 드라이빙이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 자동차의 무게가 무겁고, 연비가 떨어진다는 단점이 있다.

4륜사용을 계속 하다 보면 동력계통에 무리가 가해질 수 있기 때문에 접지력이 높은 포장도로에서는 4륜 사용을 자제하는 것이 좋다.

*AWD(All Wheel Drive)

 모든 바퀴를 동시에 구동시키는 방식. 상시 사륜구동이라고 한다. 제 개의 바퀴에 힘 배분을 자동으로 하기 때문에 고속주행과 코너링 시에 안정적인 주행에 도움이 된다. 오프로드용 보다는 날씨나 주행 환경이 좋지 않아도 도심속에서 달릴 수 있는 차로 많이 사용된다.

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*4륜구동의 장점

-험한 도로나 눈길에서 발진할 때 네 바퀴의 모든 힘을 사용할 수 있어 안정적으로 출발할 수 있다.

-고속상황에서도 안정적인 모습을 보인다.

-코너를 빠져나오면서 엑셀을 밟을 때에도 어느 한 바퀴에 힘이 몰리지 않아 안정적으로 나갈 수 있다.

*4륜구동의 단점

-코너링 시 사륜구동의 힘만 믿고 과속을 할 경우 위험해질 수 있다.

-극한조건이 아닌 평소에는 4륜구동의 장비로 인해 차량의 무게가 무겁고 그에 따라 연비와 정비성이 좋지 않다.

 

 

 

 

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