4륜구동
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1. 개요
4륜구동(4WD)은 네 바퀴 모두에 동력을 전달하는 차량 구동 방식이다. 1805년 증기기관을 이용한 준설선에서 최초로 시도되었으며, 이후 가솔린 엔진, 전기 모터 등을 활용한 다양한 형태의 4륜구동 차량이 개발되었다. 파트타임, 풀타임, 선택적 4WD 등 다양한 구동 방식이 있으며, 험로나 눈길에서 안정적인 주행과 구동력 향상에 기여한다. 4륜구동은 제조 비용 증가, 연비 저하, 무게 증가 등의 단점도 가지고 있지만, 최근에는 전자 제어 기술을 통해 단점을 보완하고 있다. 4륜구동은 자동차 경주에서도 활용되었으며, 특히 랠리, 투어링카 레이스, 르망 24시 등 다양한 분야에서 경쟁력을 입증해왔다.
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4륜구동 | |
---|---|
지도 | |
기본 정보 | |
다른 이름 | 4×4, 4WD |
유형 | 자동차 구동방식 |
용도 | 다양한 지형 주행 오프로드 주행 미끄러운 노면 주행 |
구동 방식 | 네 개의 바퀴 모두 동력 전달 |
특징 | |
장점 | 뛰어난 접지력 향상된 견인력 오프로드 및 미끄러운 노면에서 우수한 성능 등판 능력 향상 |
단점 | 높은 차량 가격 복잡한 구조 무게 증가 연비 감소 유지 보수 비용 증가 |
기술 | |
작동 원리 | 변속기에서 동력을 네 바퀴로 분배 차동 기어 사용 필요에 따라 2륜 또는 4륜 구동 모드 전환 |
주요 구성 요소 | 트랜스퍼 케이스 차축 차동 장치 구동축 |
종류 | |
파트타임 4WD | 필요시 4륜 구동으로 전환 일반적으로 험로 주행에 사용 |
풀타임 4WD | 항상 4륜 구동 다양한 노면 조건에서 안정적인 주행 제공 |
AWD (All-Wheel Drive) | 자동적으로 네 바퀴에 동력 분배 주로 승용차 및 SUV에 사용 |
역사 | |
초기 개발 | 19세기 후반 |
주요 개발 국가 | 미국 영국 프랑스 |
초기 사용 목적 | 군용 농업 |
대중화 시기 | 20세기 후반 |
관련 용어 | |
오프로드 | 비포장 도로 주행 |
SUV | 스포츠 유틸리티 차량 |
트럭 | 화물 운반 차량 |
지프 | 사륜구동 자동차 브랜드 |
기타 | |
관련 기술 | 차동 제한 장치 트랙션 컨트롤 ABS |
안전 관련 | 안전 운전 교육 필요 타이어 점검 필수 속도 준수 중요 |
2. 역사
사륜구동 자동차는 일본어로 '''사륜구동차'''(四輪駆動車), 줄여서 '''사륜구동'''(四駆)이라고 한다. 영어로는 four-wheel drive의 약자인 '''4WD''', 또는 all-wheel drive(총륜구동, 전륜구동)의 약자인 '''AWD''', 특히 유럽에서는 네 바퀴 모두 구동륜이라는 의미로 '''4x4'''(four-by-four, 포바이포)라고도 부른다. 두 개의 차축에 장착된 타이어로 구동하기 때문에, 특히 트럭의 경우에는 “이축구동”이라고 부르기도 한다.[9][10]
일반적인 타이어 4개를 장착한 자동차는 “4WD”와 “AWD”는 같은 의미로 이해해도 문제가 없지만, 5개 이상의 바퀴를 장착한 트럭 등에서는 다른 의미를 가진다. 예를 들어 6륜 자동차의 경우 “4WD”는 유럽식 표기로 '''6x4''', “AWD”는 '''6x6'''으로 각각 표기된다. 미국에 과거 “”사가 존재하여 상표등록되었기 때문에, 해외에서는 “4WD”를 피하는 경향이 있다.[11]
오래된 사륜구동 관련 용어로 “FWD”, “FF”라는 단어가 나오는 경우가 있는데, 전자는 “Four Wheel Drive”사, 후자는 “Ferguson Formula”(사의 사륜구동 시스템)의 약자이며, 전륜구동과는 전혀 관계가 없다. 또한 오래된 자료에서는 “Four driven wheels”라는 표기가 보이기도 한다.[66][67]
“사륜구동”, “4x4”, “4WD” 등의 용어는 일본과 유럽에서는 현대의 크로스컨트리 차량이나 SUV와 같은 카테고리를 가리키는 속칭으로 자리 잡았던 시기가 있다. 이 경우 4WD는 차종의 구분, AWD는 구동 메커니즘의 구분이 되어, 어휘로서는 비교할 수 없는 전혀 다른 개념이 된다. 단, 이 시기에 승용차 형태의 4WD 차량 생산·판매를 시작한 후지중공업(현 주식회사 SUBARU)는 SUV차종을 생산하지 않았다. 하지만 동사의 4WD 차량은 차체 측면이나 후면에 크게 “4WD” 문자를 표시하고 있었다.[68]
자동차에 사륜구동을 채용하는 목적은 크게 두 가지가 있다.
- 눈길이나 진흙탕 등 악조건의 도로 주행.
- 고출력 엔진의 강력한 토크를 효과적으로 노면에 전달.

일반적인 승용차, 상용차, 군용차, 토목·건축용 기계, 농업용 트랙터 등은 전자의 이유 때문이다. 특히 일본은 세계적으로도 폭설 지역에 인구 밀도가 높은 지역이 존재하며, 눈의 성질도 습하고 무겁기 때문에 다른 나라에 비해 사륜구동의 수요가 크다. 따라서 일본 자동차 제조사는 사륜구동을 세단, 미니밴, 소형차, 경차 등 폭넓게 설정하여 다설 지역(한랭지)의 수요를 충족하고 있다.[69] 반면, 해외에서는 강설량이 많은 지역에 주요 도시가 적고, 눈의 성질은 건조하며 평평한 도로 이동이 많다. 또한 북유럽에서는 스파이크 타이어가 허용되고 있어 사륜구동차의 수요는 일본에 비해 제한적이다.[70]
스포츠성을 중시한 고출력 차종에 사륜구동을 탑재하는 경우가 최근 증가하고 있다. 아우디가 콰트로로 세상에 선보였고, 다른 제조사들이 이를 따르면서 현재의 닛산 GT-R이나 람보르기니의 각 모델 등에 이르는 발상이다.
엔진 탑재 위치는 다른 구동 방식과 마찬가지로 대부분 프런트 엔진이며, 전륜축이 엔진 중심보다 뒤쪽에 있는 것도 많다.[71]
2. 1. 대한민국에서의 역사
대한민국에서는 한국 전쟁 당시 미군 M-38 군용차를 통해 사륜구동 기술이 처음 소개되었다. 주로 지휘, 보급 수송 차량으로 사용되었다.[1] 전쟁 이후, 폐차된 미군 스포츠 유틸리티 자동차를 재생하여 민수용으로 활용하기 위해 국제차량제작 시발이 개발되었다. 이는 대한민국 최초의 사륜구동 자동차로 기록된다.[1]이후 현대 갤로퍼, 쌍용 무쏘 등 민간용 SUV가 대중화되면서 오프로드 주행이라는 레저 문화가 생겨났다. 주 5일제 도입과 함께 SUV의 인기가 높아지면서 사륜구동 방식은 스포츠 유틸리티 자동차뿐만 아니라 소형 버스(기아 베스타, 현대 스타렉스), 소형 트럭(현대 포터, 기아 봉고), 픽업 트럭(쌍용 무쏘 스포츠, 쌍용 액티언 스포츠, 쌍용 코란도 스포츠, 쌍용 렉스턴 스포츠), 미니밴(쌍용 로디우스) , 대형 승용차(제네시스 G90, 제네시스 G80, 쌍용 체어맨W)에도 적용되고 있다.[1] 특히, 제네시스 G90, 제네시스 G80, 쌍용 체어맨W 등 고급 승용차에도 사륜구동 방식이 채택되면서 주행 안정성과 고급스러움을 더하고 있다.[1]
2. 2. 세계사



윌리스는 1945년 일반 시장에 판매되는 최초의 양산형 4륜 구동 차량인 CJ-2A 모델을 출시했다. 제2차 세계 대전 당시 지프의 압도적인 성공 덕분에, 그 강인한 실용성은 이후 많은 4륜 구동 차량의 표준이 되었다.[36] 도지 또한 1946년형 모델부터 민수용 4륜 구동 파워 왜건 트럭의 생산을 시작했다. 윌리스와 도지 모두 제2차 세계 대전 당시 전신 모델을 직접적으로 발전시킨 것이었다.
지프와 마찬가지로 각진 형태였고 직렬 4기통 엔진을 탑재한 랜드로버는 1948년 암스테르담 모터쇼에서 등장했다. 애초에 어려움을 겪던 로버 자동차 회사의 임시방편 제품으로 구상되었지만, 만성적인 투자 부족에도 불구하고 승용차보다 훨씬 성공적이었다. 수석 엔지니어 모리스 윌크스의 농장에서 험로를 자주 주행했던 윌리스 MB(제2차 세계 대전 당시 널리 사용된 "지프")에서 영감을 얻어, 랜드로버는 1970년대에 더욱 정교하면서도 여전히 오프로드 주행이 가능한 고급 4륜 구동 차량인 레인지로버를 개발했다.
1950년 "지프" 상표를 인수하면서 윌리스는 브랜드를 독점했다. 후계 회사인 카이저 지프는 1963년 왜고니어라는 혁신적인 4륜 구동 왜건을 출시했다. 독립 현가 장치와 4륜 구동에 결합된 최초의 자동 변속기를 갖춘 기술적 혁신뿐만 아니라 일반 승용차처럼 장비와 마감도 잘 갖춰져 있었다.[37] 사실상 현대 SUV의 조상이라고 할 수 있다. 1966년부터 1969년까지 생산된 고급 AMC 또는 뷰익 V8 엔진을 탑재한 슈퍼 왜고니어는 기준을 더욱 높였다.
젠슨은 1966년부터 1971년까지 제작된 318대의 젠슨 FF에 포뮬러 퍼거슨(FF) 상시 4륜 구동 시스템을 적용하여, 4륜 구동이 양산형 GT 스포츠카에 사용된 최초의 사례를 만들었다.[38] 대부분의 4륜 구동 시스템은 토크를 균등하게 분배하지만, 젠슨은 전륜과 후륜의 기어비를 다르게 하여 토크를 전륜 40%, 후륜 60%로 분배했다.
중형 및 대형 트럭은 최근 4륜구동(4×4) 구동계를 채택하고 있다. 포드가 포드 슈퍼 듀티 트럭 판매를 시작한 후 중형 4륜구동 트럭이 일반화되었다. 이러한 트럭들은 경형 및 중형 트럭과 부품을 공유하여 생산 비용을 절감했다. 데이나 60 앞 차축은 중형 및 경형 슈퍼 듀티 트럭 모두에 사용된다. 또한, 빅3는 회사 간에 부품을 공유하여 비용을 절감했다. 데이나 S110은 현재 포드와 램의 중형 트럭 후륜 구동에 사용되고 있다. 데이나 110은 제너럴 모터스의 4륜구동 차량에도 사용되었다. 램 트럭은 2008년부터 중형 4륜구동 및 2륜구동 트럭을 판매하기 시작했다. 제너럴 모터스는 2005년부터 2009년까지 4륜구동 모델을 판매했다.
3. 구동 방식
4륜구동은 구동 방식에 따라 여러 종류로 나뉜다.
- 직결식 4륜구동: 가장 원시적인 방식으로, 센터 디퍼렌셜이나 트랜스퍼가 없어 일반 도로 주행에는 부적합하다. 초기 4륜구동 차량이나 일부 군용 차량, 농업용 차량에 사용된다.
- 풀타임 4륜구동 (상시 4륜구동): 항상 4륜으로 구동되며, 센터 디퍼렌셜을 통해 전륜과 후륜의 회전 차이를 흡수한다. 닛산 패트롤이나 람보르기니 우라칸과 같이, 고속 주행 및 우천 시 주행 안정성이 뛰어나다. 센터 디퍼렌셜에 차동 제한 기능(데프록)을 추가하거나 리미티드 슬립 디퍼렌셜을 사용하여 악조건 노면에서의 구동력을 높이기도 한다.
- 파트타임 4륜구동 (일시 4륜구동): 운전자가 2WD와 4WD를 선택할 수 있으며, 센터 디퍼렌셜이 없어 4WD 상태에서는 전후륜 회전 차이가 흡수되지 않는다. 스즈키 지미니(Suzuki Jimny)나 마쓰다 본고(マツダ・ボンゴ)와 같이, 건조한 포장도로에서는 타이트 코너 브레이킹 현상이나 구동계 손상 위험이 있으므로 2WD로 주행해야 한다.

; FJ 크루저의 파트타임 4WD 주행 모드
레버 위치 | 구동 모드 | 토크 배분 | 특징 |
---|---|---|---|
H2 | 후륜구동(FR) | 전륜 0%:후륜 100% | 일반/고속도로, 건조하고 그립력 좋은 노면에서 연비 절약. |
H4 | 하이 레인지 4WD (직결) | 전륜 50%:후륜 50% | 요철, 급경사, 진흙탕, 모래땅, 눈길 등 오프로드에서 큰 구동력과 엔진 토크로 안정적 주행. 센터 디퍼렌셜 잠금과 같은 직결 하이 레인지 4WD. |
L4 | 로우 레인지 4WD (직결) | 전륜 50%:후륜 50% | H4 모드와 동일한 오프로드 환경에 더하여 진창 탈출 등 저속에서 큰 구동력 필요 시 사용. 엔진 브레이크 효과 및 큰 구동력 확보. |
- 셀렉티브 4륜구동 (풀타임-파트타임 복합식): 파트타임과 풀타임 방식을 모두 사용할 수 있다. 미쓰비시 파제로(三菱・パジェロ)와 같이, 2륜 구동으로 연비를 절약하고, 센터 디퍼렌셜을 이용한 구동력 배분으로 안정적인 주행을 하며, 전후 직결로 악조건에서의 주행 성능을 확보하는 등 모든 장점을 얻을 수 있다.
; 파제로(Pajero)의 슈퍼 셀렉트 4WD-II 주행 모드
레버 위치 | 구동 모드 | 토크 배분 | 특징 |
---|---|---|---|
2H | 후륜구동(FR) | 전륜 0%:후륜 100% | 일반/고속도로, 건조하고 그립력 좋은 노면에서 연비 절약. |
4H | 하이레인지 4WD (풀타임) | 전륜 33%:후륜 67% | FR 기반 풀타임 4WD. 일반/고속도로, 소규모 요철 비포장도로, 미끄러운 노면 등 상시 주행. |
4HLc | 하이레인지 4WD (직결) | 전륜 50%:후륜 50% | 대규모 요철, 급경사, 진흙탕, 모래밭, 눈길 등 오프로드에서 센터 디퍼렌셜 잠금, 직결 하이레인지 4WD. |
4LLc | 로우레인지 4WD (직결) | 전륜 50%:후륜 50% | 4HLc 모드와 동일한 오프로드 환경에 더하여 진흙탕 탈출 등 저속에서 큰 구동력 필요 시 사용. 엔진 브레이크 효과 및 큰 구동력 확보. |
- 능동 제어 4륜구동: 마쓰다 MAZDA3(Mazda3)나 토요타 RAV4(Toyota RAV4)와 같이, 전자 제어 펌프로 클러치 케이스 유압을 조절하여 전후 구동력 배분을 능동적으로 제어한다.
- 토크 벡터링 4륜구동: 전후좌우 구동력을 가변 배분하여 선회 성능을 향상시킨다. 아큐라 TLX와 같이, 미쓰비시 자동차의 S-AWC(Super All Wheel Control)가 선구적인 역할을 했다.
3. 1. 개요
4륜구동(4WD)은 센터 디퍼렌셜의 유무, 구동력 배분 방식, 운전자 제어 가능 여부 등에 따라 여러 종류로 나뉜다. 주요 방식은 다음과 같다.- 일시 4륜구동 (파트 타임 4WD): 운전자가 2WD와 4WD를 선택할 수 있다. 평소에는 2WD로 주행하다가 험로나 눈길에서 4WD로 전환한다. 전륜과 후륜의 동력 비율이 50:50으로 고정되어 포장도로에서는 사용에 주의해야 한다.[8]
- 상시 4륜구동 (풀 타임 4WD): 항상 4WD로 주행하며, 전/후륜 동력 비율을 가변적으로 조절할 수 있다. 아우디의 콰트로처럼 기계식 방식도 있다.
3. 2. 센터 디퍼렌셜 유무에 따른 분류

센터 디퍼렌셜(center differential) 유무에 따라 4륜구동 방식은 크게 파트타임 4WD와 풀타임 4WD로 나뉜다.
파트타임 4WD는 운전자가 필요에 따라 2WD와 4WD를 선택하는 방식으로, 평소에는 2WD로 주행하다가 험로나 눈길 등에서 4WD로 전환한다. 하지만 전륜과 후륜의 동력 비율이 50:50으로 고정되어 코너링 시 자동차가 멈칫거리는 현상이 발생할 수 있다.
풀타임 4WD는 항상 4WD로 주행하며, 전/후륜의 동력 비율을 가변적으로 조절한다. 아우디의 콰트로처럼 기계식으로 조절하거나, 유체 압력 또는 다판 클러치를 이용하는 방식 등이 있다.
4md 방식은 람보르기니 아벤타도르, 람보르기니 우라칸(후륜 모델 제외), 부가티 시론, 페라리 af90 스트라달레 등과 같은 일부 슈퍼카에서 사용된다. 이 방식은 엔진을 차량 뒤쪽에 배치하고 구동축을 앞쪽으로도 연결하는 구조를 가지고 있다.
3. 2. 1. 파트타임 4WD
일시 4륜구동(파트 타임 4WD)은 운전자가 도로 조건에 따라 2WD와 4WD를 선택할 수 있는 방식이다. 평소에는 2WD로 주행하다가 험로나 눈길에서 4WD로 전환한다. 전륜과 후륜의 동력 비율이 50:50으로 고정되어, 코너링 시 후륜 슬립으로 인해 자동차가 멈칫거리는 현상(타이트 코너 브레이킹)이 발생하고 동력 계통에 무리가 갈 수 있다. 따라서 포장도로에서는 4WD 사용을 자제해야 한다. 접지력이 좋지 않은 도로에서 구동력 및 견인력을 높이기 위해 4WD에서 한 번 더 감속하는 저속 기어를 포함하기도 한다.4륜구동 시스템은 여러 시장에서 개발되었고 다양한 차량 플랫폼에 사용되었지만, 그 구조와 기능을 설명하는 통일된 용어는 없다.[1] 각 제조사가 사용하는 용어는 종종 기술적 차이보다는 마케팅을 반영한다.[2][3] SAE 인터내셔널 표준 J1952는 "전륜 구동"이라는 용어와 함께 추가 하위 분류를 권장한다.[4]
"포바이포(Four-by-four)" 또는 "4×4"는 특정 차량 종류를 지칭하는 데 사용된다. 첫 번째 숫자는 차축 끝의 총 개수, 두 번째 숫자는 동력이 전달되는 차축 끝의 개수를 나타낸다. 4×2는 엔진 토크를 앞 두 개의 차축 끝(전륜 구동) 또는 뒤 두 개의 차축 끝(후륜 구동)에만 전달하는 네 바퀴 차량을 의미한다.[5] 6×4 차량은 세 개의 차축 중 두 개에 토크를 제공한다. 듀얼 리어 휠이 있는 트럭은 열 개의 바퀴를 가지고 있더라도 6x4로 표기된다. 제2차 세계 대전 당시 미국 군대는 "4 X 2" 또는 "6 X 4"와 같이 표기했다.[6]
4륜구동(4WD)은 네 바퀴 모두를 구동하는 차량을 말하며, 북미에서는 주로 오프로드 주행에 최적화된 시스템을 가리킨다.[7] "4WD"라는 용어는 일반적으로 2WD와 4WD 모드를 수동 또는 자동으로 전환하는 트랜스퍼 케이스가 장착된 차량에 사용된다.[8]
센터 디퍼렌셜이 없는 차량의 경우, 회전 시 전륜과 후륜의 속도 차이를 허용하는 센터 디퍼렌셜이 없어 타이어 미끄러짐이 발생한다. 마른 노면에서는 타이어가 접지, 미끄러짐을 반복하며 '튀는' 또는 '바인딩'되는 느낌을 준다. 따라서 파트타임 4륜구동 시스템을 딱딱한 노면에서 사용하면 구동계가 손상될 수 있다. 파트타임 트랜스퍼 케이스는 4x4 트럭 시장의 표준이지만, 더 많은 부품과 복잡성으로 인해 내구성이 떨어질 수 있다.
3. 2. 2. 풀타임 4WD
상시 4륜구동(full-time 4WD, 풀 타임 4WD)은 항상 4WD로 주행하는 것으로 전/후륜의 동력 비율을 가변적으로 조절하는 방식이다. 자동차 제조사마다 전/후륜 동력 비율 조절 방식이나 명칭은 다양하다. 유체의 압력이나 다판클러치 등으로 전륜과 후륜의 동력을 조절하는 것이 일반적이지만, 아우디의 콰트로처럼 기어를 이용한 기계식도 있다.[4] 경우에 따라서는 일시 4륜구동과 마찬가지로 구동력 및 견인력을 증가시키기 위해 4WD를 한 번 더 감속을 하는 저속 기어를 포함하기도 한다.SAE International 표준 J1952에 따르면, 풀타임 AWD 시스템은 중앙(차축 간) 디퍼렌셜을 통해 항상 앞뒤 차축을 모두 구동한다. 해당 디퍼렌셜의 토크 분배는 중앙 디퍼렌셜의 유형에 따라 고정되거나 가변적일 수 있다. 이 시스템은 어떤 표면에서든지 어떤 속도로든 사용할 수 있다.
J1952 표준은 풀타임 4WD 시스템을 다음과 같이 세 가지로 분류한다.
- 풀타임 고정 토크
- 풀타임 가변 토크 수동식
- 풀타임 가변 토크 능동식
다음은 풀타임 4WD 시스템을 채택한 차량의 예시이다.
제조사 | 차량명 | 비고 |
---|---|---|
알파 로메오 | 164 Q4 | 중앙 점성 제어 장치, 유성 기어 장치 및 토르센 리어 디퍼렌셜 |
알파 로메오 | 155 Q4 | 중앙 유성 기어 장치, 퍼거슨 점성 제어 장치 및 토르센 리어 디퍼렌셜 |
AMC | 이글 | 중앙 점성 제어 장치 |
아우디 | 콰트로 쿠페, 80, 90, 100 & 200 | 센터 및 리어 디퍼렌셜 잠금 장치 (~1987년까지) |
아우디 | Q7 | 이중 피니언 50/50 클러치 팩 잠금 장치 |
BMW | 3 시리즈(E30) 및 5 시리즈(E34) | 37–63(전후) 토크 분배의 유성 기어식 센터 디퍼렌셜 및 점성 잠금 장치 (1980년대) |
쉐보레 | 라운드-라인 K 플릿사이드, K 스텝사이드, K 블레이저, K 서버번 | 2단 뉴 프로세스 203 트랜스퍼 케이스, 50:50 토크 분배 및 잠금 기능이 있는 센터 디퍼렌셜 (1973–1979) |
포드 | 에스코트 RS, 시에라 코스워스, 시에라 및 그라나다 4×4 모델 | |
도지 | 파워 왜건 | 2단 뉴 프로세스 203 트랜스퍼 케이스, 50:50 토크 분배 및 잠금 기능이 있는 센터 디퍼렌셜 (1974–1979) |
포드 | 익스페디션 및 익스페디션 EL/맥스 | 2단 듀얼 레인지 BorgWarner 트랜스퍼 케이스와 지능형 잠금 센터 멀티 디스크 디퍼렌셜이 있는 자동 ControlTrac 4륜 구동 (1997년~) |
포드 | 익스플로러 | 2단 듀얼 레인지 BorgWarner 트랜스퍼 케이스와 지능형 잠금 센터 멀티 디스크 디퍼렌셜이 있는 자동 ControlTrac 4륜 구동 (1995–2010) |
포드 | F-시리즈 | 2단 뉴 프로세스 203 트랜스퍼 케이스, 50:50 토크 분배 및 잠금 기능이 있는 센터 디퍼렌셜 (1974–1979) |
GMC | 라운드-라인 K 와이드사이드, K 펜더사이드, K 지미, K 서버번 | 2단 뉴 프로세스 203 트랜스퍼 케이스, 50:50 토크 분배 및 잠금 기능이 있는 센터 플래네터리 디퍼렌셜 (1973–1979) |
험머 | H1 및 험비 | NVG 242HD AMG 오픈 센터 디퍼렌셜, 잠금 센터 디퍼렌셜, 중립, 저속 레인지 잠금 |
험머 | H2, H3 | 40/60 유성 기어식 잠금 장치 |
지프 | 그랜드 체로키, 커맨더 | 쿼드라-트랙 I 장착 모델 제외 |
지프 | 리버티, 체로키 (XJ), 도지 듀랑고 | NV 242 트랜스퍼 케이스- 후륜 구동, 오픈 센터 디퍼렌셜, 잠금 센터 디퍼렌셜, 중립, 저속 레인지 |
지프 | Borg Warner 쿼드라트랙이 장착된 풀사이즈 지프 | 리미티드 슬립 센터 디퍼렌셜, 50/50 잠금 센터 디퍼렌셜 |
랜드로버 | 디펜더 (및 시리즈 III V8 모델) | |
랜드로버 | 디스커버리/LR3 | |
랜드로버 | 프리랜더 | |
라다 | 니바 (VAZ-2121) | 오픈 센터 디퍼렌셜을 사용하는 상시 4WD |
렉서스 | RX300 | 오픈 센터 디퍼렌셜에 걸쳐 점성 제어 장치 |
링컨 | 내비게이터 | 2단 듀얼 레인지 BorgWarner 트랜스퍼 케이스와 지능형 잠금 센터 멀티 디스크 디퍼렌셜이 있는 자동 ControlTrac 4륜 구동 (1998–2006) |
메르세데스-벤츠 | 유니목 | 최대 10개의 저속 레인지 기어가 있는 센터 및 리어 잠금 장치 |
메르세데스-벤츠 | G-클래스 | 센터 잠금 장치 및 전후 차축 모두에 잠금 장치 |
메르세데스-벤츠 | GL-클래스 | 4Matic 사륜 구동 시스템 |
미쓰비시 | 파제로 (몬테로 또는 쇼군) | |
포르쉐 | 카이엔 | 클러치 팩 잠금 장치가 있는 38/62 유성 기어식 |
레인지로버 | 클래식 | 플레이트 LSD, 수동 잠금 또는 퍼거슨 점성 센터 디퍼렌셜 중 하나를 사용 (1970–1995) |
레인지로버 | 2세대 | 상시 4WD 퍼거슨 점성 센터 디퍼렌셜 (1994–2002) |
스즈키 | 그랜드 비타라/에스쿠도 | 리미티드 슬립 센터 디퍼렌셜을 사용하는 상시 4WD (2005년~) |
스바루 | 수동 변속기에는 50/50 점성형 센터 디퍼렌셜 제공 | |
토요타 | 랜드크루저 | |
토요타 | 시쿼이아 | 멀티 모드 |
폭스바겐 | 투아렉 | 이중 피니언 50/50 클러치 팩 잠금 장치 |
3. 2. 3. 선택적 4WD (풀타임-파트타임 복합식)
파트타임 4WD와 풀타임 4WD의 장점을 결합한 방식이다. 운전자가 2WD, 4WD 자동, 4WD 고정 모드 등을 선택할 수 있다. 다양한 노면 조건에 대응할 수 있어 효율적이다. 대표적인 예로 미쓰비시 파제로 (슈퍼 셀렉트 4WD-II)가 있다.3. 3. 구동력 배분 방식에 따른 분류
상시 4륜구동(full-time 4WD, 풀 타임 4WD)은 항상 4WD로 주행하며, 전/후륜의 동력 비율을 가변적으로 조절하는 방식이다. 자동차 제조사마다 조절 방식이나 명칭은 다양하다. 유체의 압력이나 다판클러치 등으로 전륜과 후륜의 동력을 조절하는 것이 일반적이지만, 아우디의 콰트로처럼 기어를 이용한 기계식도 있다. 경우에 따라서는 일시 4륜구동처럼 구동력 및 견인력을 높이기 위해 4WD를 한 번 더 감속하는 저속 기어를 포함하기도 한다.
4md 방식은 소수의 슈퍼카 (람보르기니 아벤타도르, 람보르기니 우라칸(후륜 모델 제외), 부가티 시론, 페라리 af90 스트라달레 등)에서 사용된다. 미드십처럼 엔진이 약간 뒤쪽에 있고, 구동축을 앞으로도 연결시킨 방식이다.
4륜 구동 시스템은 여러 시장에서 개발되었고, 다양한 차량 플랫폼에 사용되었다. 다양한 구조와 기능을 설명하는 보편적인 용어는 없다.[1] 제조업체에서 사용하는 용어는 종종 시스템 간의 공학적 고려 사항이나 기술적 차이점보다는 마케팅을 반영한다.[2][3] SAE 인터내셔널 표준 J1952는 생산 차량에서 발견되는 모든 유형의 AWD/4WD/4x4 시스템을 포괄하는 "전륜 구동" 용어와 추가 하위 분류를 권장한다.[4]


전륜구동(AWD)은 역사적으로 네 바퀴 차량에서는 "사륜구동", 6×6 차량에서는 "6륜구동" 등과 같은 의미로 사용되었으며, 적어도 1920년대부터 쓰였다.[9][10] 오늘날 북미에서는 중장비와 경량 승용차 모두에 사용된다. 중장비의 경우, 2×2, 4×4, 6×6 또는 8×8 구동계 시스템에서 "영구 다중 휠 구동"을 의미하며, 전륜 및 후륜 구동축 사이에 차동 장치가 포함된다.[11] 이는 종종 미끄럼 방지 기술(유압 기반)과 결합되어 차동 장치가 서로 다른 속도로 회전하면서도 접지력이 좋지 않은 바퀴에서 좋은 바퀴로 토크를 전달한다. 일반적인 AWD 시스템은 모든 노면에서 잘 작동하지만, 극한의 오프로드 주행에는 적합하지 않다.[11] 경량 승용차의 AWD 시스템은 (영구적 또는 필요에 따라) 네 바퀴 모두에 토크를 적용하거나, 오프로드 용도가 아닌 도로 주행의 접지력과 성능(특히 악천후)을 향상시키는 시스템을 의미한다.[7]
일부 전륜구동 전기 자동차는 각 차축에 하나의 모터를 사용하여 전륜 및 후륜 차축 사이의 기계식 차동 장치를 없앤다. 예로는 두 개의 모터로 토크 분배를 전자적으로 제어하는 듀얼 모터 변형의 테슬라 모델 S (Tesla Model S)가 있다.[12]
SAE International 표준 J1952에 따르면, AWD는 위에서 설명된 모든 시스템에 대해 선호되는 용어이며, 세 가지 범주로 나뉜다.[4]
- 파트타임 AWD 시스템: 운전자가 보조 차축을 주행 차축에 연결하거나 분리해야 하며, 중앙 디퍼렌셜(또는 유사 장치)이 없다. 저속 기어가 포함될 수 있다.
- 풀타임 AWD 시스템: 중앙(차축 간) 디퍼렌셜을 통해 항상 앞뒤 차축을 모두 구동한다. 토크 분배는 중앙 디퍼렌셜 유형에 따라 고정되거나 가변적일 수 있다. 어떤 표면에서든 어떤 속도로든 사용할 수 있다. 저속 기어 포함 여부는 명시되지 않았다.
- 온디맨드 AWD 시스템: 능동 또는 수동 연결 장치 또는 "독립 구동 시스템"을 통해 보조 차축을 구동한다. 보조 구동 시스템이 주행차량 추진력을 제공할 수도 있다. (예: 주 차축은 내연 기관, 보조 차축은 전기 모터로 구동되는 하이브리드 AWD 차량. 내연 기관 정지 시 보조 전기 구동 차축만 작동) 온디맨드 시스템은 보조 차축에 토크가 필요할 때까지 주로 하나의 구동 차축으로만 작동하며, 수동 또는 능동 커플링이 보조 차축으로 토크를 보낸다.
J1952 표준은 위 주요 분류 외에 총 8가지 시스템으로 이어지는 보조 분류를 명시한다.
- 파트타임 비동기식
- 파트타임 동기식
- 풀타임 고정 토크
- 풀타임 가변 토크 수동식
- 풀타임 가변 토크 능동식
- 온디맨드 동기 가변 토크 수동식
- 온디맨드 동기 가변 토크 능동식
- 온디맨드 독립 구동 가변 토크 능동식
; FJ 크루저의 파트타임 4WD 주행 모드
레버 위치 | 구동 모드 | 토크 배분 | 특징 |
---|---|---|---|
H2 | 후륜구동(FR) | 전륜 0%:후륜 100% | 일반/고속도로, 건조하고 그립력 좋은 노면. 연비 절약. |
H4 | 하이 레인지 4WD (직결) | 전륜 50%:후륜 50% | 요철, 급경사, 진흙탕, 모래땅, 눈길 등 오프로드. 큰 구동력과 엔진 토크로 안정적 주행. 센터 디퍼렌셜 잠금과 같은 직결 하이 레인지 4WD. |
L4 | 로우 레인지 4WD (직결) | 전륜 50%:후륜 50% | H4 + 진창 탈출 등 저속에서 큰 구동력 필요 시. 엔진 브레이크 효과 및 큰 구동력 확보. |
; 파제로(Pajero)의 슈퍼 셀렉트 4WD-II 주행 모드
레버 위치 | 구동 모드 | 토크 배분 | 특징 |
---|---|---|---|
2H | 후륜구동(FR) | 전륜 0%:후륜 100% | 일반/고속도로, 건조하고 그립력 좋은 노면. 연비 절약. |
4H | 하이레인지 4WD (풀타임) | 전륜 33%:후륜 67% | FR 기반 풀타임 4WD. 일반/고속도로, 소규모 요철 비포장도로, 미끄러운 노면 등 상시 주행. |
4HLc | 하이레인지 4WD (직결) | 전륜 50%:후륜 50% | 대규모 요철, 급경사, 진흙탕, 모래밭, 눈길 등 오프로드. 센터 디퍼렌셜 잠금, 직결 하이레인지 4WD. |
4LLc | 로우레인지 4WD (직결) | 전륜 50%:후륜 50% | 4HLc + 진흙탕 탈출 등 저속에서 큰 구동력 필요 시. 엔진 브레이크 효과 및 큰 구동력 확보. |
3. 3. 1. 기계식 4WD
파트타임 4WD는 선택식이라고도 불린다. 일반적으로 2륜구동을 기본으로 하며, 필요시에만 트랜스퍼를 연결하여 4륜구동으로 전환하는 방식이다. 이 방식은 타이트 코너 브레이킹 현상 발생, 핸들링 및 연비 악화 등의 문제점을 해결하고 포장 도로에서도 사용할 수 있도록 한다. 또한, 자동차 제조사 입장에서는 기존 2륜구동 차량에 추가적인 구조를 통해 4륜구동을 가능하게 하는 방식으로, 현재까지도 사용되고 있다. 구조가 간단하고 2륜구동 시 연비가 우수하여, 특히 경제성이 중요한 상용차에서 많이 채택된다.
파트타임 4WD 차량에는 센터 디퍼렌셜이 없어, 4륜구동 시 전륜과 후륜의 회전 차이가 흡수되지 않고 타이어와 노면 사이에서 강제적인 슬립을 통해 회전 차이를 해소한다. 즉, 4륜구동 주행은 미끄러운 노면을 전제로 한다.
만약 파트타임 4륜구동으로 건조한 포장 도로 등을 주행하면 타이어와 노면의 마찰력이 커져 타이어 슬립이 발생하지 않고, 타이트 코너 브레이킹 현상이나 토크 순환이 발생한다. 심할 경우 구동계가 파손될 수도 있으므로 주의해야 한다.[82] 전후 타이어 지름이 다른 경우에도 토크 순환이 발생한다. 카탈로그 상의 타이어 크기가 같더라도, 모델명이 다르거나(트레드 패턴이나 약간의 지름 차이) 타이어 마모도가 눈에 띄게 달라도 발생할 수 있다. 또한, 핸들 조향각에 관계없이 매우 높은 직진성을 가지게 된다. 차량의 조종성과 안정성이 크게 저해되므로 주의가 필요하다. 2륜구동과 4륜구동의 전환은 스티어링을 중립으로 하고 저속 또는 정지 상태에서 하는 것이 좋다. 이러한 차종에는 차내에 경고판이 부착되어 있으며, 주의사항으로 이러한 내용이 기재되어 있다.
악로 주행을 전제로 한다면, 비교적 구조가 간단하고 신뢰성이 높으며, 퍼머넌트식이나 센터 디퍼렌셜식의 디퍼렌셜 잠금 상태의 이점을 얻을 수 있다. 따라서 사막, 진흙탕, 암벽 등 험난한 크로스컨트리 주행이나 스터크로부터의 복구에 효과적이다. 그러나 본격적인 오프로드 주행을 전제로 하지 않으면 장점이 적기 때문에, 과거에는 승용차에 채택된 사례가 있었지만, 현재는 거의 사용되지 않는다.
또한, 프리 허브 등을 사용하여 종동륜을 기계적으로 연결/해제하는 것도 일반적이며, 매뉴얼 허브, AUTO 프리 허브를 가진 차량이 많다. 랜드로버 시리즈 I처럼, 원웨이 클러치 등을 이용하여 전진 시에만 4륜구동이 되는 방식도 있다.
파트타임 4WD는 지프나 스즈키 지미니(Suzuki Jimny)와 같은 전통적인 크로스컨트리에서는 FR을 기반으로 하지만, 적어도 일본 차에서는 현재 존재하는 대부분은 FF가 기반이다.[82][83] 반대로, 원래 FR차의 대부분은 프런트 액슬을 설치할 공간이 부족하기 때문에(엔진 공간) 4WD화가 어렵다. MR 레이아웃의 기계식 파트타임 4WD 차는 일본의 경트럭 및 캡오버 스타일 미니밴[84] 중, RR인 썬버와 도밍고를 제외한 거의 모든 차종이 채택 모델을 시판하고 있다. 소위 "센터 미드십"은 혼다 액티(ホンダ・アクティ)의 구형 모델뿐이다. RR 레이아웃의 것은 스바루 썬버(スバル・サンバー)와 그 확대형인 스바루 도밍고(スバル・ドミンゴ)[85] 외에는 예가 없다.
; FJ 크루저의 파트타임 4WD 주행 모드, 구동 모드표와 그 특징
레버 위치 | 구동 모드의 명칭 | 타이어 회전수의 토크 배분 | 노면 상황, 의미, 주행 시 특징 |
---|---|---|---|
H2 | 프런트 엔진의 후륜구동(FR) | 전륜 0%:후륜 100% | 일반 도로, 고속도로 등 포장도로, 건조하고 그립력이 강한 노면에서 통상적인 주행에 적합하며, 연료 소비를 줄여 경제적인 주행을 실현한다. |
H4 | 하이 레인지 4WD, 직결 4WD | 전륜 50%:후륜 50% | 요철이 심한 길, 급경사, 진흙탕, 모래땅, 눈길 등 오프로드 전반을 주행하는 모드로, 큰 구동력과 엔진 토크를 통해 안정적인 주행을 실현한다. 전후륜 중 하나가 공전할 때 등 구동력을 모든 타이어에 전달하여 오프로드 주파성을 향상시킨다. 센터 디퍼렌셜 잠금과 같은 직결 하이 레인지 4WD로, 타이어 회전수의 토크 배분은 전/후륜 50%로 고정되며, 전후륜의 회전 차동이 정지되어 강력한 4WD 주행이 가능하다. |
L4 | 로우 레인지 4WD, 로우 기어 직결 4WD | 전륜 50%:후륜 50% | H4 모드와 동일한 오프로드 환경에 더하여, 진창 탈출 시 등 저속에서 특히 큰 구동력이 필요할 때 사용한다. 센터 디퍼렌셜 잠금과 같은 직결 로우 레인지 4WD로, 트랜스퍼의 변속비를 로우 레인지로 설정하여 엔진 브레이크 효과와 큰 구동력을 확보한다. |
파트타임 4WD는 센터 디퍼렌셜을 가지지 않으므로, 4WD 사용 시에는 어떤 4WD 모드에 관계없이 타이어 회전수의 토크 배분은 전륜 50%, 후륜 50%로 고정되어 센터 디퍼렌셜 잠금 상태와 동일하게 된다.
3. 3. 2. 전자식 4WD
전자 제어 장치(ECU, 센서 등)와 유압 클러치 등을 통해 구동력을 배분하는 방식이다. 노면 상태와 주행 상황에 따라 최적의 구동력을 배분하여 주행 안정성을 높인다. 최근에는 토크 벡터링 기술을 적용하여 코너링 성능을 향상시킨 모델도 출시되고 있다.3. 3. 3. 온디맨드 4WD (스탠바이 4WD)
온디맨드 4WD는 평상시에는 2WD로 주행하다가, 미끄러짐이 감지되면 자동으로 4WD로 전환되는 방식이다. 주로 소형차나 연비 중심의 차량에 적용된다. 선택식이라고도 불리는 파트타임 4WD는 일반적으로 2륜구동을 기본으로 하며, 필요시에만 동력을 끌어내는 트랜스퍼를 연결하여 4륜구동으로 전환한다. 이는 타이트 코너 브레이킹 현상의 발생이나 핸들링 및 연비 악화 등 많은 문제점을 회피하고 포장 도로에서도 사용할 수 있는 차량으로 만드는 데 필수적이었다. 또한 자동차 제조상, 원래 2륜구동 차량에 추가 구조로 4륜구동을 가능하게 하는 방식으로, 지금도 존속하고 있다. 간단한 구조와 2륜구동 시 연비의 우수성으로, 특히 경제성이 중요한 상용차에서는 채용되기 쉽다.
파트타임 차량에는 센터 디퍼렌셜이 없으며, 4륜구동에서는 전후륜의 회전 차이는 전혀 흡수되지 않고, 타이어와 노면 사이에서 강제적인 슬립을 발생시켜 회전 차이를 흡수한다. 즉, 4륜구동 주행은 미끄러운 노면을 전제로 한다.
만약, 파트타임 4륜구동으로 건조한 포장 도로 등을 주행하면 타이어와 노면의 마찰력이 커서 타이어 슬립이 발생하지 않고, 타이트 코너 브레이킹 현상이나 토크 순환이 발생한다. 구동계를 파손 또는 소손할 가능성도 높으므로 주의가 필요하다. 전후륜 타이어 지름이 다른 경우에도 토크 순환이 발생한다. 카탈로그 상의 타이어 크기가 같고, 모델명이 다른 정도(트레드 패턴이나 약간의 지름 차이)라도, 타이어 마모도가 눈에 보일 정도로 달라도 발생한다. 또한, 핸들 조향각에 관계없이 매우 높은 직진성을 가지게 된다. 차량의 조종성과 안정성이 크게 저해되므로 큰 주의가 필요하다. 2륜구동과 4륜구동의 전환은 스티어링을 중립으로 하고 저속 또는 정지 상태에서 하는 것이 권장된다. 이러한 차종에는 차내에 경고문이 부착되어 있으며, 이러한 내용이 주의사항으로 기재되어 있다.
험로에서의 사용을 전제로 한다면, 비교적 기구가 간단하고 신뢰성이 높으며, 퍼머넌트식이나 센터 디퍼렌셜식의 디퍼렌셜 잠금 상태의 이점을 얻을 수 있으므로, 사막, 진흙탕, 암벽 등 험난한 오프로드 주행(크로스컨트리)이나 스터크로부터의 복구에 사용하는 것이 효과적이다. 그러한 본격적인 오프로드 주행을 전제로 하지 않으면 장점이 적으므로, 승용차에서 과거에 채용 사례가 있었지만, 현재는 거의 폐기되었다.
또한, 프리 허브 등을 사용하여 종동륜을 기계적으로 단속하는 것도 일반적이며, 매뉴얼 허브, AUTO 프리 허브를 가진 차량이 많다. 랜드로버 시리즈 I처럼, 원웨이 클러치 등에 의해, 전진 시에만 4륜구동이 되는 방식도 있다.
파트타임 4WD는 지프나 스즈키 지미니(Suzuki Jimny)와 같은 전통적인 크로스컨트리카에서는 FR을 기반으로 하고 있지만, 적어도 일본 차에서는 현재 존재하는 대부분은 FF가 기반이다.[82][83] 반대로, 원래 FR차의 대부분은 프런트 액슬을 두는 공간이 없기 때문에(그곳은 엔진의 공간이다), 4WD화는 어렵다. MR 레이아웃의 기계식 파트타임 4WD 차는 일본의 경트럭 및 캡오버 스타일 미니밴[84] 중, RR의 썬버와 도밍고를 제외한 거의 전 차종이 채용 모델을 시판하고 있다. 소위 「센터 미드십」은 혼다 액티(ホンダ・アクティ)의 구형 모델뿐이다. RR 레이아웃의 것은 스바루 썬버(スバル・サンバー)와 그 확대형인 스바루 도밍고(スバル・ドミンゴ)[85] 외에는 예가 없다.
; FJ 크루저의 파트타임 4WD 주행 모드, 구동 모드표와 그 특징
레버 위치 | 구동 모드의 명칭 | 타이어 회전수의 토크 배분 | 노면 상황, 의미, 주행 시 특징 |
---|---|---|---|
H2 | 프런트 엔진의 후륜구동(FR) | 전륜 0%:후륜 100% | 일반 도로, 고속도로의 온로드, 건조한 온로드의 그립력이 강하고, 통상 주행에서 연료 소비의 저비용에 적합한 주행, 경제 주행을 실현한다. 포장 도로는 FR의 2WD(후륜구동)의 「H2」로 달린다. |
H4 | 하이 레인지 4WD, 직결 4WD | 전륜 50%:후륜 50% | 대규모의 요철, 급경사, 오프로드의 급경사, 힐 클라이밍, 길 없는 길, 진창, 경사지, 모래땅, 통나무 길, 임도(임간), 록 섹션, 눈길, 계단, 모굴루, 다트 루와 같은 오프로드 전반을 주행하는 모드로, 큰 구동력으로 큰 엔진 토크를 가지고 이러한 요철의 오프로드에서 안정된 주행을 실현하고, 오프로드 그립 및 오프로드 주파성을 향상시키고, 전후륜 중 어느 하나가 공전했을 때 등 구동력을 모든 타이어에 전달하고, 모든 타이어가 요철의 노면을 확실히 잡는다. 센터 디퍼렌셜 잠금과 같은 취급의 직결 하이 레인지 4WD로, 타이어 회전수의 토크 배분은 전륜 50%:후륜 50% 고정의 토크 배분으로, 타이어의 회전수가 같아지고, 전후륜의 회전 차동이 정지되고, 구동력을 모든 타이어에 전달하여 강력한 4WD 주행이 된다. |
L4 | 로우 레인지 4WD, 로우 기어 직결 4WD | 전륜 50%:후륜 50% | 대규모의 요철, 급경사, 오프로드의 급한 내리막, 힐 클라이밍, 길 없는 길, 진창, 경사지, 모래땅, 통나무 길, 임도(임간), 록 섹션, 눈길, 계단, 모굴루, 다트 루와 같은 오프로드 전반을 주행하는 모드에 더하여, 진창으로부터의 탈출 시, 전후륜 중 어느 하나가 공전했을 때 등 저속에서의 주파성에 뛰어나, 특히 큰 구동력이 필요할 때 사용한다. 센터 디퍼렌셜 잠금과 같은 취급의 직결 로우 레인지 4WD. 트랜스퍼의 변속비를 로우 레인지로 함으로써 엔진 브레이크의 효과와 큰 구동력을 확보한다. |
파트타임 4WD는 센터 디퍼렌셜을 가지지 않으므로, 4WD 사용 시에는 어떤 4WD 모드에 관계없이 타이어 회전수의 토크 배분은 전륜 50%:후륜 50% 한정 고정으로, 센터 디퍼렌셜 잠금만과 같은 취급의 상태가 된다.
파트타임 4WD의 각 구동 모드에서의 속도 범위・최고 속도에 대해서는, 「H4」의 경우, 속도 범위는 ?km/h 이하, 「L4」의 경우 속도 범위는 ?km/h 이하이다. 주행 중 상태에서, 2WD(H2)⇔하이 레인지 4WD(H4)의 전환은 시속 ?km/h 이내의 속도 범위에서 행한다.
파트타임 4WD의 트랜스퍼 시프트 레버의 명칭은 차종, 제조사에 따라 「H2」를 「2H」, 「H4」를 「4H」, 「L4」를 「4L」로 표기하는 것도 있다.
; 파제로(Pajero)의 슈퍼 셀렉트 4WD-II 주행 모드 및 구동 모드 표와 특징
레버 위치 | 구동 모드 명칭 | 타이어 회전수의 토크 배분 | 노면 상황, 의미, 주행 시 특징 |
---|---|---|---|
2H | 후륜구동(FR) | 전륜 0%:후륜 100% | 일반 도로, 고속도로의 온로드, 건조한 온로드의 그립력이 강하고, 일반 주행에서 연료 소비 저감에 적합한 주행, 경제 주행을 실현한다. |
4H | 하이레인지 4WD 센터 디퍼렌셜 프리, FR 기반의 풀타임 4WD | 전륜 33%:후륜 67% | FR 기반의 풀타임 4WD. 온로드에서 상시 4WD 주행이 가능한 모드로, 트랜스퍼의 기본 위치이며, 모든 속도 영역에서 일반 도로, 고속도로의 온로드 외에도 소규모의 요철이 있는 비포장 도로, 미끄러운 온로드 등 모든 노면 상황, 폭넓은 노면에 공통되는 주행 성능 및 주행 모드로, 상시 주행이다. |
4HLc | 하이레인지 4WD 센터 디퍼렌셜 록, 직결 4WD | 전륜 50%:후륜 50% | 대규모 요철 도로, 급경사, 오프로드의 급경사, 험로 주행, 진흙탕, 경사지, 모래밭, 통나무 길, 임도(임간), 암반 구간, 눈길, 계단, 모굴(Mogul) 도로, 자갈길 등 오프로드 전반을 주행하는 모드로, 큰 구동력으로 큰 엔진 토크를 가지며, 이러한 요철 도로의 오프로드에서 안정적인 주행을 실현하고, 오프로드 그립 및 오프로드 주행 성능을 향상시키며, 전륜 또는 후륜 중 하나가 공전할 때 등 구동력을 모든 타이어에 전달하여 모든 타이어가 요철 도로의 노면을 확실히 잡는다. 센터 디퍼렌셜을 잠근 직결 하이레인지 4WD로, 타이어 회전수의 토크 배분은 전륜 50%:후륜 50% 고정 토크 배분이며, 타이어 회전수가 같아지고, 전후륜의 회전 차동이 정지되어 구동력을 모든 타이어에 전달하여 강력한 4WD 주행이 된다. |
4LLc | 로우레인지 4WD 센터 디퍼렌셜 록, 로우기어 직결 4WD | 전륜 50%:후륜 50% | 대규모 요철 도로, 급경사, 오프로드의 급경사 내리막, 험로 주행, 진흙탕, 경사지, 모래밭, 통나무 길, 임도(임간), 암반 구간, 눈길, 계단, 모굴(Mogul) 도로, 자갈길 등 오프로드 전반을 주행하는 모드 외에, 진흙탕 탈출 시, 전륜 또는 후륜 중 하나가 공전할 때 등 저속 주행 성능이 뛰어나며, 특히 큰 구동력이 필요할 때 사용한다. 센터 디퍼렌셜을 잠근 직결 로우레인지 4WD. 트랜스퍼의 변속비를 로우레인지로 함으로써 엔진 브레이크 효과와 큰 구동력을 확보한다. |
슈퍼 셀렉트 4WD-II의 각 구동 모드에서의 속도 범위 및 최고 속도는, 「4LLc」의 경우 시속 70km/h 이하이다.
슈퍼 셀렉트 4WD-II는 파트타임 4WD와 풀타임 4WD를 조합한 것으로, 파제로(Pajero), 파제로 스포츠(Pajero Sport), 트라이튼(Triton)에 사용되고 있다.
주행 중에도 시속 100km/h 이내라면 2WD(2H)⇔풀타임 4WD(4H)⇔4HLc의 변경이 가능하다. 일부가 파트타임 4WD이기 때문에, 평상시에는 경쾌한 2WD를 선택할 수 있는 것이 특징이며, FR의 2WD만의 주행 조건을 포함하는 풀타임 4WD가 되어 기동성이 향상된다. 슈퍼 셀렉트 4WD-II는 다양한 도로 및 노면 상황에 따라 4가지 주행 모드 중에서 최적의 구동 방식 및 주행 모드를 선택하여 전환하는 기능으로, 최적의 트랙션 성능을 발휘하며, 다채로운 주행 모드를 갖추고 모든 주행 모드에 대응한다.
「4HLc」와 「4LLc」는 센터 디퍼렌셜 록이 되어 직결 4WD가 되지만, 「4LLc」로 전환할 때는 정지 상태에서 실시한다.
4. 장단점
4륜구동은 일반적인 2륜구동 방식에 비해 다음과 같은 장단점을 가진다.
'''장점'''
- 험로나 눈길에서 4개의 바퀴 모두에 힘을 전달하여 안정적인 출발이 가능하다. 고속 주행 및 코너링 상황에서도 안정성을 유지한다.
- 초기 4륜구동 시스템은 운전자가 직접 조작해야 하는 번거로움이 있었으나, 기술 발전으로 자동화된 온디맨드 방식이 등장하여 편의성이 향상되었다.
- 최근에는 전자 제어 기술을 통해 노면 상태와 주행 상황에 따라 구동력을 능동적으로 배분하는 시스템이 주류를 이루고 있다.
'''단점'''
- 4륜구동은 제동 시 특별한 이점을 주지 못하며, 코너링 시에도 4륜구동만 믿고 험한 조건에서 과속하면 위험할 수 있다.
- 4륜구동 장치로 인해 자동차 무게가 무거워져 연비가 낮아지는 단점이 있다. 하지만 최근에는 2WD와 연비 차이가 크지 않은 전자식 4륜구동도 인기를 얻고 있다.
- 과거 스탠바이 방식 4WD는 노면이 나쁜 곳에서 미끄러질 때까지 지연이 있고, 코너에서 불안정하여 "짝퉁 4WD"라는 비판을 받기도 했지만, 현재는 타이어와 미끄럼 방지 장치의 발전으로 약점이 완화되고 있다.
4. 1. 장점
- 험로나 눈길에서 4개의 바퀴 모두에 힘을 전달하여 안정적인 출발이 가능하며, 고속 주행 및 코너링 상황에서도 안정성을 유지한다.
- 1945년 윌리스는 최초의 양산형 4륜구동 차량 CJ-2A를 출시했다.[36]
- 1946년 도지는 민수용 4륜구동 파워 왜건 트럭 생산을 시작했다.[36]
- 젠슨은 1966년부터 1971년까지 젠슨 FF에 포뮬러 퍼거슨(FF) 상시 4륜 구동 시스템을 적용했다.[38]
- 파트타임 방식은 2륜 구동과 4륜 구동 전환이 어렵고, 차량 파손 및 화재 위험이 있어 자동화된 온디맨드 방식이 고안되었다.
- 온디맨드 방식은 주 구동륜과 종동륜의 회전 차이가 발생하면 자동으로 종동륜에 구동력을 전달한다.
- 스탠바이 방식 4WD는 노면이 나쁜 곳에서 미끄러질 때까지 지연이 있고, 코너에서 불안정하여 "짝퉁 4WD"라는 비판을 받기도 했다.
- 온디맨드 방식의 발전형은 전자 제어 펌프로 클러치 유압을 조절하여 전후 구동력 배분을 능동적으로 제어한다.
- 발전된 온디맨드 방식은 차량 주행 상황을 전자적으로 연산하여 미끄러짐을 예측하고 구동하므로 주행 성능 및 안정성이 향상된다.
4. 2. 단점
5. 용어
4륜 구동 시스템은 여러 시장에서 개발되었고, 다양한 차량 플랫폼에 사용되어 왔기 때문에, 그 구조와 기능을 설명하는 통일된 용어는 없다.[1] 여러 제조사에서 사용하는 용어는 종종 기술적인 차이점보다는 마케팅을 반영한다.[2][3] SAE 인터내셔널 표준 J1952는 "전륜 구동"이라는 용어만을 권장하며, 여기에는 생산 차량에서 발견되는 모든 유형의 AWD/4WD/4x4 시스템을 포괄하는 하위 분류가 포함된다.[4]
- 4×4 (포바이포): 일반적으로 특정 차량 종류를 지칭하는 데 사용된다. 첫 번째 숫자는 차축 끝의 총 개수를, 두 번째 숫자는 동력이 전달되는 차축 끝의 개수를 나타낸다. 예를 들어 4×2는 엔진 토크를 앞 두 개의 차축 끝(전륜 구동) 또는 뒤 두 개의 차축 끝(후륜 구동)에만 전달하는 네 바퀴 차량을 의미한다.[5]
- 4륜구동 (4WD): 두 개의 차축에 토크를 전달하는 네 바퀴를 모두 구동하는 차량을 말하며, 북미 시장에서는 주로 오프로드 주행 조건에 최적화된 시스템을 가리킨다.[7] 일반적으로 수동 또는 자동으로 2WD와 4WD 작동 모드를 전환하는 트랜스퍼 케이스가 장착된 차량에 사용된다.[8]
- 전륜구동 (AWD): 4륜 차량에서는 "4륜구동", 6×6 차량에서는 "6륜구동" 등과 같은 의미로 사용되어 왔으며,[9][10] 오늘날 북미에서는 중장비와 경량 승용차 모두에 사용된다.
- 중장비: 2×2, 4×4, 6×6 또는 8×8 구동계 시스템에서 "영구 다중 휠 구동"을 의미하며, 전륜 및 후륜 구동축 사이에 차동 장치가 포함된다.[11] 극한의 오프로드 주행에는 적합하지 않다.[11]
- 경량 승용차: (영구적 또는 필요에 따라) 네 바퀴 모두에 토크를 적용하거나, 오프로드 용도가 아닌 도로 주행의 접지력과 성능(특히 악천후 조건에서)을 향상시키는 시스템을 의미한다.[7]
- 일부 전륜구동 전기 자동차는 각 차축에 하나의 모터를 사용하여 전륜 및 후륜 차축 사이의 기계식 차동 장치를 없앤다. (예: 듀얼 모터 변형의 테슬라 모델 S (Tesla Model S))[12]
SAE International 표준 J1952에 따르면, AWD 시스템은 다음과 같이 세 가지 주요 범주로 나뉜다.[4]
- 파트타임 AWD: 운전자의 조작을 통해 보조 차축을 주행 차축에 연결하거나 분리하며, 중앙 디퍼렌셜(또는 유사한 장치)이 없다. 저속 기어가 포함될 수 있다.
- 풀타임 AWD: 중앙(차축 간) 디퍼렌셜을 통해 항상 앞뒤 차축을 모두 구동한다. 토크 분배는 중앙 디퍼렌셜의 유형에 따라 고정되거나 가변적일 수 있다. 어떤 표면에서든지 어떤 속도로든 사용할 수 있다. 저속 기어 포함 여부는 명시되어 있지 않다.
- 온디맨드 AWD: 능동 또는 수동 연결 장치 또는 "독립적으로 구동되는 구동 시스템"을 통해 보조 차축을 구동한다. 주 차축은 내연 기관, 보조 차축은 전기 모터로 구동되는 하이브리드 AWD 차량처럼, 보조 구동 시스템이 주행차량 추진력을 제공할 수도 있다. 보조 차축에 토크가 필요할 때까지 주로 하나의 구동 차축으로만 작동한다.
J1952 표준은 위의 주요 분류 외에도 다음과 같은 보조 분류를 명시한다.
- 파트타임 비동기식
- 파트타임 동기식
- 풀타임 고정 토크
- 풀타임 가변 토크 수동식
- 풀타임 가변 토크 능동식
- 온디맨드 동기 가변 토크 수동식
- 온디맨드 동기 가변 토크 능동식
- 온디맨드 독립 구동 가변 토크 능동식
1945년 윌리스는 최초의 양산형 4륜 구동 차량인 CJ-2A를 출시했다.[36] 1946년 도지는 민수용 4륜 구동 파워 왜건 트럭 생산을 시작했다.
공학적 용어로 "4륜구동"은 적어도 두 개의 차축에 걸쳐 네 바퀴 끝에 동력이 전달되는 차량을 지칭한다. "4×4"라는 용어는 1940년대 초부터 북미 군용 4륜구동 차량을 설명하는 데 사용되었으며,[58] 첫 번째 숫자는 차량의 바퀴 끝 수를, 두 번째 숫자는 구동륜의 수를 나타낸다.
6. 특이한 시스템
스파이커는 1903년 최초의 4륜 구동 경주용 자동차인 스파이커 60 HP를 제작하여 경주에 참가했다.[54][17] 부가티는 1932년 부가티 타입 53 세 대를 포함하여 총 세 대의 4륜 구동 경주용 자동차를 제작했지만, 이 자동차들은 다루기 어렵기로 악명이 높았다. 밀러는 1938년 밀러 걸프 스페셜로 인디애나폴리스 500에 출전 자격을 얻은 최초의 4륜 구동 자동차를 제작했다.
퍼거슨 리서치는 1961년 스털링 모스가 비월드 챔피언십 레이스에서 우승한 전륜 구동 P99 포뮬러 원 자동차를 제작했다. 1968년, 로터스 팀은 인디 500에, 3년 후에는 터빈 엔진과 4륜 구동을 모두 갖춘 로터스 56으로 포뮬러 1에 참가했으며, 1969년에는 표준 3리터 V8 포드 코스워스 엔진을 장착한 4륜 구동 로터스 63도 출전시켰다. 마트라도 비슷한 MS84를 경주에 참가시켰고, 맥라렌은 1969년 영국 그랑프리에 맥라렌 M9A를 출전시켰다. 엔진 제조업체인 코스워스도 자체 버전을 제작하여 테스트했지만, 실제 레이스에는 참가하지 않았다. 이러한 모든 F1 자동차들은 후륜 구동 자동차보다 열등한 것으로 간주되었는데, 공기역학적 다운포스의 등장으로 더 가볍고 기계적으로 효율적인 방식으로 충분한 접지력을 얻을 수 있었기 때문이며, 로터스가 반복적으로 시도했음에도 불구하고 이 아이디어는 중단되었다.
닛산과 아우디는 1989년 닛산 스카이라인 GT-R의 등장으로 도로 경주에서 4륜 구동으로 성공을 거두었다. 이 자동차는 생산 초기 몇 년 동안 일본 서킷을 지배했을 정도로 성공적이었으며, 호주에서 더 크고 인상적인 승리를 거두었지만, 결국 무게 페널티로 사실상 금지되었다. 1990년 마카오 그랑프리에서 스타트부터 피니시까지 선두를 달리며 거둔 승리는 가장 논란이 되었다. 1988년 아우디가 트랜스-암 시리즈에서 보여준 지배력 또한 논란이 되었는데, 이는 중간 시즌 무게 페널티와 모든 4륜 구동 자동차를 금지하는 규정 개정으로 이어졌다. 슈퍼 투어링에서의 아우디의 지배력은 결국 1998년 FIA의 4륜 구동 시스템 금지로 이어졌다.
새로운 2011년 르망 24시 규정은 4륜 구동을 도로 경주에 부활시킬 수 있지만, 이러한 시스템은 새로운 하이브리드 동력식 르망 프로토타입에서만 허용된다.[55] 한 예로, 전륜에는 전기 모터를, 후륜에는 가솔린 엔진을 사용하는 아우디 R18 e-tron 콰트로(2012년 레이스 우승, 르망에서 우승한 최초의 하이브리드/4륜 구동 자동차)가 있다.[56]
프랑스 자동차 제조업체인 시트로엥은 1958년 북아프리카의 석유 탐사를 위한 단순하고 저렴한 전천후 차량에 대한 필요성을 인식하여 2CV 사하라를 개발했다. 다른 4륜구동 차량들이 전륜 및 후륜 차축을 구동하기 위해 기존의 트랜스퍼 케이스를 사용하는 것과 달리, 사하라는 각각 독립적으로 별도의 차축을 구동하는 두 개의 엔진을 가지고 있으며, 후면 엔진은 후진 방향으로 배치되어 있다. 두 개의 스로틀, 클러치 및 기어 변속 메커니즘을 연결할 수 있으므로 두 개의 12hp 425cc 엔진을 함께 작동시키거나 분리하여 어느 한 엔진으로만 차량을 운전할 수 있었다. 듀얼 연료 탱크와 듀얼 배터리(어느 하나 또는 두 엔진 모두 작동하도록 설정 가능)와 결합된 두 개의 별도 구동계의 이중성은 주요 기계적 고장 후에도 문명 세계로 돌아올 수 있음을 의미했다. 이러한 차량은 약 700대만 생산되었으며, 현재 27대만 존재하는 것으로 알려져 있다.[59]
BMC는 1960년대 중반에 이중 엔진 미니 모크("트위니 모크"라고 불림)를 실험했지만, 생산에는 이르지 못했다. 이는 가로 엔진과 엔진 오일팬에 있는 기어박스를 가진 미니의 '파워 팩' 배치를 이용한 것이었다. 후면에 두 번째 엔진/기어박스 유닛을 장착하는 것만으로도 간단한 4륜구동 시스템을 만들 수 있었다. 초기 프로토타입은 각 엔진에 대해 별도의 기어 레버와 클러치 시스템을 가지고 있었다. 나중에 영국 육군의 평가를 위해 보낸 버전은 더 사용자 친화적인 연결 시스템을 가지고 있었다.
1965년, A. J. M. 채드윅은 전천후 차량에 반구형 휠을 사용하는 4륜구동 시스템 GB 1113068을 특허받았다. 20년 후, B. T. E. 워니는 차동 기어 어셈블리를 사용하지 않는 채드윅의 설계를 개선한 GB 2172558을 특허받았다. 각 휠을 조정적으로 기울이고 회전시킬 수 있는 기능을 갖춘 거의 구형에 가까운 휠을 사용함으로써 구동 휠은 일정한 견인력을 유지한다. 또한 모든 구동 휠이 조향되며, 휠 쌍이 필요하지 않으므로 시스템의 무결성에 영향을 미치지 않고 홀수 개의 휠을 가진 차량이 가능해진다. 전후 유효 휠 직경 비율을 동적으로 변경함으로써 점진적인 감속이 가능해진다.
폭스바겐 모터스포츠는 1985년, 1986년, 1987년 파이크스 피크 인터내셔널 힐 클라임을 위해 오스트리아 회사인 카이만 레이싱의 도움을 받아 이중 엔진 골프 Mk2를 사용했다.[60]
스즈키 자동차는 1996년 스즈키 에스쿠도 파이크스 피크 에디션을 출시했다. 초기 스즈키 버전은 이중 엔진이었지만, 1996년부터는 시퀀셜 6단 수동 변속기에 연결된 트윈 터보차저 2.0L V6 엔진을 사용했다.
닛산 자동차는 일반적으로 전륜구동인 차량을 위해 설계된 E-4WD라는 시스템을 개발했다. 그러나 후륜은 전기 모터에 의해 구동된다. 이 시스템은 닛산 큐브와 티다의 일부 변형 모델에 도입되었다. (이는 포드 이스케이프 하이브리드 AWD에 사용된 시스템과 유사하다.[61])
크라이슬러의 지프 부문은 2005년 디트로이트에서 열린 북미 국제 오토쇼에서 이중 엔진 670hp 지프 허리케인 콘셉트를 선보였다. 이 차량은 좌우 휠을 쌍으로 구동하여 제자리에서 360° 회전할 수 있는 독특한 "크랩 크롤" 기능을 가지고 있다. 전후 쌍을 구동하는 것이 아니라 좌우 휠을 쌍으로 구동하여 이 기능을 구현한다. 중앙 기어박스를 통해 한쪽은 다른 쪽과 반대 방향으로 구동할 수 있다. 또한 듀얼 헤미 V8 엔진을 탑재하고 있다.
하이브리드 자동차 중 일부, 예를 들어 렉서스 RX400h는 전륜에는 하나, 후륜에는 하나의 전기 모터 쌍을 통해 4륜구동 시스템에 동력을 공급한다. 렉서스 RX400h(및 그에 상응하는 토요타 브랜드인 하리어 하이브리드)의 AWD 모델 버전의 경우, 전륜은 전기 모터를 통해서뿐만 아니라 차량의 가솔린 엔진에서도 직접 구동력을 받을 수 있는 반면, 후륜은 두 번째 전기 모터에서만 동력을 얻는다. 동력 전달은 견인 조건과 필요에 따라 내부 전자 장치에 의해 자동으로 관리되므로 이것은 4륜구동 시스템이다.
페라리 FF 및 푸로상게에 사용된 4RM 시스템은 엔진에 직접 연결된 보조 전륜 트랜스액슬이 있는 후륜 트랜스액슬을 가지고 있다는 점에서 독특하다. 이 차량은 주로 후륜구동 차량으로 작동한다. 후륜이 미끄러질 때 전륜 트랜스액슬의 클러치가 작동한다. 전륜으로의 구동은 필요한 로드 휠 속도를 제공하기 위해 '미끄러질' 수 있는 두 개의 무한 가변 클러치 팩을 통해 전달된다. 전륜 트랜스액슬에는 3개의 기어(2개의 전진 기어와 후진 기어)가 있다. 전륜 변속기의 두 개의 전진 기어는 후륜 변속기의 하위 4개의 전진 기어와 일치한다. 고단 기어에서는 사용되지 않는다. 이 기어박스와 각 전륜 사이의 연결은 차동 기어 없이 독립적인 할덱스 유형 클러치를 통해 이루어진다. 비율 차이로 인해 클러치는 지속적으로 미끄러지며 엔진 토크의 최대 20%만 전달한다.[62]
7. 경주
초기 4륜구동은 여러 면에서 이륜구동에 비해 부족한 점이 많아 일부를 제외하고는 기피되는 경향이 있었다. 그러나 1980년대부터 연구 개발이 진척되면서 여러 카테고리에서 강력한 무기로 인식되기 시작했으며[89][90][91], 현대에는 동일 조건에서 이륜구동이 사륜구동에 대적하기 어려워졌다. F1, GT, LMP1을 거쳐온 코바야시 가무이는 강력한 트랙션으로 인한 세팅 및 드라이빙의 용이성과 자유도 향상을 이유로 "레이싱카는 사륜구동이 절대적으로 빠르다"라고 단언하고 있다.[92] 이 때문에 두 방식이 함께 경주하는 경우, 사륜구동에 핸디캡을 주거나 클래스를 나누는 것이 일반적이다.
하지만 실전에서는 여러 요인[93]이 양자의 파워 밸런스에 영향을 미치고 있으며, 현대에도 이륜구동이 유리한 경우가 드물게 존재한다.
7. 1. 개요
4륜구동(AWD)은 역사적으로 네 바퀴 차량에서는 "사륜구동", 6×6 차량에서는 "6륜구동" 등과 같은 의미로 사용되었으며, 적어도 1920년대부터 이러한 방식으로 사용되었다.[9][10] 오늘날 북미에서는 중장비와 경량 승용차 모두에 이 용어가 사용된다. 중장비의 경우, 이 용어는 2×2, 4×4, 6×6 또는 8×8 구동계 시스템에서 "영구 다중 휠 구동"을 의미하는 데 점점 더 많이 사용되며, 전륜 및 후륜 구동축 사이에 차동 장치가 포함된다.[11] 이는 종종 일종의 미끄럼 방지 기술과 결합되어 차동 장치가 서로 다른 속도로 회전할 수 있지만, 여전히 접지력이 좋지 않은 바퀴에서 접지력이 좋은 바퀴로 토크를 전달할 수 있다. 일반적인 AWD 시스템은 모든 노면에서 잘 작동하지만, 극한의 오프로드 주행에는 적합하지 않다.[11] 경량 승용차의 AWD 시스템을 설명하는 데 사용될 때, 이는 (영구적 또는 필요에 따라) 네 바퀴 모두에 토크를 적용하거나, 오프로드 용도가 아닌 도로 주행의 접지력과 성능(특히 악천후 조건에서)을 향상시키는 것을 목표로 하는 시스템을 의미한다.[7]일부 전륜구동 전기 자동차는 각 차축에 하나의 모터를 사용하여 전륜 및 후륜 차축 사이의 기계식 차동 장치를 없앤다. 이것의 예로는 두 개의 모터로 토크 분배를 전자적으로 제어하는 듀얼 모터 변형의 테슬라 모델 S (Tesla Model S)가 있다.[12]
중형 및 대형 트럭은 최근 4륜구동(4×4) 구동계를 채택하고 있다. 포드가 포드 슈퍼 듀티 트럭 판매를 시작한 후 중형 4륜구동 트럭이 일반화되었다. 이러한 트럭들은 경형 및 중형 트럭과 부품을 공유하여 생산 비용을 절감했다. 데이나 60 앞 차축은 중형 및 경형 슈퍼 듀티 트럭 모두에 사용된다. 또한, 빅3는 회사 간에 부품을 공유하여 비용을 절감했다. 데이나 S110은 현재 포드와 램의 중형 트럭 후륜 구동에 사용되고 있다. 데이나 110은 제너럴 모터스의 4륜구동 차량에도 사용되었다. 램 트럭은 2008년부터 중형 4륜구동 및 2륜구동 트럭을 판매하기 시작했다. 제너럴 모터스는 2005년부터 2009년까지 4륜구동 모델을 판매했다.
볼보는 1977년에 모델 646 4륜구동 백호로더를 출시했다.[57]
공학적 용어로 "4륜구동"은 적어도 두 개의 차축에 걸쳐 네 바퀴 끝에 동력이 전달되는 차량을 지칭한다. "4×4"(포 바이 포라고 발음)라는 용어는 1940년대 초부터 북미 군용 4륜구동 차량을 설명하는 데 사용되었으며,[58] 첫 번째 숫자는 차량의 바퀴 끝 수를, 두 번째 숫자는 구동륜의 수를 나타낸다.
후륜 차축에 듀얼 타이어가 있고 두 개의 구동 차축이 있는 트럭은 후륜의 짝을 이룬 바퀴가 견인력과 분류 목적으로 단일 바퀴처럼 작동하기 때문에 여섯 바퀴가 있음에도 불구하고 4×4로 지정된다. 세 개의 구동 차축을 가진 진정한 6×6 차량은 바퀴 수에 관계없이 6×6으로 분류된다.
4륜차는 전지형차에 적용되는 관련 용어이며, 4륜구동과 혼동해서는 안 된다. 이 경우 "4"는 반드시 모두 구동되는 것은 아니지만, 차량이 네 바퀴를 가지고 있음을 의미한다.
내연기관이 전성기였던 20세기에는 주류가 될 수 없었지만, 그 역사는 오래되어 페르디난트 포르셰가 시제작한 모터 구동 차량이 1900년 파리 만국 박람회에 출품되었다.
출력이 거의 그대로 타이어의 구동력이 되므로 에너지 손실이 적고, 4륜의 동력 배분을 자유롭게 결정할 수 있는 반면, 기존 디젤 엔진이나 가솔린 엔진의 경우, 소형화에 한계가 있으며, 또한 부품 수가 많아지고, 배기 처리가 번거롭고, 스로틀 동작의 동조에 고도의 제어가 필요하다는 점 때문에 실험적으로 제작된 차량 정도만 존재했다. 유압 모터 구동의 4륜 구동 4륜 장륜 건설 기계에서는 일반적으로 존재한다(유압원 동력원인 엔진은 일반적으로 단발).
하지만 전기 자동차의 경우는 배기가 없고, 전력은 배선을 연장하면 되므로 손실이 적고, 실내가 넓게 확보되는 점에서도 유리하다. 미쓰비시 자동차의 랜서 에볼루션 MIEV와, "8륜" 구동차이긴 하지만 엘리카가 이 방식을 채택하고 있다. 시리즈형 하이브리드에서도 유사한 기구는 실현 가능하기 때문에, 전동화 시대에 중요한 기술이 될 가능성이 높다.
내연 기관을 사용한 경우에는 경주용 차량에 트윈 엔진의 예가 여러 개 있지만[88], 시판차에서는 시트로엥 2CV 4x4, 별명 "사하라"가 거의 유일하다고 할 수 있다. 원래 2CV의 엔진과 트랜스액슬은 프런트에 수납되어 있지만, 그것과 같은 것을 한 세트 더 리어 트렁크를 찌그러뜨려 밀어 넣은 것이다. 두 세트의 연계는 단순하고, 스로틀은 와이어, 트랜스미션은 시프트 링키지로 연결되어 있을 뿐, 그 이외에는 두 엔진은 독립되어 있으며, 메인 스위치가 두 개 장착되어 있어, 어느 한 엔진만으로도 운전이 가능한 등, 구동력 확보는 물론, 사막 등에서의 중복성 확보의 의미가 강한 설계라고 할 수 있다. 한편, 시트로엥 메하리 4x4는 트랜스퍼와 부변속기를 가진 일반적인 파트타임 4WD이다.
엔진으로 구동되는 축 외에 모터를 사용하여 다른 한쪽 차축을 구동하는 방식이다.
초기에는 생활용 4륜구동으로 비용 측면에서 채택된 닛산의 e-4WD처럼, 낮은 μ 도로에서 출발 시 보조를 중심으로 한 저출력(5 ps 정도)의 간이적인 것이 있었다. 반면 16세대 토요타 크라운의 "듀얼 부스트 하이브리드"는 고성능 지향적인 것으로, WEC의 LMP1 및 LM 하이퍼카 규정의 하이브리드 사륜구동도 이에 해당한다.
7. 2. 주요 내용
전륜구동(AWD)은 역사적으로 네 바퀴 차량에서는 "사륜구동", 6×6 차량에서는 "6륜구동" 등과 같은 의미로 사용되었으며, 적어도 1920년대부터 이러한 방식으로 사용되었다.[9][10] 오늘날 북미에서는 중장비와 경량 승용차 모두에 이 용어가 사용된다. 중장비의 경우, 2×2, 4×4, 6×6 또는 8×8 구동계 시스템에서 "영구 다중 휠 구동"을 의미하는 데 점점 더 많이 사용되며, 전륜 및 후륜 구동축 사이에 차동 장치가 포함된다.[11] 이는 종종 일종의 미끄럼 방지 기술(점점 더 유압 기반)과 결합되어 차동 장치가 서로 다른 속도로 회전할 수 있지만, 여전히 접지력이 좋지 않은 바퀴에서 접지력이 좋은 바퀴로 토크를 전달할 수 있다. 일반적인 AWD 시스템은 모든 노면에서 잘 작동하지만, 극한의 오프로드 주행에는 적합하지 않다.[11] 경량 승용차의 AWD 시스템은 (영구적 또는 필요에 따라) 네 바퀴 모두에 토크를 적용하거나, 오프로드 용도가 아닌 도로 주행의 접지력과 성능(특히 악천후 조건에서)을 향상시키는 것을 목표로 한다.[7]일부 전륜구동 전기 자동차는 각 차축에 하나의 모터를 사용하여 전륜 및 후륜 차축 사이의 기계식 차동 장치를 없앤다. 예시로는 두 개의 모터로 토크 분배를 전자적으로 제어하는 듀얼 모터 변형의 테슬라 모델 S (Tesla Model S)가 있다.[12]
최근 중형 및 대형 트럭은 4륜구동(4×4) 구동계를 채택하고 있다. 포드가 포드 슈퍼 듀티 트럭 판매를 시작한 후 중형 4륜구동 트럭이 일반화되었다. 이러한 트럭들은 경형 및 중형 트럭과 부품을 공유하여 생산 비용을 절감했다. 데이나 60 앞 차축은 중형 및 경형 슈퍼 듀티 트럭 모두에 사용된다. 또한, 빅3는 회사 간에 부품을 공유하여 비용을 절감했다. 데이나 S110은 현재 포드와 램의 중형 트럭 후륜 구동에 사용되고 있으며, 데이나 110은 제너럴 모터스의 4륜구동 차량에도 사용되었다. 램 트럭은 2008년부터 중형 4륜구동 및 2륜구동 트럭을 판매하기 시작했다. 제너럴 모터스는 2005년부터 2009년까지 4륜구동 모델을 판매했다.
볼보는 1977년에 모델 646 4륜구동 백호로더를 출시했다.[57]
공학적 용어로 "4륜구동"은 적어도 두 개의 차축에 걸쳐 네 바퀴 끝에 동력이 전달되는 차량을 지칭한다. "4×4"(포 바이 포라고 발음)라는 용어는 1940년대 초부터 북미 군용 4륜구동 차량을 설명하는 데 사용되었으며,[58] 첫 번째 숫자는 차량의 바퀴 끝 수를, 두 번째 숫자는 구동륜의 수를 나타낸다. 후륜 차축에 듀얼 타이어가 있고 두 개의 구동 차축이 있는 트럭은 후륜의 짝을 이룬 바퀴가 견인력과 분류 목적으로 단일 바퀴처럼 작동하기 때문에 여섯 바퀴가 있음에도 불구하고 4×4로 지정된다. 세 개의 구동 차축을 가진 진정한 6×6 차량은 바퀴 수에 관계없이 6×6으로 분류된다. 후륜 두 개, 전륜 한 개를 가진 이러한 차량의 예로는 전 세계 방위군에서 인기 있는 6륜 핀츠가우어와 제2차 세계 대전 당시 미국 육군에 의해 유명해진 10륜 GMC CCKW가 있다.
4륜차는 전지형차에 적용되는 관련 용어이며, 4륜구동과 혼동해서는 안 된다. "4"는 반드시 모두 구동되는 것은 아니지만, 차량이 네 바퀴를 가지고 있음을 의미한다.
내연기관이 전성기였던 20세기에는 주류가 될 수 없었지만, 그 역사는 오래되어 페르디난트 포르셰가 시제작한 모터 구동 차량이 1900년 파리 만국 박람회에 출품되었다. 기존 디젤 엔진이나 가솔린 엔진의 경우, 소형화에 한계가 있고 부품 수가 많아지며, 배기 처리가 번거롭고, 스로틀 동작의 동조에 고도의 제어가 필요하다는 점 때문에 실험적으로 제작된 차량 정도만 존재했다. 반면 유압 모터 구동의 4륜 구동 4륜 장륜 건설 기계에서는 일반적으로 존재한다(유압원 동력원인 엔진은 일반적으로 단발).
전기 자동차의 경우는 배기가 없고, 전력은 배선을 연장하면 되므로 손실이 적고, 실내가 넓게 확보되는 점에서도 유리하다. 미쓰비시 자동차의 랜서 에볼루션 MIEV와, "8륜" 구동차이긴 하지만 엘리카가 이 방식을 채택하고 있다. 시리즈형 하이브리드에서도 유사한 기구는 실현 가능하기 때문에, 전동화 시대에 중요한 기술이 될 가능성이 높다.
내연 기관을 사용한 경우에는 경주용 차량에 트윈 엔진의 예가 여러 개 있지만[88], 시판차에서는 시트로엥 2CV 4x4, 별명 "사하라"가 거의 유일하다고 할 수 있다. 원래 2CV의 엔진과 트랜스액슬은 프런트에 수납되어 있지만, 그것과 같은 것을 한 세트 더 리어 트렁크에 설치한 것이다. 두 세트의 연계는 단순하고, 스로틀은 와이어, 트랜스미션은 시프트 링키지로 연결되어 있을 뿐, 그 이외에는 두 엔진은 독립되어 있으며, 메인 스위치가 두 개 장착되어 있어, 어느 한 엔진만으로도 운전이 가능한 등, 구동력 확보는 물론, 사막 등에서의 중복성 확보의 의미가 강한 설계라고 할 수 있다. 한편, 시트로엥 메하리 4x4는 트랜스퍼와 부변속기를 가진 일반적인 파트타임 4WD이다.
엔진으로 구동되는 축 외에 모터를 사용하여 다른 한쪽 차축을 구동하는 방식도 있다. 초기에는 생활용 4륜구동으로 비용 측면에서 채택된 닛산의 e-4WD처럼, 낮은 μ 도로에서 출발 시 보조를 중심으로 한 저출력(5 ps 정도)의 간이적인 것이 있었다. 반면 16세대 토요타 크라운의 "듀얼 부스트 하이브리드"는 고성능 지향적인 것으로, WEC의 LMP1 및 LM 하이퍼카 규정의 하이브리드 사륜구동도 이에 해당한다. 자동 변속기와의 조합이 전제이지만, 엔진 구동축의 회전수 또는 그에 걸리는 토크에 따라 전동축의 출력을 제어하면 반드시 수동 변속기와의 조합이 불가능한 것은 아니다.
기술이 미숙했던 초기의 사륜구동은 여러 면에서 이륜구동에 비해 부족한 점이 많아 일부를 제외하고는 기피되는 경향이 있었다. 하지만 연구 개발이 진척된 1980년대부터 여러 카테고리에서 강력한 무기로 인식되기 시작했으며[89][90][91], 현대에는 동일 조건하에서 이륜구동이 사륜구동에 대적하기는 어려워졌다. F1, GT, LMP1을 거쳐온 코바야시 가무이는 강력한 트랙션으로 인한 세팅 및 드라이빙의 용이성·자유도 향상을 이유로 들어 "레이싱카는 사륜구동이 절대적으로 빠르다"라고 단언하고 있다.[92] 이 때문에 두 방식이 함께 경주하는 경우, 사륜구동이 핸디캡을 지거나 클래스를 나누는 것이 일반적이다. 하지만 실전에서는 여러 요인[93]이 양자의 파워 밸런스에 영향을 미치고 있으며, 현대에도 이륜구동이 유리한 경우가 드물지만 존재한다.
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