전륜구동
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1. 개요
전륜구동은 차량의 구동 방식 중 하나로, 엔진의 동력이 앞바퀴에 전달되어 차량을 움직이는 방식이다. 1769년 퀴뇨 포병차에서 최초로 사용되었으며, 초기에는 기술적 한계로 인해 후륜구동에 비해 주류가 되지 못했다. 1950년대 이후 조인트 기술 발전과 횡치 엔진 배치 등의 혁신을 통해 전륜구동은 소형차를 중심으로 널리 보급되었다. 현재는 연비, 공간 효율성, 직진 안정성 등의 장점을 바탕으로 다양한 차량에 적용되고 있으며, 대한민국 자동차 산업에서도 중요한 역할을 하고 있다. 모터스포츠에서도 전륜구동 차량은 투어링카 레이스, 랠리, 드리프트 등 다양한 분야에서 활용된다.
전륜구동 방식은 자동차 역사 초기부터 존재했지만, 본격적으로 상용화된 것은 20세기 초반부터이다.
전륜구동은 자동차 경주 및 일반 도로 주행에서 여러 기록을 세웠다.
2. 역사
19세기 말, 자동차의 초기 형태가 등장하면서 전륜구동 방식에 대한 실험도 함께 이루어졌다. 그러나 기술적인 어려움과 당시 자동차 시장의 특성 때문에 전륜구동 방식은 널리 채택되지 못했다.
20세기 초, 등속 조인트와 같은 기술 발전과 함께 전륜구동 자동차의 가능성이 다시 주목받기 시작했다. 특히, 경주용 자동차 분야에서 전륜구동 방식의 장점이 부각되면서, 몇몇 자동차 제조사들이 전륜구동 자동차 개발에 뛰어들었다.
1920년대 후반, 코드 L-29와 같은 전륜구동 자동차가 미국에서 출시되었지만, 대공황의 여파로 큰 성공을 거두지는 못했다. 그러나 등속 조인트를 사용한 코드 L-29는 기술적인 진보를 보여주었으며, 이후 전륜구동 자동차 개발에 중요한 영향을 미쳤다.
1930년대에는 독일의 DKW와 아들러, 프랑스의 시트로엥 등 유럽 자동차 제조사들이 전륜구동 자동차를 선보이며 대중화를 이끌었다. 특히 시트로엥의 트락시옹 아방은 전륜구동 방식의 장점을 살려 큰 인기를 얻었다.
제2차 세계 대전 이후, 전륜구동 방식은 소형차를 중심으로 점차 확산되었다. 1959년 출시된 미니는 가로 배치 엔진과 전륜구동 방식을 결합하여 넓은 실내 공간을 확보하고 뛰어난 주행 성능을 제공함으로써 전륜구동 자동차의 대중화에 크게 기여했다.
1960년대 이후, 피아트는 피아트 128을 통해 가로 배치 엔진과 등속 조인트를 결합한 전륜구동 방식을 더욱 발전시켰다. 이 방식은 현재 대부분의 전륜구동 자동차에서 사용되는 표준적인 레이아웃으로 자리 잡았다.
1970년대 석유 파동과 기업 평균 연비 규제는 전륜구동 자동차의 확산을 가속화시켰다. 전륜구동 방식은 엔진룸 공간을 효율적으로 활용하고 차량 경량화를 통해 연비를 향상시키는 데 유리했기 때문이다.
1980년대 이후, 대부분의 자동차 제조사들이 전륜구동 방식을 채택하면서, 전륜구동 자동차는 소형차뿐만 아니라 중형차, 대형차, 고급차 등 다양한 차종으로 확대되었다.
오늘날 전륜구동은 승용차를 중심으로 하는 사륜 자동차에 널리 사용된다. 특히 4기통 이하의 엔진을 탑재한 소형 및 중형 승용차의 대부분은 전륜 구동이며, 이를 기본으로 하는 사륜구동차이다.
2. 1. 초기 역사 (1900년 이전)
전륜구동 자동차에 대한 실험은 자동차 초창기부터 시작되었다. 세계 최초의 자가 추진 차량인 니콜라조제프 퀴뇨의 1769/1770년 "파르디에 아 바페르"는 전륜구동[1] 3륜 증기 트랙터였다. 그 후 최소 1세기가 지나서야 이동식 내연 기관에 대한 최초의 실험이 추진력을 얻었다.
1895년에서 1898년 사이에 오스트리아 형제이자 자전거 생산자인 프란츠, 하인리히, 카를 그레프(그레프 & 슈티프트 참조)는 기술자 요제프 카인츠에게 차량 전면에 1기통 드 디옹 부통 엔진을 장착하고 전면 차축에 동력을 전달하는 ''부아튀레트''를 제작하도록 의뢰했다. 이는 세계 최초의 전륜구동 자동차일 가능성이 있지만, 단 하나의 프로토타입만 제작되었으며 양산으로 이어지지는 않았다.
1898년 프랑스의 라틸은 말 마차에 동력을 공급하기 위한 전륜구동 시스템을 고안했다.
1899년 발명가 헨리 서튼은 오스트레일리아 최초의 자동차 중 하나인 서튼 오토카를 설계하고 제작했다. 이 자동차는 세계 최초의 전륜구동 자동차일 수 있다. 헨리의 자동차는 당시 영국 언론에 보도되었고, 영국 잡지 ''오토카''에 소개된 후 자동차의 이름이 되었다. 오토카의 프로토타입 2대가 제작되었고, 오스트랄 오티스 컴퍼니는 헨리의 자동차를 제조하기 위해 헨리와 사업을 시작하려 했지만, 수입 자동차의 가격 경쟁력이 없어 자동차의 가격이 너무 비쌌다.
1898–99년에 프랑스 제조업체인 소시에테 파리지엔느는 빅토리아 콤비네이션으로 제조한 전륜구동 관절형 차량 컨셉을 특허받았다. 드 디옹 부통 엔진 (1.75hp) 또는 수냉식 아스테르 엔진(3.5hp)으로 다양하게 구동되었다. 엔진은 전면 차축에 장착되었고, 따라서 틸러 스티어링으로 회전했다.[2][3][4][5] 빅토리아 콤비네이션이라는 이름은 일반적으로 빅토리아로 알려진 가벼운 2인승 트레일러와 전륜 구동을 달성하기 위해 전면에 배치된 모터 삼륜차의 후면 차축 및 구동 메커니즘을 결합한 것을 설명했다.[3][4][5] 이는 또한 ''유레카''로도 알려졌다. 1899년까지 빅토리아 콤비네이션은 파리–생말로 레이스와 같은 모터링 행사에 참가하여 전체 23위, 클래스 2위(꼴찌)를 기록했다.[6] 10월에 빅토리아 콤비네이션은 파리-랑부예-파리 이벤트에서 클래스에서 우승하여 26km/h로 100킬로미터 코스를 완주했다.[4][5] 1900년에는 29km/h로 240km를 논스톱으로 완주했다.[2] 1901년 중반에 생산이 중단되었을 때, 400대 이상이 각각 3,000프랑(약 600USD)에 판매되었다.[4][5]
또 다른 컨셉은 비엔나의 로너-베르케에서 생산한 1897년의 로너–포르쉐로, 각 전륜에 전기 모터가 장착되었다. 이는 페르디난트 포르쉐가 미국의 발명가 웰링턴 아담스가 개발한 컨셉을 기반으로 1897년에 개발했다. 포르쉐는 또한 1897년에 이 차로 경주에 참가했다.
2. 2. 1900년대~1920년대
J. 월터 크리스티는 전륜구동 자동차 설계를 특허받고, 1904년에 첫 번째 프로토타입을 제작했다.[7] 그는 ''횡''으로 장착된 엔진을 사용하여 미국 내 여러 고속도로에서 경주에 참가하여 여러 대의 차량을 홍보하고 시연했으며,[1] 1906년 밴더빌트 컵[8]과 프랑스 그랑프리에도 참가했다. 1912년에는 전륜구동 시스템을 사용하는 일련의 바퀴 달린 소방차 트랙터를 제조하기 시작했지만, 판매 부진으로 인해 이 사업은 실패했다.
1915년 오스트레일리아의 G.J. 호스킨스는 전륜구동 시스템을 설계하고 특허를 받았다. 뉴사우스웨일스주 버우드에 기반을 둔 호스킨스는 시드니 모터 산업의 저명한 멤버였으며, "구형 방사형 기어"를 사용하는 시스템을 발명했는데, 이는 영국의 스탠다드 모터 컴퍼니에서 제작한 스탠다드에 장착된 것으로 보인다. 이 시스템이 장착된 자동차의 사진은 미첼 도서관에서 확인할 수 있으며, 특허 설계 도면은 오스트레일리아 특허청에서 여전히 확인할 수 있다.
2. 3. 1920년대~1930년대
전륜구동 방식은 영국 알비스 자동차의 조지 토머스 스미스-클라크와 윌리엄 M. 던이 설계한 과급 알비스 12/50 경주차에 적용되었다. 이 차량은 1925년 3월 28일 버킹엄셔주 프린시스 리스버러에서 열린 코프 힐 클라임 경주에 출전했다.[9] 위스콘신주 메노모니의 해리 아르미니우스 밀러는 1925년 인디애나폴리스 500에 출전한 밀러 122 전륜구동 경주차를 설계했다.[9]
하지만, 전륜구동은 모터 경주장을 벗어나서는 외면받았는데, 생산 자동차에 적용하려는 시도는 거의 없었다. 알비스 자동차는 1928년에 전륜구동 12/50 경주차의 상용 모델을 출시했지만 성공하지 못했다.[10]
프랑스에서는 장-알베르 그레고르와 피에르 페네일이 1926년에 트락타 등속 조인트를 개발했다.[12] 1928년 10월 제22회 파리 모터쇼에서 부치알리 TAV-6가 전륜구동을 특징으로 하여 센세이션을 일으켰다.[11] 독일 제조사 DKW는 1931년에 처음으로 전륜구동 자동차에 트락타 라이선스를 구매했다.[12]
미국에서는 1929년 코드 L-29가 최초의 전륜구동차로 출시되었고, 몇 달 후 럭스턴 자동차가 출시되었지만, 제한적인 생산에 그쳤다.[13][14] 코드 L-29의 구동 시스템은 인디애나폴리스 500 경주차에서 영감을 받아 드 디옹 튜브 레이아웃과 내측 브레이크를 사용했다.[14]
인디애나주 오번에서 제작된 코드는 등속 조인트를 사용한 최초의 전륜구동 양산차였다.[15] 이 부품은 동력 전달을 유니버셜 조인트보다 더 원활하게 조향 휠에 전달할 수 있게 해 주었으며, 거의 모든 전륜구동 자동차에 일반화되었다.
두 자동차 모두 일반 시장에서 큰 성공을 거두지 못했다. 코드의 혁신적인 CV 조인트 사용과 경쟁력 있는 가격에도 불구하고, 구매자들은 그 이상의 최고 속도를 기대했고, 대공황의 영향으로 1932년까지 코드 L-29는 단종되었으며, 4,400대만 판매되었다.[14] 1929년 럭스턴은 그 해에 200대만 판매했다.
최초의 성공적인 소비자 적용은 1929년에 이루어졌다. BSA는 독특한 전륜구동 BSA 3륜차를 생산하여 1936년까지 스포츠 및 투어링 모델을 판매했다. 1931년 독일의 DKW F1이 데뷔했으며, 전축 뒤에 가로 배치된 엔진을 장착했다.[16] 버크민스터 풀러는 3대의 다이맥시온 카 프로토타입에 후방 엔진, 전륜 구동을 채택했다.
다른 독일 자동차 제작사들도 뒤따랐다. 스토에르는 1931년에 전륜구동 자동차를, 아들러는 1932년에, 아우디는 1933년에 제공했다. 아들러 트럼프의 여러 버전은 1932년부터 1938년까지 총 25,600대 이상을 판매했다. 1934년, 아들러는 더 저렴하고 성공적인 트럼프 주니어 모델을 추가하여 1939년 8월에 100,000대 이상을 판매했으며,[17] 같은 해 시트로엥은 프랑스에서 매우 성공적인 트락시옹 아방 모델을 출시하여 수십만 대를 판매했다.[30]
2. 4. 1930년대~1945년
BSA는 1929년에 전륜구동 3륜차를 생산했고, 1936년까지 스포츠 및 투어링 모델을 생산했다.[16] 1931년 독일의 DKW는 F1 모델을 출시했는데, 이 모델은 전륜구동 방식에 가로 배치된 엔진을 장착했다.[16] 이 디자인은 이후 30년 동안 독일에서 사용되었다. 버크민스터 풀러는 다이맥시온 카 프로토타입 3대에 후방 엔진, 전륜 구동 방식을 채택했다.
1931년 스토에르를 시작으로, 아들러 (1932년), 아우디 (1933년) 등 독일 자동차 회사들이 전륜구동 자동차를 출시했다.[17] 아들러 트럼프는 1932년부터 1938년까지 25,600대 이상 판매되었다. 1934년에는 트럼프 주니어 모델을 추가하여 1939년 8월까지 10만 대 이상 판매되었다.[17] 시트로엥은 1934년에 트락시옹 아방을 출시하여 큰 성공을 거두었고, 시간이 지남에 따라 수십만 대를 판매했다.[30]
허프모빌은 1932년[18]과 1934년[19]에 전륜구동 실험 모델을 제작했지만, 양산으로 이어지지는 않았다.
1930년대 후반, 미국의 코드 810/812는 엔진을 변속기 뒤에 배치하는 레이아웃을 사용했다. 이 디자인은 날카로운 회전과 낮은 극 관성, 유리한 무게 배분 덕분에 "긍정적인 핸들링 특성"을 제공했다.[20] 그러나 이 디자인으로 인해 섀시가 길어졌다.
2. 5. 1945년~1960년
1948년 시트로엥 2CV는 공랭식 경량 알루미늄 플랫 트윈 엔진을 전륜 앞에 장착하고 유니버셜 조인트 드라이브샤프트 조인트를 사용했으며, 1955년 시트로엥 DS는 미드 엔진 레이아웃을 채택했다.[30] 파나르, 독일 DKW, 사브는 1948년 사브 92를 시작으로 전륜구동 자동차를 제공했다.
1946년 영국 로이드 자동차는 전륜구동 로드스터 로이드 650을 생산했다. 2행정 2기통 엔진은 전면에 가로로 장착되었고, 4단 싱크로 변속기를 통해 전륜에 연결되었으나, 높은 가격과 부진한 성능으로 1950년까지 600대만 생산되고 중단되었다.
1946년 이탈리아에서 안토니오 페시아는 Cemsa Caproni F11을 제작, 7대의 시제품을 만들었다. 낮은 무게 중심의 복서 엔진(플랫 4)과 특수 프레임을 결합하는 혁신을 선보였으나, 전후 재정 문제로 생산을 지속하지 못했다. 1950년대 란치아가 인수하여 프로젝트가 재개되었다. 1954년 알파 로메오는 "33"이라는 소형 전륜구동 자동차 실험을 진행했다. 현대 전륜구동 자동차와 동일한 횡방향 전방 엔진 레이아웃을 가졌고, 알파 로메오 줄리아의 소형 버전과 유사했으나, 전후 이탈리아의 재정난으로 생산되지 못했다.
1949/1950년 독일 자동차 산업이 재개되었다. 동독에서는 전쟁 전 DKW F8과 F9가 IFA F8 및 IFA F9로 다시 등장했고, 1955년 AWZ P70, 1956년 바르트부르크 311, 1958년 트라반트가 모두 전륜구동으로 등장했다. P70과 트라반트는 두로플라스트 차체를 가졌고, 트라반트는 모노코크 차체와 가로 배치 엔진을 갖춘 현대적 디자인이었다.[21] 서독에서도 DKW가 잉골슈타트에 다시 설립되어 F89를 출시했다. 보르그바르트는 골리앗과 로이드라는 두 개의 새로운 전륜구동 브랜드를 1950년에 선보였다. 굿브로트도 1950년 수페리어를 출시했지만, 1954년 철수했다.
1955년 스즈키 스즈라이트는 횡으로 설치된 엔진을 사용하는 전륜구동을 활용한 최초의 일본 자동차 중 하나였으며, 경차로 분류되는 작은 "도심형" 자동차였다. 같은 해 폴란드 FSO는 자체 설계한 전륜구동 시레나를 바르샤바에서 소개했다.
1959년 오스틴 미니는 영국 모터 컴퍼레이션에서 출시되었으며, 알렉 이시고니스가 1956년 수에즈 위기와 버블카 붐으로 인한 석유 위기에 대응하여 설계했다. 가로 배치된 수냉식 4기통 엔진을 장착한 최초의 양산 전륜구동 자동차로, 플로어 플랜의 80%를 승객과 수하물에 할애했다. 프로그레시브 레이트 고무 스프링 독립 서스펜션, 낮은 무게 중심, 각 모서리에 휠이 있는 래디얼 타이어는 그립력과 핸들링을 크게 향상시켰다. GKN은 조향 움직임을 허용하기 위해 드라이브 샤프트 각 외측 끝에 등속 조인트를 설계했다. 미니는 1930년대 이후 버려졌던 전륜구동 사용을 부활시켰다.[30]
2. 6. 1960년~1975년
1960년대 심카는 엔진과 변속기를 일렬로 유지하면서도 횡방향으로 장착하고 길이가 다른 드라이브 샤프트를 사용하는 방식을 사용했다. 이 방식은 현재 거의 모든 현대 전륜구동 차량의 기반이 되는 모델로 입증되었다. 푸조와 르노는 1970년대에 공동 개발한 소형차 엔진(PSA X 엔진)에서 4기통 블록을 기울여 엔진 높이를 줄이고, 변속기를 크랭크 케이스 측면에 장착했다. 이 방식은 변속기 "윙윙"거림을 유발하고, 클러치 교체 시 엔진을 제거해야 하는 문제로 인기를 잃었다. 일본 프린스 자동차는 첫 전륜구동 모델에 변속기-섬프 타입 레이아웃을 개발, 닛산에 인수된 후 1971년 닷선 100A (체리)로 등장했다.
1960년 란치아는 란치아 플라비아를 통해 안토니오 페시아의 Cemsa F11 프로젝트를 발전시켜, 낮은 무게 중심을 위한 보조 프레임에 박서 엔진을 최초로 탑재했다. 이 방식은 스바루에 의해 현재까지 복제되었고, 란치아는 란치아 감마 생산 종료와 함께 1984년까지 사용했다. 란치아는 란치아 풀비아, 란치아 베타, 란치아 델타, 란치아 테마 등 우수한 도로 품질과 성능을 가진 대규모 모델에서 전륜 구동을 플래그십으로 만들었으며, 페라리 엔진을 장착한 란치아 테마 8.32 및 모든 후속 모델을 포함했다.
포드는 1962년 타우누스 P4로 유럽 고객에게 전륜구동을 도입했다. 1965년 트라이엄프 1300은 변속기가 아래에 있는 종방향 엔진을 위해 설계되었다. 아우디는 1970년대부터 전륜에 오버행된 종방향으로 장착된 엔진을 사용해 왔으며, 이 구성을 여전히 사용하는 몇 안 되는 제조업체 중 하나이다. 이를 통해 길이가 동일한 반축을 사용할 수 있고 전륜구동을 쉽게 추가할 수 있지만, 50/50 무게 배분을 달성하기 어렵다는 단점이 있다(사륜구동 모델에서는 변속기를 트랜스액슬 뒤에 장착하여 해결). 스바루 1000은 1966년에 플랫 4 엔진과 결합된 전륜구동을 사용하여, 엔진실에서 다소 복잡하고 불균형한 파워트레인 문제를 해결했다. 알파 로메오 알파수드 (및 그 후속 모델인 1983년 알파 33 및 알파 145/146도 1990년대 후반까지 동일한 레이아웃을 사용했다).
혼다는 N360과 N600, 1967년 Z360과 Z600, 1969년 혼다 1300, 1972년 혼다 시빅과 1976년 혼다 어코드 등 여러 소형 전륜구동 차량을 출시했다.
1970년대와 1980년대 르노의 대형 차량(20, 21, 25 및 30)에 사용된 두브랭 엔진은 종방향 "전방" 레이아웃을 사용했다. 1968년에 출시된 사브 99는 나선형 기어가 있는 변속기가 아래에 있는 종방향 엔진을 사용했다. 1966년 올즈모빌 토로나도는 코드 810 이후 최초의 미국 전륜구동 자동차였다. V8 엔진에 종방향 엔진 배치를 사용했으며, 독특한 "분할" 변속기와 결합하여 엔진 출력을 180도 회전시켰다. 그 후 동력은 변속기 케이스에 장착된 차동 장치로 이동되었고, 반축에서 휠로 이동되었다. 드라이브라인은 더 나은 무게 배분을 위해 휠의 중심점에 비교적 잘 설정되었지만, 이로 인해 엔진이 높아져 흡입 시스템을 낮춰야 했다.
전륜구동 레이아웃은 소형, 저렴한 자동차, 특히 영국의 미니의 성공으로 인해 큰 영향을 받았다. 알렉 이시고니스가 설계한 이 콤팩트한 배열은 변속기와 엔진이 하나의 오일 섬프를 공유하도록 배치했으며 윤활 요구 사항이 달랐음에도 불구하고 엔진의 라디에이터는 신선한 공기의 흐름에서 멀리 떨어진 엔진 측면에 장착되어 뜨거운 공기가 아닌 차가운 공기를 엔진 위로 통과시켰다. 이 레이아웃은 클러치를 수리하기 위해 종종 엔진을 제거해야 했다.[24]
단테 자코사가 설계한 피아트 128은 가로 배치 엔진, 길이가 다른 드라이브 샤프트, 혁신적인 클러치 릴리스 메커니즘을 특징으로 한다 - 피아트가 이전에 시장 중요도가 낮은 자회사인 프리뮬라에서 전략적으로 테스트했던 배열이다.
1964년에 생산 준비가 된 프리뮬라는 기어 트레인이 차동 기어 장치 및 최종 드라이브에서 오프셋되었고, 길이가 다른 드라이브 샤프트를 갖추고 있었다. 이 레이아웃은 냉각 팬이 신선한 공기 흐름을 향하도록 하면서 엔진과 기어박스를 윤활유를 공유하지 않고 나란히 배치할 수 있도록 했다. 프리뮬라를 테스트 베드로 사용하여 피아트는 불균형한 좌우 동력 전달, 불균등한 타이어 마모, 잠재적인 토크 스티어를 포함한 레이아웃의 단점을 충분히 해결할 수 있었다. 토크 스티어는 가속 시 엔진의 동력만으로 자동차가 조향되는 경향을 말한다. 이 문제는 더 짧은 드라이브샤프트를 솔리드하게 만들고 더 긴 드라이브샤프트를 속이 빈 형태로 만들어 두 샤프트 모두 대략 동일한 탄성 비틀림을 경험하도록 함으로써 대략적으로 해결되었다.
128 이후 피아트는 이 레이아웃의 유연성을 더욱 잘 보여주었으며, 피아트 X1/9을 위해 128 드라이브 트레인을 미드 엔진 레이아웃으로 재구성했다. 콤팩트하고 효율적인 자코사 레이아웃 - 가로 배치 엔진과 엔진 옆에 장착된 변속기가 오프셋 최종 드라이브와 길이가 다른 드라이브샤프트를 통해 앞바퀴를 구동하며, 맥퍼슨 스트럿 및 독립적으로 위치한 라디에이터와 결합 - 이후 경쟁사에서 흔하게 사용되었으며,[26], 업계 표준이라고 할 수 있다.[27]
2. 7. 1975년~1990년
기업 평균 연비 표준은 미국에서 전륜구동으로의 대대적인 변화를 이끌었다. 1978년 최초의 미국산 가로 엔진 자동차인 플리머스 호라이즌과 닷지 옴니(유럽에서 설계된 심카 호라이즌을 기반으로 함)가 도입되었고,[28] 1980년 쉐보레 시테이션 및 수많은 다른 차량이 뒤따랐다.
한편, 수십 년 전에 전륜구동으로 전환한 유럽 자동차 제조업체들은 이 10년 동안에만 엔진 배열을 균질화하기 시작하여 사브[29], 아우디(및 폭스바겐)가 전륜 종방향 엔진 레이아웃을 제공하는 유일한 제조업체로 남았다. 이전에는 시트로엥 DS, 르노 12, 르노 5, 르노 25(크라이슬러 LH의 선조), 알파 로메오 33, 폭스바겐 파사트 등과 같이 유럽에서 전륜 종방향 엔진 레이아웃이 가장 흔했다.
르노 21은 서로 다른 엔진 구성을 제공했는데, 1.7리터 버전은 "동서"(가로)로 장착된 엔진을 특징으로 했지만, 르노는 더 강력한 가로 엔진에 적합한 기어박스를 가지고 있지 않았다. 따라서 더 빠른 버전은 종방향(북-남)으로 장착된 엔진을 특징으로 했다.
그러나 1980년대 말까지 거의 모든 주요 유럽 및 일본 제조업체는 피아트가 개척한 가로 배치 엔진과 길이가 다른 드라이브샤프트를 갖춘 "엔드온" 변속기 시스템을 중심으로 수렴했다. 예를 들어, 르노는 1970년대에 푸조와 공동 개발한 콤팩트 모델용 변속기 내 섬프형 "수트케이스" 엔진을 1982년 르노 9를 시작으로 포기했다. 푸조-시트로엥 자체도 1986년 TU 시리즈 엔진을 선호하여 수트케이스 유닛을 단계적으로 폐지하면서 엔드온 기어박스 솔루션으로 전환했다. 닛산 또한 1982년 N12 시리즈 체리/펄사에서 섬프 내 변속기 컨셉을 포기했다. 영국 레이랜드는 영국 모터 코퍼레이션의 상속자였으며, 1983년 오스틴 마에스트로 및 모든 후속 전륜구동 모델에 대해 업계 표준 솔루션으로 전환했다.
구동계 무게와 공간 요구 사항을 줄임으로써 가속을 희생하지 않고 차량을 더 작고 효율적으로 만들 수 있었다. 종방향 레이아웃과 비교하여 가로 레이아웃으로 파워트레인을 통합하고, 일체형 차체 구조와 등속 조인트 드라이브 액슬을 사용하고, 전륜구동을 사용하는 것은 현대의 대중 시장 자동차로 진화했다. 일부에서는 1974년 폭스바겐 골프(미국의 전통적인 경쟁사에서), 1973년 혼다 시빅, 1976년 혼다 어코드가 "빅 3"(크라이슬러는 이미 북미 외 지역에서 전륜구동 차량을 생산했음)에 대한 각성제 역할을 했다고 주장한다. GM은 1979년 복스홀 아스트라/오펠 카데트로 훨씬 늦었다. 자체 수입은 미국 자동차 제조업체의 경제형 자동차에 대한 수요 증가에 대한 초기 대응이었다. 전륜구동의 인기는 1981년 포드 에스코트, 1982년 닛산 센트라, 1983년 토요타 코롤라와 함께 탄력을 받기 시작했다. 전륜구동은 1982년 쉐보레 셀러브리티, 1982년 토요타 캠리, 1983년 닷지 600, 1985년 닛산 맥시마, 1986년 혼다 레전드, 1986년 포드 토러스를 시작으로 중형차의 표준이 되었다. 1980년대 중반까지, 이전에 후륜구동이었던 대부분의 일본 모델은 전륜구동이었고, 1990년대 중반까지 대부분의 미국 브랜드는 소수의 후륜구동 모델만 판매했다.
2. 8. 1990년~현재
21세기 초 현재, 승용차를 중심으로 하는 사륜 자동차에 널리 사용된다. 특히 4기통 이하의 엔진을 탑재한 소형 및 중형 승용차의 대부분은 전륜 구동이며, 이를 기본으로 하는 사륜구동차이다. 최근에는 대형차나 고급차 일부에서도 볼 수 있게 되었다.
1970년대 이후, 변속기와 엔진의 탑재 방법은 주로 횡치 엔진 배치가 사용되고 있지만, 그 이전부터 역사가 있는 종치 엔진의 예도 소수 남아 있다. 스바루임프레자 등이 그 예이다.
오토바이나 삼륜차의 경우 전륜 바로 위 또는 측면에 엔진을 탑재하고, 체인 구동 또는 타이어 허브를 롤러로 마찰 구동하는 전륜 구동이 있었지만, 조종성의 제약이나 구동 마찰력을 얻기 위한 하중 부족으로 일반화되지 못했다. 간이 차량이 주류를 차지한 이들 전륜 구동 오토바이 중 특이한 예외적인 대형차는 독일의 레이스용 오토바이 Megola|메고라de(1921년)였다. 이 오토바이는 640cc의 성형 5기통 엔진을 전륜 허브 내에 탑재하고[34], 변속기나 클러치도 없이 전륜을 직접 구동하는 극히 기이한 방식이었다.
자전거는 체인에 의한 후륜 구동이 확립되기 이전인 19세기에 전륜을 직접 페달로 구동하는 것이 주류였다. 후륜 구동차가 보급된 후에는 사라졌지만, 리컴번트의 일부, 보조 동력 자전거의 보조 동력 등에서 전륜을 구동하는 것이 나타나고 있다. (이 경우, 후륜과 함께 전륜 "도" 구동하는 자전거이므로, 자세한 내용은 이륜 구동 자전거를 참조).
3. 특징
3. 1. 장점
프로펠러 샤프트 등 부품 수가 적어 차량 무게가 가벼워지고, 이는 연비 향상으로 이어진다.[82] 프로펠러 샤프트나 후륜 차동 장치가 없어 실내 공간, 특히 뒷좌석 공간을 넓게 확보할 수 있으며, 연료탱크 용량을 늘리는 것도 가능하다.
엔진 등 무거운 부품이 전방에 집중되어 직진 안정성이 우수하고, 눈길, 빗길 등 미끄러운 노면에서도 비교적 안정적인 주행이 가능하다.[35] 부품 수가 적고 모듈화가 용이하여 생산 단가를 낮출 수 있다. 엔진과 변속기가 엔진룸 내부에 일체형으로 배치되어 정비가 용이하다. 사이드 브레이크만 해체하면 뒷바퀴를 지면에 접지한 상태에서 견인이 가능하다.
3. 2. 단점
4. 엔진 배치 방식
전륜구동은 앞바퀴가 구동과 조향을 모두 담당하여 뒷바퀴보다 마모가 심하고, 원더링이 발생하기 쉽다. 코너링 시 언더스티어나 태크인 현상이 나타나 다루기 어려울 수 있으며, 고출력 차량에는 부적합하고[36], 빙판길 제동 시 후륜구동보다 불리하다.
자유 이음 사용으로 조향 각도가 제한되어 회전 반경이 커질 수 있다. 횡치 엔진은 토크 스티어를 유발할 수 있으나, 좌우 조인트 위치 조정이나 파워 스티어링으로 완화 가능하다. 저주파 진동은 전자 제어 엔진 마운트로 감소시킨다.
최초의 전륜구동차는 1769년 퀴뇨 포병차로, 공간 효율을 위해 전륜구동을 채택했다. 초기에는 조인트 기술 부족으로 보급이 어려웠다[37]。
1920년대 트랜스액슬을 갖춘 전륜구동 레이싱카인 해리 밀러의 "밀러 레이서"와 장-알베르 그레고와르의 "트락타 제피"가 인디 500과 르망 24시에서 좋은 성적을 냈다.
이를 바탕으로 코드 L29(1929년)와 "트락타" 시판 모델(1927년)이 개발됐으나, 소량 생산에 그쳤다[38]。
최초의 대중 양산형 전륜구동차는 1931년 독일 DKW・F1이다. 아들러, 아우디도 전륜구동차를 출시했다.
1934년 시트로엥 트락시옹 아방은 전륜구동 장점을 살려 1957년까지 장기 생산되며 전륜구동차 성공 사례가 되었다[40]。
1966년 미국차 올즈모빌 토로네이도는 '''유나이티드 파워 패키지''' 방식으로 자동변속기(AT)를 활용, 컴팩트한 파워트레인을 구현했다.
4. 1. 가로 배치 엔진
알렉 이시고니스가 개발하고 미니에 처음 적용된 이시고니스 방식은 엔진과 변속기를 차량 진행 방향과 수직으로 배치하고, 그 아래에 트랜스액슬을 배치하여 2층 구조를 이루는 방식이다. 이 방식은 엔진룸 공간을 효율적으로 사용할 수 있게 해주었다.[30]단테 지아코사가 개발하고 피아트 128에 처음 적용된 지아코사 방식은 트랜스미션과 직렬 4기통 엔진을 일직선으로 연결하여 가로로 배치하는 방식이다.[30] 이 방식은 설계 자유도가 높고, 저비용으로 전륜구동 차량을 생산할 수 있게 해주었다. 현재 대부분의 전륜구동 차량은 지아코사 방식을 채택하고 있다.[30]
4. 2. 세로 배치 엔진
가로 배치 방식이 주류를 이루는 가운데, 아우디(일부는 폭스바겐으로도 판매)와 스바루(구 후지 중공업)는 세로 배치 레이아웃을 고수하고 있다.[41] 이 두 회사는 사륜구동 자동차를 부가 가치로 삼고 있기 때문에 사륜구동으로 전환하기 용이한 세로 배치 레이아웃을 적극적으로 채용한다.[41] 엔진 뒤쪽에 앞 차축을 가로지르도록 트랜스액슬을 배치하는 레이아웃을 채택하고 있는데, 이러한 구조는 후륜구동 자동차를 기반으로 사륜구동으로 만든 것과 비교하여 독립된 프론트 디프 케이스 및 트랜스퍼와 프론트 디프를 연결하는 프로펠러 샤프트가 필요 없기 때문에 부품 수를 줄일 수 있다는 장점도 있다.[41]과거에는 토요타 자동차(터셀 및 코르사 등), 르노, 사브 오토모빌 등이 1980년대 초반까지 세로 배치 전륜구동차를 제조했지만, 이들 차종도 후속 차종에서는 모두 가로 배치 레이아웃으로 변경되었다.
5. 대한민국 자동차 산업과 전륜구동
대한민국에서는 1970년대부터 소형차를 중심으로 전륜구동 방식을 채택하기 시작했다. 현대자동차의 포니는 후륜구동 방식이었지만, 1985년 출시된 엑셀은 전륜구동 방식을 채택하여 대한민국 자동차 시장의 대세를 전륜구동으로 전환하는 데 큰 역할을 했다.[53] 이후 현대자동차와 기아는 전륜구동 소형차, 중형차, SUV 등을 출시하며 대한민국 자동차 시장을 선도하고 있다. 대한민국 자동차 산업은 전륜구동 기술 발전에 힘입어 세계적인 경쟁력을 갖추게 되었다. 최근에는 친환경차 트렌드에 맞춰 전륜구동 기반의 하이브리드 및 전기차 모델도 출시되고 있다.
6. 모터스포츠와 전륜구동
랠리 세계에서 2륜 구동차 클래스[67](ERC3, APRC3, JN2 등)에서는 거의 모든 머신이 B세그먼트해치백형 전륜 구동차를 채용하고 있다. 이는 랠리에서 많은 저마찰 노면에서는 앞서 언급한 전륜 구동의 단점이 완화[68]되는 점과 함께 직진 안정성, 조작성에서 유리한 점, 경량으로 전장이 짧고 회전 반경이 작은 점 등이 이유이다[69][70]。 미니와 사브, 시트로엥 등은 이러한 특성을 활용하여 전륜 구동 기술 발전이 아직 충분하지 않았던 1960년대부터 한겨울 몬테카를로 랠리에서 여러 번 우승을 거듭했다. 특수한 사례이지만 WRC에서는 많은 규정상의 우대를 받은 전륜 구동의 F2 키트카(시트로엥 크사라)가 1999년 터마크(Tarmac) 이벤트에서 사륜구동 WR카를 꺾고 2번 종합 우승을 차지한 적이 있다.
하위 클래스의 전륜 구동차로 축적한 머신 개발 노하우와 운전 기술이 세계 수준의 사륜 구동차에서 도움이 된 사례가 많다. 그중 가장 성공적인 예는 세바스티앙 로브와 시트로엥이다. 로브의 기술의 근간에는 전륜의 그립을 중요시하는 전륜 구동차의 주행 방식이 있었다. 그는 면허 취득 후 WR카 데뷔까지 전륜 구동차를 번갈아 타면서 모든 운전 가능성을 시험했고, 드리프트를 최대한 자제하고 불필요한 동작을 줄인 드라이빙에 도달했다고 한다[71]。 시트로엥도 크사라 키트카에서 얻은 지식을 바탕으로 전륜 구동을 주체로 하는 4WD 랠리 카를 개발[72][73]했고, 거기에 로브의 드라이빙 스타일이 맞아떨어지면서 그는 WRC에서 전무후무한 9연패를 달성하게 된다.
언더스티어가 발생하는 사륜 구동차에 익숙해진다는 점에서도 전륜 구동차는 유용하며, 국내에서 사브를 이용하여 오랫동안 활약한 스티그 블롬크비스트는 강력한 언더스티어를 발생시킨 그룹 B 아우디 콰트로에 후륜 구동차에 익숙했던 한누 미콜라보다 순응하기 쉬웠다고 말했다[74]。 WRC를 사상 처음으로 4연패 한 토미 마키넨도 닛산 써니 GTI(일본명 펄사 GTI)로 처음 경험한 전륜 구동 랠리 카가 이후 성공에 도움이 되었다고 회상하고 있다.
그들의 활약은 후륜 구동적인 드리프트 주행법에서 전륜 구동적인 그립 주행법으로 업계의 상식 자체를 정반대로 바꿔 놓았다. 이 패러다임 시프트로 인해, 전륜 구동차에서 사용되던 왼발 브레이크가 WRC에서 필수 기술이 되었다[75]。 이러한 변화에 따라, 사륜 구동 랠리 카에서 구동 배분을 변경할 수 있는 경우, 전후 50:50 혹은 전륜을 약간 많게 하는 것이 정석이 되었다[76]。
랠리 레이드(크로스컨트리 랠리)에서도 서킷 레이서 시절 MINI로 활약한 스가와라 요시마사는, 프런트 헤비(front-heavy)한 카미온(트럭)의 운전 감각이 전륜 구동차와 비슷하다는 것을 깨달은 후, 카미온의 운전 방법을 알게 되었다고 말했다[77]。 전륜 구동차 자체의 참전 사례로는, 1970년대 후반~1980년대 초반에는 시트로엥 CX의 워크스 머신이 각지의 랠리 레이드 이벤트에서 우수한 성적을 거두어 종합 시상대에 오르기도 했지만[78][79], 현재는 거의 찾아볼 수 없게 되었다.
전륜구동차로 하는 드리프트 주행은 속칭 'F드리'라고 불리며, 랠리나 짐카나, 다트 트라이얼 등에서는 중요한 기술이다. 그러나 안정성이 높은 전륜구동차로 후륜 또는 전륜을 미끄러뜨리기 위해서는 고안된 하중 이동을 할 필요가 있으며, 그 상태에서 한계 영역에서의 컨트롤도 어렵기 때문에, F드리로 빠르게 달리려면 그에 걸맞는 훈련과 숙련이 필요하다. 과거 전륜구동 특유의 단점이었던 태크인도, 드라이빙 테크닉으로 사용되기도 했다.
채점 경기인 드리프트에서는 FR 레이아웃보다 현저히 불리하기 때문에, 극히 일부를 제외하고는 사용되는 경우가 거의 없다. 다만 F드리 실력을 겨루는 주행회는 각지에 존재한다.
직선 가속만을 겨루는 드래그 레이스에서는, 굳이 트랙션에 불리한 전륜구동을 선호하는 선수도 적지 않게 있어, 'FF 드래그'(FWD Drag)라는 하나의 장르로 성립되어 있다. 전륜구동차 전문 시리즈전도 각지에 존재한다.
일반적인 전륜구동 레이싱카는 300~400 PS 정도가 한계이지만, 과감한 무게 배분이 가능한 드래그 레이서는 그것보다 훨씬 한계점이 높아서, 최대 1900 PS에 달하는 전륜구동 머신도 존재한다.
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