Audi Quattro System

 

저번 포스팅에서 콰트로 30주년을 맞아 대략적으로 '콰트로'에 대해 알아 보았습니다.

 

이번 글에서는 좀 더 콰트로에 대해 깊숙히~ 들어가 보겠습니다.

 

사실 콰트로 시스템이란 것이 간단히 얘기하기엔 상당히 복잡하고 30년간 축적된 노하우를
바탕으로 하고있기 때문에 기술적인 부분을 설명한다는 것이 쉽진 않습니다.

 

 

 

자~ 위에 콰트로 벳지가 보이시죠?

 

많은 아우디 오너 분들이 자신의 차량 대시보드에 붙은 이 'quattro' 벳지를 보시고,

'눈 내린날 잘 달려주는 차' 정도로 생각하시기도 합니다.

 

 

 

 

아우디의 'quattro'는 사륜구동 시스템입니다.

 

가장 진보적인 사륜구동 시스템을 승용차에 적용시켰기에 그 의미가 크기도 합니다.

 

승용차에 사륜시스템을 적용시킨다는 것은 사실 상당히 많은 기술적 제약을 극복해야 했습니다.

 

이미 거론 했다시피기 물리적으로 가장 안정적인 구동방식은 네바퀴에 모두 구동력을 전달하는 4륜구동 시스템 입니다.

 

 

 

우린  개발된 첨단 시스템을 접하고 있기 때문에 저도 이렇게 쉽게 얘기하지만,

 

당시만 해도 4륜구동 방식은 험로를 주파 할 순 있지만 승차감이나 고속주행성등 상당부분을 

감수해야하만 하는 점을 당연하게 생각했습니다.

 

사실 아직도 오프로드 주행능력이 극대화 되어있는 wrangler Jeep은 온로드에서의

 

주행성/승차감에 있어 많은 부분 손해를 보고 있습니다.

(이 극대화된 오프로드 성능때문에 매니아 계층이 생겨 있기도 합니다. 매력적인 차량이죠.)

 

따라서 quattro system은 정확하게 말해서 차량의 온로드 주행성을 한단계 더 올리기 위해 개발되었다고 할 수 있습니다.

 

아우디는 이 시스템을 적용한 차량으로 속도를 다투는 레이싱에 참가 시켜 그 우수성을 입증 했습니다.

 

4륜을 온로드에.... 당시 아우디의 도전정신은 지금 생각하면 상당히 흥미롭습니다.

 

기술적인 기반이 있었기에 가능했겠죠?

 

 

 

 

그럼 본격적으로 살펴보겠습니다!!!!!

 

 

 

 

 

 

먼저 크라운기어의 에니메이션 입니다.

 

사륜구동의 시작은 구동력을 전륜과 후륜에 분배하면서 시작됩니다.

 

크라운 기어는 이를 위한 중추적인 역할을 담당합니다.

 

 

이는 가장 최근의 콰트로 시스템으로 세로배치 엔진 (무게 배분을 위한)을 위해 

크라운 기어 디퍼렌셜과 토크 벡터링 기술을 개발 했습니다.

 

 

콰트로 시스템은 네바퀴를 구동하는 4륜구동 시스템입니다.

 

 

그리고 또 quattro시스템은 동력 분배를 상황에 따라 전 : 후의 비율을 가변적으로 바꿔 줍니다.

 

차량이 가속 할때는 후륜쪽으로 분배하고 슬립이 일어나는 구동계를 감지해서 동력을 재분배 합니다.

 

 

영상을 보시면 콰트로 시스템은 주행중인 RS5의 코너링시 네바퀴를 모두 조절합니다.

 

예를 들어...우측으로 굽은 코너를 돌아나가고 가정해봅시다.

 

 

일단 고속이기 때문에 60:40 정도로 후륜에 구동력을 분배합니다.

 

그 다음은 회전의 바깥쪽인 좌측 앞/뒷 바퀴를 안쪽 바퀴보다 더 많은 회전수를 주게 됩니다.

 

 

그렇게 되면 결과적으로 차량은 자연스럽게 코너에서의 한계속도가 높아집니다.

 

아무리 운전을 잘해도 물리의 법칙을 넘어설 순 없습니다.

 

똑같은 코너를 시속 60km로 돌아나갔다면 이와 같이 기계적인 도움을 받아 80km이상의

속도로 돌아나갈 수 있게 되는 것 입니다.

 

 

 

신형 콰트로에는 2개의 크라운 기어가 앞뒤 차축을 구동하고

일반적인 주행 상황에서 앞뒤 토크 배분은 40:60, 특정 상황에서는 토크의 85%를 리어 액슬에 집중할 수 있습니다.

토크 벡터링의 채용에 따라 언더스티어 또는 오버스티어까지도 조정하여 대폭적으로 줄이게 되었습니다.

 

약간 머리 아픈 내용입니다. ^^;;;

 

그래도 조금만 더 들어가 볼까요?

 

 

 

 

 

아름다운 디자인의 진수 TT의 투시도 입니다.

 

 

TTS의 경우 콰트로가 적용되어 있는데, 2,000cc 엔진으로 가공할 파워를 보여 줍니다.

과격한 주행성능만큼 안정성이 중요시 되기 때문에 콰트로 시스템이 적용되어있습니다.

영상은 전륜과 후륜에 '액슬'이라는 동력 분배 모듈을 보여주고 있는데

다판 클러치가 위치해서 동력의 분배를 가변적으로 변하게 해줍니다.

 

여기선 액슬이 앞뒤로 달려있구나...정도만 기억해주시면 됩니다.

 

 

 

 

 

셀프락킹 시스템이 적용된 중앙의 동력분배 장치에 대한 해부도 입니다.

 

락킹시스템이란 사륜구동에서 가장 중요한 요소로, 보통의 차량들은 차륜 장치라는 것을 통해

한 바퀴가 구동력을 상실하게 되면 바로 다른 바퀴로 구동력이 옮겨가게 되는데,락커는 그것을 막아 줍니다.

 

 콰트로에 적용된 락킹 시스템은 오프로드의 락커와 같이 강제적이진 않지만

효율적으로 구동력을 분배하여 슬립상태를 벗어 납니다.

 일반 승용차엔 없고 SUV들에 비슷한 시스템이 달려있지요~

 

 

 

 

 

콰트로 시스템은 리어와 센터에 토센 디퍼렌셜을 사용하고 있습니다.

 

토센 디퍼렌셜은 다른 시스템 보다 비싸지만 성능이 우수하고 영구적으로

 

네 바퀴를 굴릴 수 있다는 장점이 있습니다.

 

 

일반 콰트로의 평상 시 토크 배분은 첫 영상에서와 같이 50:50이며

 

상황에 따른 웜 기어의 피치에 따라 배분의 비율이 달라집니다. 

 

최근의 콰트로는 평상시 토크 배분을 40:60으로 설정해 언더스티어를 줄이고 있죠.

 

기계적인 우수성에도 불구하고 비용의 문제 때문에 토르센 방식은 아우디만이 사용하고 있습니다.

 

4사륜을 시작한 메이커의 마인드 차이라고 할 수 있습니다. ^^;

 

  

 

 

예전 사륜구동이 탑재된 suv로 저단 사륜모드(4L)로 유턴을 해보면 바깥쪽 바퀴가 끌리는 경험을 해보신 분들이 있을 겁니다.

 

"이는 강제적으로 네바퀴가 같은 회전수를 갖고 있는 상황에서 안쪽과 바깥쪽의 회전수 차이가 커지기 때문입니다.

 

quattro system은 승용차에 장착되었고, 항시 사륜구동에 레이스에서 우승할 만큼 빠른 속도로 달릴 수 있습니다."

 

여기에 필요한것이 바로 Sports -defferential 입니다.

쉽게 말해 LSD가 적용된 사륜 분배 장치라고 생각하시면 되겠습니다.

 

LSD를 얘기하려면 '드리프트'가 먼저 나와야 되겠지요?

타쿠미가 AE86으로 두부배달을 하며 하는 그 드리프트 입니다.

 

인위적으로 뒷바퀴를 미끌어뜨리면 핸들은 반대로...카운터 스티어 상태로 코너를 돌아나가는 것이죠.

요즘엔 드리프트 대회가 생길만큼 일반인들도 많이 시도 하는 기술 입니다.

 

 

드리프트가 가능하려면 후륜에 양바퀴의 회전수 차이를 보상해주며 동력을

계속 적으로 공급해주는 LSD(차륜제한장치)가 필요합니다.

 

이때문에 콰트로 시스템이 장착된 저 랠리 차량들이 코너를 드리프트로 날아다닐 수 있는 것 입니다.

 

 

여기까지 읽으셨으면 이제 최근의 4륜시스템에 대해선 거의 알게 되신 겁니다. ^^;;

어렵기도 하고 따분하기도 하죠?

 

기계적으로 많이 알면 알수록 차량 선택이나, 관리, 운전에도 도움이 됩니다. ^^

 

 

 

 

R8에 적용된 비스커스 커플링 구조의 동력전달 시스템 입니다.

 

엔진이 힘이 남아돌아 오버파워가 날경우 타이어가 아무리 그립이 좋다고해도 스타트 시

타이어가 미끄러지면서 슬립을 하게됩니다.

 

이렇게 되면 스타트 할 때  필요없는 힘이 낭비가 생기게 되는데...

이러한 현상을 줄이기 위해 비스커스 커플링안에 오일을 넣어서 필요없는힘은 오일이 흡수 하도록 합니다.

 

 

이렇게 함으로서 스타트시 타이어가 슬립하지 안게 되고 스타트도 미끄러 질때에 비해 더 빨라질 수도 있습니다.

 

사실 현재의 아우디는  곳곳에 다판클러치 시스템을 함께 적용시켜 기계식 사륜의 장점과

전자식 사륜의 장점을 혼용하여 사용하고 있습니다.

 

 

수 많은 노하우와 이를 안정적인 승용차의 주행능력 보강을 위해 적용해가며 숙성된 기술 quattro!

 

대시보드에 붙어있는 quattro 벳지는 단순히 눈길에서 잘 달리는 차량을 뜻하지 않습니다.

마치 레일위를 도는 듯한 코너링 성능이 보여주는 높은 물리적 한계치,

 

시속 200km 에서 옆좌석의 아내 손을 잡고 이야기할 수 있는 안정감까지...

콰트로는 든든함과 안전성으로 표현하기엔 모자라는 부분이 많습니다.

 

콰트로 벳지와 엠블렘을 가지신 분들은 이러한 역사와 기술을 바탕으로 자부심을 가지시기 바랍니다. ^^;

 

 

자, 그럼 아우디의 quattro system이 장착된 렐리카들의 경기장면과 

핀란드의 스타 한누 미콜라(Hannu Mikkola)의 멋진 경기 영상들을 한번 보실까요?

 

Hannu Mikkola가 1번 드라이버로  2 차례나 우승을 하게 되면서 아우디는 1982년 부터 랠리 스포츠에 

한층 더 힘을 기울이기 시작하였습니다.

 

엄청난 속도와 운전실력으로 관중들 사이를 뚫고 지나가는 것이 꼭 영화의 한장면 같네요..

당시 콰트로 머신을 몰고 관중들의 시선을 한 몸에 받았던 드라이버의 인터뷰도 있습니다.

 

그럼 즐감하시고, 폭우속 안전 운행 하시기 바랍니다. ^^