콰트로가 적용된 A6가 스키점프대를 오르고 있는 모습.ⓒ아우디코리아

최근 들어 안정적이면서도 운전의 즐거움을 만끽할 수 있는 4륜구동 시스템이 각광을 받고 있다. 브랜드화를 통해 4륜구동 시스템을 차별화한 독일 메이커들의 강세가 두드러진다.

17일 자동차 업계에 따르면 2013년 아우디, BMW, 벤츠, 폭스바겐 등 독일 4개사의 4륜구동 모델의 판매 비중은 전년 대비 5.3%p 증가한 39.0%를 차지했다.

특히 벤츠코리아는 2012년 4륜구동 판매 비중이 12.6%에서 지난해에는 21.7%로 거의 두 배 정도 급증했다.

아우디코리아는 지난해 전체 판매량의 75%가 4륜구동 시스템인 콰트로가 적용된 모델이었을 정도로 인기가 높다.

4륜구동 시스템은 앞바퀴(전륜)와 뒷바퀴(후륜)에 구동력을 모두 전달하는 굴림방식을 말한다. 구체적으로 풀타임(상시) 4륜구동(AWD)과 파트타임(일시) 4륜구동(4WD)로 나뉜다.

AWD는 항상 4바퀴에 구동력이 전달돼 노면과의 접지력이 높아 안정적인 주행을 할 수 있다. 대신에 계속해서 4바퀴에 구동력을 전달하기 때문에 에너지 효율성이 떨어지며 소음이 발생한다. 4WD는 평소에는 2륜구동 방식으로 구동력을 전달하다가 필요시(험로)에만 4륜구동으로 바뀌는 방식이다.

이와 달리 2륜구동은 앞바퀴 또는 뒷바퀴에만 구동력을 전달하며, 전륜과 후륜으로 나뉜다. 전륜은 앞바퀴에만, 후륜은 뒷바퀴에만 구동력을 전달한다.

◆아우디, 기계식 풀타임 4륜구동 ‘콰트로’

우선 아우디의 풀타임 4륜구동 시스템은 ‘콰트로(quattro)’이다. 아우디는 1980년 세계 최초로 승용차에 콰트로라 불리는 아우디만의 기계식 풀타임 4륜구동 기술을 개발해 적용했다.

아우디는 SUV Q시리즈와 S, RS 등 고성능 모델뿐만 아니라 A4, A6, A8 등 일반 모델까지 전체 제품 라인업에 4륜구동 시스템을 적용하고 있다. 모든 차종이 설계 단계부터 4륜구동 기반으로 제작돼 최적화된 성능을 내는 것이 콰트로의 특징이다.

아우디코리아는 지난해 총 판매차량 2만44대 중 1만5천140대(75.5%)가 콰트로 적용 차량이다. 2012년 74.8%에서 그 비중이 소폭 증가했다. 눈길과 빗길, 굽은 도로가 많은 국내 지형에 아우디 4륜구동의 성능과 탁월한 안정성이 적합하다는 얘기다.

콰트로는 타사의 전자식 4륜구동 방식에 비해 네 바퀴 모두를 상시, 기계적으로 완벽히 제어한다. 기계식 전자식 제어장치가 계산 및 명령할 시간이 필요 하지 않아 타사의 4륜구동 방식에 비해 반응 속도가 빠르다. 2륜구동의 기본 구조에서 강제로 힘을 분배는 방식이 아니므로 구동력 손실이 적다.

바퀴의 스핀이 일어났을 때 개입하는 전자식이 아닌 네 바퀴 모두에 최소한의 구동력을 유지하는 기계적 동력 배분을 통해 정확하고 즉각적인 반응을 구현한다. 필요한 상황에서 최적의 동력을 배분할 수 있으므로 코너링이 보다 안정적이다.

콰트로는 평상시 전륜과 후륜에 대한 엔진 파워를 40:60으로 분배해 후륜 기반의 다이내믹함과 함께 4륜구동의 안정적인 드라이빙을 즐기게 해준다. 운전 상황에 따라 전·후륜에 대한 토크 분배를 전륜에 최대 70%, 후륜에는 최대 85%의 동력을 분배한다. 토크 벡터링이 장착돼 정교한 컨트롤을 가능케 한다.

X5에 적용된 xDrive 구현 모습.ⓒBMW코리아

◆BMW 4륜구동 xDrive, 후륜구동 핸들링 유지

BMW의 4륜구동 시스템은 ‘xDrive’이다.

xDrive는 1985년 BMW 3시리즈에 최초로 적용됐다. 이어 전 모델로 범위가 확장됐다. xDrive는 동력을 가변적으로 전달하며, 주행 중 노면 상태와 기상 조건이 좋지 못할 때 마찰력을 최적화한다. 상황에 따라 차축에 전달하는 힘을 0.1초 만에 전륜과 후륜에 0~100%, 100~0% 무한 가변적으로 변환하는 것이 특징이다.

특히 xDrive는 4륜구동 시스템을 차체통합관리시스템(ICM)과 연결해 상황 초기 단계에서 필요한 제어 조치를 취할 수 있도록 도로 위의 모든 상황을 인식하고 평가한다. 이는 xDrive에서 직접 실행하거나 DSC(Dynamic Stability Control) 또는 퍼포먼스 컨트롤(Performance Control)과 연계해 작동된다. 때문에 동력이 필요한 곳으로 신속하고 정확하게 분배, 코너링 상황에서도 운전자는 민첩한 핸들링을 경험할 수 있다.

전륜 구동의 부족한 견인력을 보완하기 위해 4륜구동을 사용하는 다른 자동차 브랜드와 달리 BMW는 후륜구동의 전형적인 핸들링을 유지할 수 있도록 xDrive 시스템을 개발했다.

일반 도로에서는 자동차의 성능과 동력을 최적화하는데 유리한 뒷바퀴에 대부분의 구동력을 전달한다. 안쪽으로 정확하게 회전할 수 있도록 설계된 최신 xDrive는 오버 스티어링 시 전륜에 가까운 구동력을, 언더 스티어링 시 후륜에 가까운 구동력을 실현한다. 후진 주차를 할 때에는 100% 후륜에 구동력을 전달한다. 전자식이라 기계식에 비해 구동계층의 경량화를 실현해 빠른 반응과 우수한 연료 효율을 나타낸다.

현재 국내에는 BMW 3시리즈, 5시리즈, 그란투리스모, 6시리즈, 7시리즈의 xDrive 장착모델과 xDrive 시스템이 기본으로 장착된 BMW X시리즈 등 총 39개 xDrive 모델이 판매되고 있다.

지난해 BMW코리아의 xDrive 적용 모델 비중은 46%이며, 판매대수로는 1만514대(31.8%)에 이른다. 2012년 22.6%에서 거의 10% 가량 급증했다.

◆벤츠 4륜구동 4MATIC, 전자식 트랙션 4ETS와 조화

벤츠의 4륜구동 기술은 ‘4MATIC’이다. 1987년 승용차용 4륜구동 시스템인 4MATIC이 처음으로 등장했다. 124개 시리즈의 E클래스를 통해 공개됐다. 1999년부터는 차등제어장치(differential locks) 대신에 전자식 트랙션 시스템인 4ETS(Electronic Traction System)가 채택됐다.

풀타임 4륜구동 방식인 4MATIC은 평상시에는 45:55의 비율로 전륜과 후륜에 구동력을 전달한다. 4륜구동의 안정성과 후륜구동의 다이내믹한 주행성능을 동시에 제공한다.

노면 조건에 따라 전후, 좌우 바퀴의 구동력을 각기 조절할 수 있는 4ETS는 직진성과 고속 선회 시 안정성이 뛰어나다. 눈길과 빗길, 모랫길 등 어떠한 노면에서도 조향 안정성과 탁월한 주행능력을 자랑한다.

국내에는 CLA클래스(뉴 CLA 45 AMG 4MATIC), C클래스(뉴 C 220 CDI 4MATIC Edition C), 뉴 E클래스(뉴 E 250 CDI 4MATIC Avantgarde, 뉴 E 300 4MATIC Avantgarde, 뉴 E 350 4MATIC Avantgarde, 뉴 E 63 AMG 4MATIC), 뉴 S클래스(뉴 S 500 4MATIC Long), GLK클래스(GLK 220 CDI 4MATIC, GLK 220 CDI 4MATIC Premium), M클래스(ML 350 BlueTEC 4MATIC, ML 63 AMG), G클래스(G 350 BlueTEC, G 63 AMG) 등이 판매되고 있다.

지난해 벤츠코리아의 전체 판매량 2만4천780대 중 4MATIC 판매량은 5천372대(21.7%)에 이른다. 2012년 12.6%에서 거의 두 배 정도 늘어났다.

벤츠 4MATIC이 눈길과 빙판길에서 적용되는 모습.ⓒ벤츠코리아

◆폭스바겐 4MOTION, 가변식 4륜구동

폭스바겐의 4륜구동 시스템은 ‘4모션(4MOTION)’이다.

페이톤, 투아렉, 티구안, 신형 CC 2.0 TDI 블루모션 4MOTION에 4륜구동 시스템이 기본으로 장착됐다.

특히, 4모션은 기본으로 장착된 ESP 시스템과 결합돼 최적의 동력 배분 효과를 발휘한다. 4모션의 동력 배분 방식은 가변식으로, 슬립을 바탕으로 각각 배분된다. 전륜과 후륜에 구동력이 항상 독립적으로 전달되기 때문에 최적의 접지력은 물론 코너링 시 탁월한 주행 안정성을 보장한다.

토센 디퍼렌셜은 동력 배분에 핵심적인 역할을 하는 장치로, 미세한 속도 편차에도 즉각적으로 반응한다. 최초 동력은 자동변속기의 유성 기어(planetary gear) 및 평 기어(spur gear)를 거쳐 토센 디퍼렌셜로 전달된다. 일반적인 주행상황에서는 토크의 50%는 추진축으로 빠져 리어 액슬(rear axle)로 전달되고, 나머지 50%는 프론트 액슬(front axle)로 전달돼 결과적으로 50:50으로 구동력이 분배된다.

전륜 또는 후륜을 구동하는 방식에 비해 탁월한 접지력을 확보할 수 있다. 눈길 또는 빗길 등의 악천후 상황뿐만 아니라, 고속주행 또는 코너링 시에도 뛰어난 주행 안정성을 제공한다.

지난해 폭스바겐코리아의 판매량은 2만5천649대이며, 이 가운데 4MOTION 비중은 6천943대(27.1%)에 해당된다. 2012년 24.9%에서 소폭 증가한 수치이다.

◆볼보 4륜구동 ‘인스턴트 트랙션’, 혹독한 스웨덴 겨울 최적화

볼보자동차의 4륜구동 시스템은 ‘인스턴트 트랙션(Instant Traction)’이다. 스웨덴의 혹독한 겨울 속에서도 운전자에게 안정적인 드라이빙을 제공하기 위해 탑재됐다.

인스턴트 트랙션은 할덱스 AOC(Active On Demand Coupling)방식으로, 파트타임 4륜구동 시스템이다.

2007년 3세대 할덱스 기술을 사용하다가 2009년형을 기준으로 4세대로 업그레이드 됐다. 2013년형 모델부터 5세대를 적용해 효율성을 더욱 향상시켰다.

지난해 볼보 전체 판매량 대비 4륜구동 모델의 판매량은 28.1%에 해당된다. 2012년 27.5%에서 0.6%p 증가했다.

일반적인 파트타임 4륜구동 시스템이 전·후륜의 회전 속도 차이가 감지된 이후에 구동력을 배분하는 것과 달리 볼보의 4륜구동 시스템은 전·후륜의 속도 차가 요구되지 않는다. 차량의 상태나 주행상황에 보다 즉각적인 반응이 가능하다는 이유로 인스턴트 트랙션이라는 명칭이 붙었다.

기본적으로 전륜:후륜의 구동력을 95:5로 배분해 전륜의 구동력을 극대화한다. 필요에 따라 50:50까지 배분이 가능해 험로 주파 시에도 안정적인 드라이빙이 가능하다.

이외에도 지프는 SUV의 원조이자, 오프로드의 제왕답게 모델의 특성에 따라 ‘쿼드라-드라이브 II’, ‘쿼드라-트랙 II’, ‘락-트랙’, ‘커맨드-트랙’, ‘프리덤 드라이브 I’ 등 다양한 4륜구동 시스템 선보이고 있다.

혼다는 4륜구동 자유제어 시스템인 ‘SH-AWD(Super Handling All-Wheel-Drive)’를 갖췄다. 혼다는 세계 최초로 ‘레전드’를 통해 혼다만의 4륜구동 자유제어 시스템을 선보였다.

일반적인 4륜구동은 전후 바퀴에 구동력을 배분하는 구조이지만 ‘SH-AWD’는 앞뒤 바퀴에 70:30에서 30:70의 구동력을 배분한다. 더불어 뒷바퀴의 구동력도 좌우 0:100에서 100:0까지 배분한다.

재규어는 플래그십 세단 XJ와 럭셔리 스포츠 세단 XF에 신형 3.0엔진과 자체 개발한 AWD 시스템을 결합한 모델을 판매 중이다.

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