자동차공학)동력전달장치 4륜 구동장치(4WD)

4륜 구동장치(4WD, 4 Wheel Drive)는 4바퀴 모두  구동한다는 의미이고, 엔진의 구동력을 전, 후륜 차축으로 적절히 배분하는 장치라 하여 트랜스퍼 케이스(동력배분장치, transfer case) 혹은 간단히 트랜스퍼라고도 한다. 4WD는 4륜 구동이 가능하므로 4바퀴 중 어느 한 바퀴가 움직이지 못하게 되어도 나머지 3바퀴가 구동하므로 험한 길이나 모래땅에서 접지력을 충분히 확보할 수 있어 2WD 차량에 비하여 등판능력과 견인력은 물론 조향성과 안정성이 향상되는 장점을 가지고 있다. 이 형식은 주로 군용 차량에 적용되었으나 최근에는 RV 차량은 물론 승용차에까지 적용되고 있다.

1. 파트타임 4WD

2. 풀타임 4WD

 

1. 파트타임 4WD

4WD 차량에서 2륜 구동 혹은 4륜 구동을 자유롭게 변환하여 사용할 수 있는 방식이다. 2WD에서 4WD로의 변환은 트랜스퍼(transfer)에 의해서 이루어진다. 이것은 기어식과 체인식이 있다. 기어식은 콤펙트 하지만 기어 소음이 발생하고 체인식은 앞바퀴 구동 축의 간격 조정이 자유롭고 체인을 구성하는 롤러나 접속부의 틈새가 완충작용을 해주므로 정숙성과 내구성이 크다.

파트타임 4WD는 건조한 노면을 저속으로 선회할 때 타이트 코너 브레이킹(tight corner braking) 현상이 나타난다. 이것은 저속에서 갑자기 핸들을 꺾었을 때 엔진의 동력은 4바퀴 모두에 균일하게 전달되는 데 비하여  각 바퀴의 회전 반경은 달라 회전수 차이를 흡수할 수 없기 때문에 발생한다. 중속 이상이 되면 선회중심이 이동되어 앞뒤 바퀴의 회전수 차이가 작아져 이 문제는 해소된다.

종류에는 수동식, 기계식, 진공식, 전기식 트랜스퍼가 있다. 전기식 트랜스퍼에는 주행 중 운전자의 선택에 의해 2WD & 4WD 전환을 위한 장치로 CADS 혹은 FRRD가 장착되어 있다.

* FRRD : free running differentail의 약어, CADS : center axle disconnect system의 약어

 

2. 풀타임 4WD

풀타임 4WD란 엔진의 동력을 항상 모든 바퀴에 전달하여 구동하는 방식으로 상시 4륜식이라 한다. 이 방식에서는 타이트 코너 브레이킹 현상이 고속주행에서 현저하게 나타난다. 따라서 앞뒤 차동장치 중간에 또 하나의 차동장치를 설치하여 전, 후륜을 차동 한다. 이 장치를 센터 차동장치라 한다. 또한 한쪽 바퀴가 미끄러지기 쉬운 빙판길이나 진흙길에서 주행 불능이 될 경우에는 일시적으로 센터 차동장치 기능을 정지시키는 센터 디퍼런셜 록(디프 록, differential lock) 기구가 설치되어 있다. 풀타임 4WD는 에너지 손실이 크고 소음이 증가하며 제작비가 높다는 단점이 있다.

여기에는 토크분배 고정식(Center Diff. + Viscous)과 전자제어 식 트랜스퍼(ATT, Active Torque Transfer)가 있다.

구분	전기식 트랜스퍼	전자 제어식 트랜스퍼
구동형식	파트타임(선택 물림식)	풀타임(상시 4륜식)
모델	EST(electic shaft transfer)	ATT(active torque transfer)
구동모드	2H, 2H, 4L	Auto, Low
프론트액슬 연결	FRRD/CADS	상시연결
FRT구동	체인	체인