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자동차 칼럼-아리송한 자동차 동력전달장치, 두 발로 달리고 네 발로 달리는 자동차최원주/한국교통안전공단 진주자동차검사소 소장
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승인 2018.08.01  18:39:27
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최원주/한국교통안전공단 진주자동차검사소 소장-아리송한 자동차 동력전달장치, 두 발로 달리고 네 발로 달리는 자동차

헤드라인의 내용처럼 수수께끼 같은 자동차의 동력전달장치의 구조는 자동차의 연료 소비율과 험한 도로 및 가혹한 사용조건 뿐만 아니라 포장도로에서의 안전성, 급가속성, 주행성, 코너링 포스(자동차가 선회할 때 원심력과 평형을 이루는 힘), 언더 스티어링(자동차의 주행속도가 증가함에 따라 조향 각도가 증대되는 현상)등을 해석하여 엔진에서 발생한 동력을 전달할 수 있도록 제작된다.

▲두 발로 달리는 자동차 2WD(2Wheel Drive, 2륜 구동 방식)

자동차의 구동방식 가운데 두 바퀴에만 엔진에서 발생한 동력이 전단되는 방식으로 자동차의 앞, 뒷바퀴 중 평행한 바퀴에만 엔진에서 발생한 동력이 전달되는 방식이다. 4WD방식에 비해 구조가 간단하고, 자동차 공차중량도 가벼워 연료소비율이 적으며 유지 및 보수비용이 적게 든다.

구동방식은 FF방식(Front engine Front drive), FR방식(Front engine Rear drive), RR방식(Rear engine Rear drive)로 나뉘게 되며 엔진의 위치와 동력이 전달되어 움직이는 바퀴의 위치로 구분하여 세 종류로 나뉘게 된다.

2WD 자동차는 앞바퀴와 뒷바퀴 중 먼저 고착되는 바퀴의 코너링 포스가 현저히 떨어져 조향성능이 저하되지만 4WD방식보다 동력손실이 적어 경제적인 운행이 가능하다.

▲네 발로 달리는 자동차 4WD(4Wheel Drive, 4륜 구동 방식)

네 바퀴 모두에 엔진으로 부터 발생한 동력이 전달되는 방식이며 일반적인 자동차 추진방식인 2WD방식에 견주어 추진력과 급가속성이 월등하므로 비포장도로와 같은 험로, 경사로 및 미끄러운 노면, 도로를 주행할 때 고성능을 발휘하게 된다.

4WD는 구동력의 확보에 의한 주행성능, 급가속성, 차량 안전성, 조정성 향상 등을 위하여 앞·뒤 바퀴로의 구동력 분배 기능뿐만 아니라 차동장치나 조작 기구를 이용하여 선회할 때 앞·뒤 바퀴의 선회 반지름 차이에 의해 발생하는 회전속도 차이를 흡수하는 기능을 지니고 있다.

▶4WD 파트타임 방식

파트타임 방식은 운전자의 필요에 ek라 수동 조작으로 앞·뒤 바퀴를 기계적으로 직결하는 것이며, 네 바퀴의 마찰계수가 같은 노면에 있을 때에는 앞·뒤 바퀴 구동력의 분배는 동적 하중의 분배에 비례하며 어느 임의의 방향의 바퀴가 미끄러지더라도 바퀴의 점착력에 해당하는 구동력이 분배된다.

그러나 앞·뒤 바퀴의 구동축이 같은 회전을 하기 때문에 내륜차(선회할 때 뒤 바퀴는 앞 바퀴 보다 안쪽을 통과하게 되는 것)에 의해 바퀴와 노면 사이에 강제 미끄럼이 의해 발생하는 ‘타이트 코너 브레이크 현상’이 발생하여 바퀴의 마모가 증가하고 연료 소비율이 높아진다.

▶타이트 코너 브레이크 현상

4WD 파트타임 방식에서 바퀴의 진행 거리가 가장 긴 앞 바퀴의 선회방향의 반대방향의 바퀴의 회전속도가 부족하게 되어 미끄러지게 된다. 이때 운전자는 브레이크 페달을 밟은 것처럼 느끼기는 현상을 말한다.

▶4WD 풀타임 방식

풀타임 방식은 엔진의 동력을 항상 네 바퀴로 전달하는 것으로 기구가 복잡하여 제작비가 비싸고 유지 및 정비비용이 과소비 된다. 앞·뒤 바퀴에 항상 일정한 비율로 분배하는 고정 분배식과 노면상황 주행상태에 따라 구동력의 분배를 가변으로 하는 가변 분배식이 있다.

고정 분배식은 중앙 차동장치를 두어 앞 바퀴와 뒤 바퀴가 진행한 거리의 차이에 맞추어 회전속도를 흡수하고 또한 앞·뒤 바퀴에 일정한 비율로 구돌력을 분배하는 방식이다.

가변 분배식은 앞·뒤 바퀴의 회전 속도 차이에 따라 구동력을 자동적으로 분배하며 차동을 제한하는 기구를 두어 차동창지에 병렬로 배치하여 앞·뒤 바퀴로의 구동력 분배를 가변 시킨다. 이는 바퀴의 미끄럼 한계를 높여서 ,주행 및 조정 안전성, 제동 안전성, ABS제어를 향상시키는 작용 등을 한다.

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