Q & A
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안녕하세요~
그동안 테드에 눈팅만 하다가 최근 궁금한 점이 생겨 이렇게 문의 드리게 되었습니다.
최근에 기계식 상시사륜(토센), 전자식 상시사륜(xDrive, 콰트로 울트라, 할덱스)등을 접해보면서
코너링시 토크배분이 많이 다르다는걸 느끼게 되었는데요.
xDrive나 4matic같이 후륜기반 후륜편향 상시사륜인 경우는 오리지널 후륜차 만큼은 아니지만
상당히 후륜쪽으로 구동력을 전달한다는 느낌을 받았고
(어차피 다판 클러치 완전히 끊어버리면 그냥 후륜구동이 될테니 당연한거겠고...)
기계식 콰트로(토센)도 후륜기반은 아니지만 나름 후륜편향 사륜(rear biased awd)인 만큼 확실히
후륜쪽으로 구동력을 준다는 느낌을 받았습니다.
(기계식 콰트로에 들어간 토센 센터 디프의 TBR값이 얼마인지는 모르겠지만
테크니컬 자료에 나온 토크배분은 후륜쪽에 최대 85%까지 구동력을 보낸다고 되어있네요.)
그런데 콰트로 울트라나 할덱스 같이 다판클러치가 풀리면 전륜으로 100% 구동력을 보내는 방식들은
코너링시 후륜쪽 구동력 전달이 떨어지는 느낌을 받았고 그만큼 스포츠성이 좀 떨어지는 느낌을 받았는데
이것이 단지 기분탓(?)인지 아니면 실제로 후륜쪽 토크 전달이 부족한것인지 궁금합니다.
제가 알기론 전자식 상시사륜은 앞뒤 접지력 차이가 발생하면 접지력 좋은쪽 륜으로 토크전달을 하기위해
트랜스퍼 케이스에서 다판클러치를 완전히 lock 시키는걸로 알고있는데요.
근데 코너링을 할땐 각 네바퀴의 회전수가 모두 달라서 다판클러치를 lock을 시키지 못할거 같거든요.
그러면 전륜과 후륜의 회전수 차이만큼 트랜스퍼 케이스에서는 다판클러치를 슬립시켜서
차동을 허용해주고 슬립 허용하는 마찰력 만큼 토크배분이 적극적이지 못할거 같은데
그러면 전륜편향 전자식 상시사륜은 그만큼 후륜쪽 토크를 많이 줄수 없다고 생각이 드는데요
위와 같이 생각해본것들을 정리해서 드리고 싶은 질문은...
1. 직진 하고 있을때와 코너링을 하고 있을때 전자식 상시사륜은 토크전달비율이 다른게 맞을까요?
(앞뒤 바퀴 차동 허용을 위해 다판클러치를 lock시키지 못하므로..?)
2. 그렇게 되면 전륜편향 전자식 상시사륜(콰트로 울트라, 할덱스)의 스포츠성이 떨어지는건 맞는걸까요?
(코너링시 다판 클러치를 lock시키지 못하므로 후륜으로 보낼수 있는 토크가 제한적이라..?)
3. 기계식 사륜인 토센은 lock방식이 아닌 차동현상을 이용하기 때문에 코너링할때도 스포츠성이 좋은걸까요?
(토센 기어는 전륜과 후륜의 차동발생시 내부 헬리컬 기어의 추력으로인한 마찰력으로 토크배분)
아.. 참고로 스포츠성이라고 말한 부분은 얼마나 후륜쪽으로 많은 구동력을 보내는지에 대한 부분입니다.
전공자도 아니고 공학적 지식이 없다보니 단지 논리적 추론으로 제가 스스로 내린 결론이긴 한데
실제로 이론적으로, 혹은 체감적으로 이것이 맞은 결론인지 테드 고수님들 고견을 듣고 싶어서 질문을 올리게 되었습니다.
긴글 읽어주셔서 감사합니다!
그동안 테드에 눈팅만 하다가 최근 궁금한 점이 생겨 이렇게 문의 드리게 되었습니다.
최근에 기계식 상시사륜(토센), 전자식 상시사륜(xDrive, 콰트로 울트라, 할덱스)등을 접해보면서
코너링시 토크배분이 많이 다르다는걸 느끼게 되었는데요.
xDrive나 4matic같이 후륜기반 후륜편향 상시사륜인 경우는 오리지널 후륜차 만큼은 아니지만
상당히 후륜쪽으로 구동력을 전달한다는 느낌을 받았고
(어차피 다판 클러치 완전히 끊어버리면 그냥 후륜구동이 될테니 당연한거겠고...)
기계식 콰트로(토센)도 후륜기반은 아니지만 나름 후륜편향 사륜(rear biased awd)인 만큼 확실히
후륜쪽으로 구동력을 준다는 느낌을 받았습니다.
(기계식 콰트로에 들어간 토센 센터 디프의 TBR값이 얼마인지는 모르겠지만
테크니컬 자료에 나온 토크배분은 후륜쪽에 최대 85%까지 구동력을 보낸다고 되어있네요.)
그런데 콰트로 울트라나 할덱스 같이 다판클러치가 풀리면 전륜으로 100% 구동력을 보내는 방식들은
코너링시 후륜쪽 구동력 전달이 떨어지는 느낌을 받았고 그만큼 스포츠성이 좀 떨어지는 느낌을 받았는데
이것이 단지 기분탓(?)인지 아니면 실제로 후륜쪽 토크 전달이 부족한것인지 궁금합니다.
제가 알기론 전자식 상시사륜은 앞뒤 접지력 차이가 발생하면 접지력 좋은쪽 륜으로 토크전달을 하기위해
트랜스퍼 케이스에서 다판클러치를 완전히 lock 시키는걸로 알고있는데요.
근데 코너링을 할땐 각 네바퀴의 회전수가 모두 달라서 다판클러치를 lock을 시키지 못할거 같거든요.
그러면 전륜과 후륜의 회전수 차이만큼 트랜스퍼 케이스에서는 다판클러치를 슬립시켜서
차동을 허용해주고 슬립 허용하는 마찰력 만큼 토크배분이 적극적이지 못할거 같은데
그러면 전륜편향 전자식 상시사륜은 그만큼 후륜쪽 토크를 많이 줄수 없다고 생각이 드는데요
위와 같이 생각해본것들을 정리해서 드리고 싶은 질문은...
1. 직진 하고 있을때와 코너링을 하고 있을때 전자식 상시사륜은 토크전달비율이 다른게 맞을까요?
(앞뒤 바퀴 차동 허용을 위해 다판클러치를 lock시키지 못하므로..?)
2. 그렇게 되면 전륜편향 전자식 상시사륜(콰트로 울트라, 할덱스)의 스포츠성이 떨어지는건 맞는걸까요?
(코너링시 다판 클러치를 lock시키지 못하므로 후륜으로 보낼수 있는 토크가 제한적이라..?)
3. 기계식 사륜인 토센은 lock방식이 아닌 차동현상을 이용하기 때문에 코너링할때도 스포츠성이 좋은걸까요?
(토센 기어는 전륜과 후륜의 차동발생시 내부 헬리컬 기어의 추력으로인한 마찰력으로 토크배분)
아.. 참고로 스포츠성이라고 말한 부분은 얼마나 후륜쪽으로 많은 구동력을 보내는지에 대한 부분입니다.
전공자도 아니고 공학적 지식이 없다보니 단지 논리적 추론으로 제가 스스로 내린 결론이긴 한데
실제로 이론적으로, 혹은 체감적으로 이것이 맞은 결론인지 테드 고수님들 고견을 듣고 싶어서 질문을 올리게 되었습니다.
긴글 읽어주셔서 감사합니다!
2022.06.06 15:59:16 (*.228.84.192)
상세한 답변 감사합니다~
스포츠성을 논하려면 후륜에 토크배분을 얼마나 더 하느냐 혹은 구동방식이 어떤지 보다, 차량의 무게 또는 요 모멘트를 작게 만드는 요소가 더 중요하다는 뜻으로 말씀이 이해 되었습니다.
본문 내용과는 별개로...
개인적으로 아우디 콰트로나 스바루 시메트릭 사륜 같이 대칭형 사륜 시스템에 대해서 흥미가 많은 편인데
굳이 엔진을 앞으로 튀어나오게 해서 요 모멘트에 손해를 보면서까지 미션에 전륜, 후륜을 직결시키려고 한 이유가 있었는지 이런 부분들이 항상 의문입니다.
과거 WRC에서 해당 브랜드들이 꽤 좋은 성적을 냈던걸 보면 단순히 마케팅이나 고집(?)이 아니라 기술적으로 뛰어난 부분이 있기 때문이라 생각은 하는데 항상 이런 질문을 던지면 거의 대부분 사륜은 스포츠 주행에 큰 의미가 없다는 말씀들이 많아서 약간 물음표가 그려집니다.
서킷과 WRC는 주행특성이 다르기 때문일까요.. 또 의문이 생기네요.
아무튼 다시 한번 좋은 답변 감사드립니다~!
스포츠성을 논하려면 후륜에 토크배분을 얼마나 더 하느냐 혹은 구동방식이 어떤지 보다, 차량의 무게 또는 요 모멘트를 작게 만드는 요소가 더 중요하다는 뜻으로 말씀이 이해 되었습니다.
본문 내용과는 별개로...
개인적으로 아우디 콰트로나 스바루 시메트릭 사륜 같이 대칭형 사륜 시스템에 대해서 흥미가 많은 편인데
굳이 엔진을 앞으로 튀어나오게 해서 요 모멘트에 손해를 보면서까지 미션에 전륜, 후륜을 직결시키려고 한 이유가 있었는지 이런 부분들이 항상 의문입니다.
과거 WRC에서 해당 브랜드들이 꽤 좋은 성적을 냈던걸 보면 단순히 마케팅이나 고집(?)이 아니라 기술적으로 뛰어난 부분이 있기 때문이라 생각은 하는데 항상 이런 질문을 던지면 거의 대부분 사륜은 스포츠 주행에 큰 의미가 없다는 말씀들이 많아서 약간 물음표가 그려집니다.
서킷과 WRC는 주행특성이 다르기 때문일까요.. 또 의문이 생기네요.
아무튼 다시 한번 좋은 답변 감사드립니다~!
2022.06.27 04:10:40 (*.87.61.252)
WRC의 Regulation (규정)이 Production Vehicle (양산차)의 구조에 기반하여 만들라고 만들어졌기 때문에 엔진을 안으로 넣는 구조 (미드십) 가 Yaw Moment 를 줄이는데에 유리해도 그렇게 만드는 양산차가 없는 메이커에서는 그런 경주차를 만들 수가 없었죠. 예외적으로 WRC가 미쳤던 시기 (그룹B 시절) 에는 규정이 아주 느슨하여 (적당히 양산차 모양이기만 하면 된다에 무제한 Power + 엄청나게 가볍게 만들어도 가능) 푸조 205 나 포드 RS200 같은 양산차랑은 완전히 별종인 스페이스 프레임에 카본껍데기만 양산차처럼 만든 경주차들도 우승을 했었고. 아우디 콰트로 역시 그 시절에 발터뢸 같은 수퍼스타를 태우고 일단 우승하고 AWD를 자신들의 USP 로 띄운 케이스에 가깝습니다.
레이싱에서는 경량화와 요모멘트가 작은 쪽이 유리해서 휠베이스도 짧은것이 유의미합니다만, 그룹B의 수많은 사고사례를 보면 어느 한계 이상의 경량화와 고출력엔진의 결합은 아무리 AWD 여도 그런 시골길과 포장, 얼음길 등을 달리는 WRC 에서는 안전을 확보할 수가 없고 드라이버의 컨트롤 범위를 넘어서게 불안정해져서 결국은 그룹B는 폐지되었고 레귤레이션은 조금 낮은 성능수준으로 다시 조정되었고, 양산차 중에 변화된 규정에서 가장 경주차로 유리한 스펙이었던 스바루와 랜서 에볼루션이 WRC 를 오래 주름잡았습니다.
다시 요약하면 격투기의 체급과 규칙 같은 거구요.
"올해의 파이터" 라는 대회가 있는데 예전에는 헤비급 UFC 경기를 하다가 미들급 권투로 체급과 규칙이 바뀐 것 같은거죠. 그러면 예전에는 체격이 크고 UFC 경기를 준비했던 A가 우승을 하는 거고. 미들급 권투로 바뀌면 A는 출전을 안하고 B 랑 C 가 경쟁을 해서 B 가 이기는 거고.. 뭐 그런 겁니다.
랠리는 Gravel 이랑 Sand, Snow, Ice 같은 노면에서도 경기를 하기 때문에 AWD가 강점이 생기지만 Grip 이 높아지는 상황에서는 2WD 에 가벼운 쪽이 더 경쟁력이 있습니다.
레이싱에서는 경량화와 요모멘트가 작은 쪽이 유리해서 휠베이스도 짧은것이 유의미합니다만, 그룹B의 수많은 사고사례를 보면 어느 한계 이상의 경량화와 고출력엔진의 결합은 아무리 AWD 여도 그런 시골길과 포장, 얼음길 등을 달리는 WRC 에서는 안전을 확보할 수가 없고 드라이버의 컨트롤 범위를 넘어서게 불안정해져서 결국은 그룹B는 폐지되었고 레귤레이션은 조금 낮은 성능수준으로 다시 조정되었고, 양산차 중에 변화된 규정에서 가장 경주차로 유리한 스펙이었던 스바루와 랜서 에볼루션이 WRC 를 오래 주름잡았습니다.
다시 요약하면 격투기의 체급과 규칙 같은 거구요.
"올해의 파이터" 라는 대회가 있는데 예전에는 헤비급 UFC 경기를 하다가 미들급 권투로 체급과 규칙이 바뀐 것 같은거죠. 그러면 예전에는 체격이 크고 UFC 경기를 준비했던 A가 우승을 하는 거고. 미들급 권투로 바뀌면 A는 출전을 안하고 B 랑 C 가 경쟁을 해서 B 가 이기는 거고.. 뭐 그런 겁니다.
랠리는 Gravel 이랑 Sand, Snow, Ice 같은 노면에서도 경기를 하기 때문에 AWD가 강점이 생기지만 Grip 이 높아지는 상황에서는 2WD 에 가벼운 쪽이 더 경쟁력이 있습니다.
2. 전륜베이스 차량은 후륜으로 토크를 더 많이 못 주는 건 맞습니다.
3. 기계식 사륜구동이라고 후륜으로 토크를 더 많이 주는 건 아닙니다. initail torque bias 가 어떻게 설정되었냐에 따라 다르겠죠.
스포츠성을 후륜으로 많은 구동력을 보내냐 아니냐라고 하셨는데. 6:4 정도로 Front 가 무거운 차에 5:5 로 토크를 분배하면 후륜이 먼저 슬립이 나서 리어가 빠져나갑니다. 그래서 말씀하신 후륜으로 많이 보내지 않는데도 드리프트가 가능합니다.
1. 일단 AWD 는 스포츠성 보다는 Stability 와 Traction 을 위해 선택하는 메카니즘입니다.
2. 기계식 AWD > 전자식 AWD > RWD > FWD 순으로 무겁습니다. 무거우면 Yaw Moment 도 커져서 선회가 느려지고 스포츠성과는 멀어집니다.