지프형 차나 SUV 차는 네바퀴 굴림(4WD) 방식이 대부분 적용되어 있다. 일부 수입차 중에서는 승용차이면서도 4WD 방식을 적용한 차들도 있다. 이들 4WD 차의 경우는 차동제한장치(Limited Slip Differential : LSD)가 필요하게 된다. LSD는 타이어 슬립이 발생하는 경우, 차동장치의 2개 구동축을 고정해 차의 구동력이 미끄러지는 구동 바퀴로 전달되는 것을 방지하는 역할을 한다

이형규 「한국특허정보원 조사분석1팀」

지프형 차나 SUV 차는 4륜 구동방식(네바퀴 굴림)이 대부분 적용되어 있다. 일부 수입차 중에서는 승용차이면서도 4륜 구동방식을 적용한 차들도 있다. 이들 차에는 ‘4WD’라는 글자가 새겨져 있다. 4WD란 네바퀴에 모두 엔진의 출력이 걸려 움직이는 4륜 구동이란 뜻인 ‘4 휠 드라이브(Wheel Drive)’의 약자로, 4×4라고 쓰기도 한다.

우리나라에서 시판되고 있는 차 중에서 4WD 방식이 적용된 차는, 카니발과 트라제와 같은 RV차나 무쏘, 테라칸, 쏘렌토와 같은 지프형 RV가 대부분을 차지하고 있었다. 그러나 최근 메르세데스 벤츠의 4륜 구동 세단 C320 4매틱, S500L 4매틱, 아우디의 A4 3.0콰트로, A6 2.4와 3.0콰트로, A8 3.7콰트로, 폭크스바겐 파사트 2.8 포모션, 볼보 S60R, 재규어 X타입 2.5와 3.0 등이 있다. 이들 차는 제작비와 수리비가 상대적으로 비싸고, 전륜 구동(앞바퀴 굴림)이나 후륜 구동(뒷바퀴 굴림)보다 무게가 50~100㎏ 정도 무거워 기름이 더 드는 단점에도 불구하고 눈길이나 빗길, 내리막 도로에서의 탁월한 성능과 기술의 발달에 의해 단점이 대거 보완되면서 각광을 받고 있다.

■ 4WD의 장단점 및 특성

최근의 4WD 시스템은 앞 차축에서 왼쪽과 오른쪽 바퀴의 동력을 배분하는 제1 차동장치, 뒤 차축에서 왼쪽과 오른쪽 바퀴의 동력을 배분하는 제2 차동장치 그리고 중앙 차동장치(center differential)라 불리는 것으로서 앞과 뒤 차축사이에 설치되는 제3 차동장치를 구비하고 있다.

차동장치의 목적은 자동차가 선회할 때 바깥쪽의 바퀴가 안쪽의 바퀴보다 빨리 선회하기 때문에 안과 밖의 바퀴 사이에서의 동력 배분을 위한 차동장치가 필요하다. 4WD 차의 경우에는 앞바퀴가 뒷바퀴보다 빨리 가게 되므로 센터 차동장치가 필요하다.

차동장치를 구비하고 있지 않는 경우에는 타이어 슬립, 마모, 소음이 발생하게 되므로 현재 거의 모든 4WD 차종에는 센터 차동장치가 구비되어 있다.

1. 견인력과 접지력

4륜 구동은 2개의 바퀴가 아닌 4개의 바퀴로 구동력이 배분되므로 더 큰 견인력과 접지력을 갖게 된다. 이것은 특히 험로의 주행이나 젖은 노면에서 더 높은 코너링 한계를 가지도록 한다.

2. 중량증가 및 동력손실

추가적인 바퀴로의 동력전달부는 마찰 손실을 발생시켜 4륜의 경우에 2륜보다 더 많은 동력을 필요로 하며 대부분의 4륜 구동 시스템은 2륜 구동 시스템보다 50~100kg의 중량이 더 나가게 되므로 가속력을 감소시키고 연료소비를 증가시킨다.

3. 스티어링(조종) 특성

풀타임 4륜 구동 시스템의 경우는 모든 바퀴에 견인력이 배분되므로 중립적인 조종 특성을 갖는다. 조종특성은 중량 배분, 캠버와 캐스터 조절, 앞뒤 타이어의 크기를 다르게 함으로서 조정할 수 있다. 또한, 정확한 스로틀과 스티어링 조작을 한다면 약간의 오버 스티어 특성을 나타내며 이는 중립적인 조정특성보다 안전하다. 50:50의 중량배분을 갖는 풀타임 4륜구동 시스템은 매우 미끄러운 노면을 제외하고는 오버 스티어를 일으키지는 않는다.

LSD(Limited Slip Differential)

1. LSD의 필요성

4륜 구동 차에

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