스바루의 차<3>
스바루의 차<3>
  • 의사신문
  • 승인 2010.03.24 10:24
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효율높은 4륜구동 설계의 고민

4륜구동을 이야기하면 SUV를 떠올린다. 그러나 SUV 중에는 후륜으로만 구동되거나 전륜으로 구동되는 종류들이 많아지고 있으며 모양은 SUV를 닮았으나 무늬만 SUV인 차종도 많다. SUV라는 차종 자체가 최근에 만들어진 신조어라는 것을 생각하면 Sports Utility Vehicle의 정의는 4WD가 반드시(must)는 아니라는 것을 알 수 있다.

군용차들은 대부분 4WD인 경우가 많다. 그러나 반드시는 아니다. 2차 대전초기부터 시작하여 1990년대까지 사용된 폭스바겐의 군용차는 오리지널 비틀과 비슷했다.

이 차는 가벼운 차체의 이점을 살려 간단한 포털기어라는 LSD(양측 바퀴의 슬립을 막아주는 장치)비슷한 장치를 붙이는 것으로 해결했다. 전쟁당시에는 아주 우수한 차였다. 미군의 지프(요즘의 크라이슬러 지프)는 4륜구동으로 움직이기 시작했으나 2차대전이 시작될 무렵에야 간신히 출하할 수 있었다. 작고 튼튼한 4륜구동계는 당시나 지금이나 어려운 과제다. 효율이 높은 4륜구동계는 조금 더 어려운 주제다. 군용 트럭들은 이미 4륜구동으로 움직이고 있었다.

1차 대전 당시부터 진흙탕에 빠져 문제를 일으켜 앞으로도 뒤로도 움직이지 못하는 수송차량이 얼마나 골치 아픈 것인가는 깊이 생각하지 않아도 답이 나온다. 전쟁이 끝나자 현장에 남은 지프들은 다른 나라의 4륜구동의 시발모델이 되었다. 초기의 디자인들이 지프와 연관이 없는 것들도 드물었다. 극히 지프의 오리지널 아이디어에 충실했다고 보는 편이 맞다.

가장 기능에 충실했던 지프는 상시 4륜구동이었다. 갑자기 어떤 장애물이나 지형이 나타날지 모르는 전쟁터에서는 이 방식이 최선이다. 그러나 차종들이 증가하면서 여러 가지 아이디어들이 나타나기 시작했다. 일상 생활은 전장처럼 장애물이 튀어나오는 경우는 드물다. 사실 차종에 따라서 항상 4륜구동이 필요한 것은 아니기 때문이다. 연비가 경제성과 직결이 되는 트럭들이 먼저 변화했다. 험한 지형을 올라가는 트럭들은 평상시에는 2륜, 바퀴의 슬립이 일어나는 지형에서는 4륜으로 전환하는 스위치가 있다. 4륜으로 구동하면 연비가 약간 나빠지는데 장거리를 운행하는 트럭들에는 큰 문제가 된다.

그래서 특히 야전성을 중시하거나 4륜구동의 오리지널을 강조하지 않는 모델들은 다양한 방식으로 상시 4륜구동을 회피하기 시작했다. 우리가 알고 있는 4륜 마케팅의 차들 역시 예외가 아니어서 내부에 보면 4륜 ↔ 2륜의 다양한 전환스위치가 있다. 그러니 4륜은 잠시만 사용하는 것이고 대부분은 후륜으로(드물게는 전륜으로) 구동된다. 갑자기 미끄러지거나 언덕을 만나는 일이 일어나지 않으면 별다른 문제가 없다.

그리고 상시 4륜으로 만들어진 차들과는 달리 항상 4륜으로 달리면 동력계에 무리가 가는 차종들도 많다. 이 부분은 항상 조금 애매하게 적어 놓은 메이커의 매뉴얼을 상세히 읽어보거나 다른 정보들을 취합해서 읽어보는 수 밖에 없다. 어떤 차종들은 운전자가 선택하는 것이 아니라 필요에 따라 전자식 클러치가 작동한다. 소비자들은 폐차할 때까지 자신의 차가 어떤 방식인지 모르고 타게되는 경우다. 사실은 빈약한 4륜 구동일 수도 있고 어쩌면 거의 4륜으로 작동해 보지도 못하고 타기도 하는 경우다.

그러면 상시 4륜 구동이 편할 것 같지만 그것도 아니다. 4륜구동은 2륜구동보다 더 복잡하다. 대표적인 문제는 차동장치의 본질적인 문제로, 구동하기에 따라 한쪽 바퀴라도 완전히 미끄러지면 나머지 3바퀴의 견인력이 현저하게 떨어지는 문제에 부딪힌다. 이 문제에 대응하기 위해 여러 가지 방법이 동원된다.

대표적인 장치들이 트랙션컨틀롤과 록킹디퍼런셜이다.

트랙션 컨트롤은 결국 고성능화된 ABS다. 헛돌면 힘을 조절하여 살살 차를 굴려가는 방식이다. 바퀴가 헛돌면 그 바퀴에만 브레이크가 적용된다. 엔진도 같이 보조를 맞춘다. 그러면서 차가 헛돌지 않는다. 이런 상황으로 벗어나는 것은 한계가 있지만 없는 것보다는 낫다는 생각이 보편화됨에 따라 TCS는 4륜에도 사용된다.

그러나 보다 더 본질적인 방법은 일단 전륜과 후륜에 어느 정도의 힘을 분배할 것인가를 결정하는 것이다. 로킹 디퍼런셜은 전자식 다판 클러치나 비스코스댐핑으로 만든다. 다판 클러치는 컴퓨터가 여러 장의 클러치를 조절하는 것으로 힘은 앞뒤로 잘 분배된다. 비스코스 댐핑은 기름이 가득든 통에서 철로 만든 날개를 돌리는 것으로 How Differentials Work(http://auto.howstuffworks.com/differential5.htm)에 보면 좋은 설명이 나온다. 아니면 토센기어라는 방식으로 1990년대의 아우디 차량에 사용한 방식도 있다.(http://auto.howstuffworks.com/differential6.htm) 비스코스 댐핑과 토센기어는 전륜과 후륜의 밸런스를 조절한다. 요즘의 차들이 많이 사용하는 방식은 다판클러치 방식이다.

이 정도의 장비를 가지고 메이커들은 판촉을 열심히 하고 있다. 마케팅을 위해서는 혼란도 마다하지 않는다. 다음 호부터는 이들을 하나하나 집어 가면서 설명할 것이다.

안윤호〈송파 대광의원장〉


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