獨 프리미엄 상위 4사 '4륜 4색' 선택은?

기술력 총아 'X드라이브·4메틱·콰트로·4모션' 안정성과 성능 과시

[프라임경제] 자동차 구매고객들의 수준이 연일 일취월장하는 가운데 디자인과 성능을 위시해 고객들의 다양한 선택 폭을 넓히며 독일 프리미엄 상위브랜드들의 약진이 계속되고 있다. 특히 상위 4사는 레저문화 확산과 함께 길어지는 겨울 특수 등 전통과 기술력을 앞세운 4륜구동 모델들을 연이어 출시해 더욱 관심을 받고 있는 상황이다.

특히 수입차 판매 1위 브랜드 BMW의 X드라이브를 필두로 벤츠 4메틱, 아우디 콰트로, 폭스바겐 4모션까지 독일 상위 브랜드 첨단기술력의 총아인 4륜구동시스템은 국내 브랜드들의 자국 어드밴티지를 넘어선 다양한 매력을 발산하고 있다. 각 사의 기술력의 집합체인 4륜구동시스템을 집중 분석했다.

◆BMW X드라이브, 날카로운 핸들링 구현

BMW의 4륜구동시스템인 X드라이브는 1985년 BMW 3시리즈에 최초로 적용하면서 모든 모델로 범위가 확장됐다. 두 차축에 동력을 가변적으로 전달하는 X드라이브 방식을 통해 주행 중 노면상태와 기상조건이 좋지 못할 경우 마찰력을 최적화하고 보다 우수한 코너링으로 성능을 강화했다.

새로워진 BMW 4륜구동시스템 X드라이브를 장착한 BMW X6. ⓒ BMW코리아

이에 따라 상황을 감지해 차축에 전달하는 힘을 0.1초 만에 전륜과 후륜 0에서 100%, 100에서 0% 무한가변적으로 변환해 어떠한 상황에서도 안정적이고 다이내믹한 주행을 즐길 수 있다.

BMW는 주로 전륜구동의 부족한 견인력을 보완하기 위해 사륜구동을 사용하는 다른 자동차브랜드와 달리 후륜구동의 전형적 핸들링을 유지할 수 있도록 X드라이브 시스템을 개발했다.

이 시스템은 일반 도로에서 자동차 성능과 동력을 최적화하는데 유리한 후륜에 대부분 구동력을 전달하고, BMW의 정확한 핸들링과 정밀주행을 완성시켰다. 특히 안쪽으로 정확하게 회전할 수 있도록 설계된 최신 X드라이브는 오버 스티어링 때 전륜에 가까운 구동력을, 언더 스티어링 때 후륜에 가까운 구동력을 실현한다.

최신버전의 X드라이브는 최적화된 효율과 중량을 1.4kg 줄인 혁신을 이뤘다. 또한 ASC(Automatic Stability Control), DTC(Dynamic Traction Control), HDC(Hill Descent Control) 등의 차체자세제어장치 등과 함께 안정적인 주행을 가능케 했다.

◆벤츠 4메틱, 안정성과 다이내믹함 구현

1903년 초, 100년이라는 역사를 가진 메르세데스 벤츠의 4륜구동시스템은 1980년대 중반 전성기를 맞았다. 1987년에는 승용차용 4륜구동시스템인 4메틱이 등장, 124개 시리즈의 E클래스를 통해 공개되기도 했다.

1999년 공개된 4메틱에는 차등제어장치(differential locks) 대신에 전자식 트랙션 시스템 4ETS(Electronic Traction System)를 채택했으며, 상시 4륜구동 방식인 4메틱시스템을 통해 평상시 45대 55의 비율로 전륜과 후륜에 구동력을 전달한다. 이는 4륜구동의 안정성과 후륜구동의 다이내믹 성능을 동시에 제공해준다.

메르세데스 벤츠의 4륜구동시스템인 4메틱을 장착한 더 뉴 E 300아방가르드. ⓒ 벤츠코리아

특히 4ETS는 노면의 조건에 따라 전·후, 좌·우 바퀴의 구동력을 각기 조절해 직진성과 고속 선회 때 안정성이 뛰어나며 눈길, 빗길, 모랫길 등 어떠한 노면에서도 조향 안정성과 탁월한 주행능력을 자랑한다.

또 ABS와 ASR을 융합 진화시킨 전자식 주행 안정프로그램(ESP)는 각종 센서(휠 속도, 휠방향 가속도, 조향각, 브레이크압 등)의 정보를 종합 판단해 차량의 움직임에 변화가 일어나면 자동으로 차량을 안전방향으로 수정시킨다.

차량이 운전 중 미끄러질 경우 ESP가 즉각적으로 작동해 센서가 조기에 위험을 감지하게 된다. 바퀴 하나가 헛돌거나 지면과 접촉되지 않은 것을 감지해 엔진 토크를 줄이고 한 개 이상 바퀴에 제동을 걸어 차량을 안정시키는 것이다. EPS는 메르세데스 벤츠 모든 차량에 장착돼 있다.

◆아우디 콰트로, 전차종 4륜 기반 빠른 반응까지

아우디는 1980년 세계 최초로 승용차에 '콰트로(quattro)'라 불리는 아우디만의 기계식 풀타임 4륜구동 기술을 개발해 적용했으며, SUV Q시리즈와 S, RS 등 고성능 모델뿐만 아닌 A4, A6, A8 등의 일반 모델까지 전체 제품라인업에 사륜구동시스템 모델을 제공한다.

특히 모든 차종이 설계 단계부터 사륜구동 기반으로 제작돼 이륜구동(전·후륜)의 기본구조에서 강제로 힘을 분배하는 방식보다 구동력의 손실을 최소화할 수 있다.

또 아우디 콰트로 시스템은 타사 전자식 사륜구동 방식 대비 기계·전자식 제어장치가 계산해 명령할 시간을 줄여주는 만큼 빠른 반응속도를 장점으로 하고 있다.

아우디가 스키점프대를 오르며 4륜구동시스템 콰트로의 성능을 여실히 보여주고 있다. ⓒ 아우디코리아

바퀴의 스핀이 일어났을 경우에도 네 바퀴 모두에 최소한의 구동력을 유지하는 기계적 동력배분을 통해 정확하고 즉각적인 반응이 가능하다.

콰트로는 평상시에는 전, 후륜에 엔진파워를 40대 60으로 분배해 후륜 기반의 다이내믹함과 사륜의 안정적인 드라이빙을 즐기게 해준다. 또 운전상황에 따라 전, 후륜 토크 분배를 각각 최대 70%, 85%로 맞춰 역동적 주행을 완성시킨다.

콰트로 드라이브 라인의 중심요소는 내부 가속 차동장치(inter-axle differential)에 있다. 이 내부 가속 차동장치는 앞·뒤 로테이션의 속력 차이를 보정하고, 도로 상태에 맞게 자동적으로 동력을 나눈다. 또 엔진 토크는 엑셀에 의한 가속이나 다양한 도로의 상황이 차에 영향을 덜 미치도록 양쪽 가속장치에 분배된다.

전자식 4륜구동의 전자 트랙션 보조장치가 브레이크를 통해 바퀴의 스핀현상을 줄이거나 엔진 조정 제어장치를 사용해 속도를 늦추는 반면 콰트로는 앞과 뒤 구동축에 토크를 기계적으로 재분배해 앞·뒤 바퀴의 스핀이나 속도를 줄여준다.

◆폭스바겐 4모션, 최적 동력 배분 안정성 보장

폭스바겐의 대표적인 4륜구동시스템인 4모션은 기본 장착된 ESP와 결합돼 최적의 동력배분효과를 얻을 수 있다. 4모션의 가변식 동력 배분 방식은 슬립을 바탕으로 각각 배분되며, 전륜과 후륜에 구동력이 항상 독립적으로 전달돼 최적의 접지력은 물론 코너링 때 탁월한 주행안정성을 보장한다.

4모션시스템은 최초 동력이 자동변속기의 유성 기어(planetary gear) 및 평 기어(spur gear)를 거쳐 토센 디퍼렌셜로 전달된다.

폭스바겐 티구안에 장착된 4모션. ⓒ 폭스바겐코리아

일반적인 주행상황에서는 토크 50%가 추진축으로 빠져 리어 액슬(rear axle), 나머지 50%는 프론트 액슬(front axle)로 전달돼 최종 50대 50을 맞춰 구동력이 분배되는 것이다.

이는 전륜 또는 후륜을 구동하는 방식에 비해 탁월한 접지력을 확보할 수 있으며, 눈길 또는 빗길 등의 악천후 상황뿐만 아니라 고속주행이나 코너링에도 뛰어난 주행안정성을 제공하는데 일조한다.

토센 디퍼렌셜(토크 배분을 바꾸는 기능을 가진 차동기구)은 동력 배분에 핵심적 역할을 하는 장치로, 미세한 속도 편차에도 즉각적인 반응이 가능하다. 폭스바겐 4모션은 플래그십 페이톤과 투아렉, 티구안, CC 4모션에 장착된다.