후륜구동과 전륜구동 그리고 눈길

자동차 레이아웃(Lay-Out)의 분류 -- 구동방식과 엔진 위치에 따라서

전륜구동(Front Wheel Drive : FWD)  FF(앞 엔진), MF(중간 엔진 : 초창기에만)

후륜구동(Rear Wheel Drive : RWD)  FR(앞 엔진), MR(중간 엔진), RR(뒤 엔진)

 

우리나라와 마찬가리로 서양에서도 끊임없이 논쟁되는 것이 바로 구동방식입니다. 후륜과 전륜 어느 방식이 보다 유리한가에 대해서지요. 다른 제품들도 그렇지만 메이커들의 일방적인 이야기를 들으면 항상 그 때 홍보하는 그 제품이 더 좋아 보이게 됩니다. 장단점을 객관적으로 공평하게 말하지 않고서 그냥 장점만 크게 부각시키고 단점은 간단하게 지나가니까 소비자 입장에서는 정확하게 판단할 자료가 부족한 것이지요.

 

서스펜션도 비슷하기는 합니다. 트윈튜브만 주로 생산하는 회사에서는 트윈튜브가 우수하다고 모노튜브만 생산하는 회사에서는 모노튜브가 우수하다고 각기 주장을 합니다. 소비자들 입장에서는 헷갈릴 수 밖에 없습니다. 세계 최대 쇼바 메이커인 일본의 가야바나 미국의 먼로가 트윈 중심을 따랐다고 트윈튜브가 무조건 우월하다고 할 수는 없는 노릇이었습니다. 

 

그러나 나중에 모노(CST, MFP)와 트윈(SS, STBN) 비슷한 제품 구성비를 가지고 있는 일본 테인에서 객관적으로 공정하게 밝힌 입장은 각기 장단점이 있다는 것입니다. 어느 하나가 우수하다고는 말할 수 없고 소비자의 목적에 따라서 달라진다는 것입니다. 결국 내 방식만이 무조건 우수하다고 우기는 것은 결코 정답이 아니라는 것입니다.

 

구동방식도 마찬가지입니다. 자동차 영업사원이 뭐라고 하던 전륜과 후륜 각기 장단점이 있으므로 어느 하나 무조건 좋다고는 말할 수 없고 다만 지금의 내 입장에서 유리한 방식은 분명히 있는 것입니다. 그때그때마다 내 목적에 적합한 방식의 차량을 선택하는 것이 올바른 정답이라고 할 수 있겠습니다.

 

그럼 여기서 그 장단점을 알아 보겠습니다.

 

1925년 미국에서 생산된 최초의 전륜구동 레이스카 밀러122

 

먼저 자동차의 역사와 비슷하게 1895년에 프랑스에서 최초로 등장한 후륜구동과는  달리 전륜구동은 1920년대에 와서야 미국에서 개발되어 레이싱에서 선보인 방식이기는 하지만 조향시 앞바퀴가 틀어질 때 발생하는 큰 유격을 감당할 유니버셜 쪼인트를 해결하지 못하여 양산화까지는 못가고 있다가 유럽으로 건너가 나중에 등속쪼인트(CV)가 개발되면서 이 문제를 해결하게 됩니다.

 

그 후로도 크게 인기는 끌지 못하고 가로 배치 엔진의 미니(Mini)와 세로 배치 엔진의 아우디에서 미미하게  명맥을 유지하고 있다가 1970년대 오일쇼크를 맞이하면서 상황이 급변하게 됩니다. 날로 치솟는 유가 때문에 연비를 높이기 위하여 기존차량의 사이즈와 무게 축소 바람이 불면서 대대적으로 각광을 받기 시작합니다. 이후 79년 2차 오일쇼크까지 거치면서 근 10년간 벤츠와 BMW 등을 제외한 전세계 거의 모든 메이커에서 앞 다투어 구동방식을 후륜에서 전륜으로 변경하게 됩니다.

 

그당시 미니나 골프 토요다의 터설 그리고 혼다의 시빅등의 소형 전륜구동 차량의 성공도 전륜으로의 레이아웃 변경에 영향을 끼친  요인이 됩니다. 미국의 최고 럭셔리 카의 대명사인 캐딜락마저 전륜구동으로 변경하게 됩니다. 그 당시부터 대세를 이룬 다음 지금까지도 대다수 메이커들의 대부분의 차량에 채용하고 있는 방식입니다.

 

엔진룸에 엔진과 밋션 그리고 조향장치와 구동장치 모든 것이 빽빽하게 들어 가므로 공간을 효율적으로 사용할 수 있어 작은 사이즈 차량으로도 실내 공간을 넓게 설계할 수 있는 잇점이 있고 앞쪽의 엔진에서부터 뒷쪽 구동륜까지 동력을 전달한 필요가 없어서 그만큼 부품수가 줄어들므로 경량화가 가능합니다. 가벼우니 연비도 좋아 오일쇼크 시대에서 부각될 수 밖에 없는 방식이 됩니다.

 

 

 시트로엥의 1934년Traction Avant이다. 이런 클래식카도 전륜구동이 있다. 엔진이 특이하게 가운데 있는 MF이다.

 

이렇게 FF는 여기 보이는 조향축과 구동축에다가 엔진과 밋션, 종감속기어까지 앞쪽에 모두 배치 집중된다.

 

 

전륜구동 차량의 장점은 다음과 같습니다.

1.    앞에서 뒤로 통과하는 구동축이 없으므로 실내 공간이 넓다

2.    전체 차량 중량이 가볍다

3.    가벼운 만큼 연비가 좋다 - 친환경적

4.    부품이 적은 만큼 원가가 적게 든다

5.    파워라인이 짧으므로 동력손실이 후륜에 비하여 2% 포인트 정도 적다.(전륜 15%, 후륜 17%)

6.    조립이 상대적으로 간단하다.(메이커 입장)

7.    구동륜에 하중 집중으로 견인력 증대, 조타성 안정화 특히 젖은 노면, 눈, 빙판길에 강함

8.    핸들링이 좋다 약 언더스티어, 오버스티어를 미연에 감지 대처가능하여 꼬리 좌우흔들림이나 스핀 방지 대처가능

9.    숙련된 드라이버는 미끄러지는 순간에도 악셀과 핸드 브레이크 조작으로 대처가 가능

10.  트레일링 트로틀 오버스티어(갑자기 가속을 줄일 경우 차량이 스티어하는 현상)에 대처하기가 쉽다

11.  축거의 연장이 상대적으로 쉽다. (리무진 모델 등 차체 대형화가 용이)

 

전륜구동 차량의 단점은 다음과 같습니다.

1.    전륜의 하중 집중으로 언더스티어 발생- 서스 기술개발로 최근에는 많이 보강됨

2.    좌우륜 편차에의한 토크스티어의 발생- 세로 배치 엔진이나 서스펜션 개발 등으로 많이 완화됨

3.    급가속시 구동륜 하중 이동 감소로 접지력 상실 및 언덕등판이나 드래그에서불리

4.    견인용으로 사용하기에는 부적합

5.    등속조인트의 마모 조기화

6.    선회반경이 크다

7.    엔진 사이즈가 제한적이다 특히 가로 배치 엔진일 경우

8.    앞 뒤 타이어 수명 차가 크다

9.    제동시 앞 바퀴에 하중이 집중되어 전체적인 제동력 저하

10.  핸들링감이 상대적으로 둔하다. 구동이나 조향 장치 때문에 스프링 아래 무게가 증가

11.  드라이빙의 즐거움이 덜하다.

 

후륜구동은 그야말로 오일쇼크가 발발하기 전까지 소형차에서부터 최고급 대형차까지 거의 대부분의 차량이 채용하던 독보적인 방식이었습니다.  오일쇼크로 전륜구동에게 그 지위를 내 주었다가 2000년대 초에 들어서 점차 차량들이 고성능화되면서 다시 부활하기 시작하여 점차 그 입지를 넓혀가고 있는 방식이라고 할 수 있습니다.

 

그 이유는 모든 것이 앞에 있는 FF로서는 고성능 대형 엔진을 우선 공간적으로 수용할 수 있는 여유가 없는데다가 전륜축과 좌우 바퀴 두개가 조향과 구동을 모두 감당하기가 부담스럽고 무게 중심도 지나치게 앞으로 편중되어 운동성능이 떨어지기 때문입니다. 고성능 250마력 이상의 차량에서는 전륜구동의 토크스티어 단점도 무시할 수 없는 요인이 되었음은 말할 것도 없습니다. 

 

그 결과 한 때 전륜구동으로 100% 변경하였던 메이커들도 점차 대형 고성능차 중심으로 후륜구동을 생산하기 시작하고 있으며 우리나라도 대우와 쌍용에서는 전부터 생산하였지만 전륜구동 차량만 생산하던 현대, 기아에서도 제네시스를 필두로 신형 에쿠스, K9 등에 후륜구동을 채용하기 시작하고 있습니다.

 

그러나 최근 미국발 금융위기에서 비롯한 세계적인 경기 침체에다가 유가의 폭등 그리고 환경과 관련된 온실가스규제와 연비기준의 상향 등으로 범세계적으로 친환경 차량에 대한 관심이 제고되면서 다시 전륜구동의 인기는 급상승하고 있는 추세입니다. 그동안 굳건하게 후륜구동만 생산하던 벤츠와 BMW 마저 FWD 차량을 출시 또는 준비하고 있는 현실입니다. 

 

 

 

 

후륜구동 차량의 장점은 다음과 같습니다.

1.       앞뒤 고른 하중 배분

2.       가속시 무게를 후륜으로 보내 구동력 증가

3.       토크 스티어 없음

4.       선회반경이 작다  

5.       숙련된 운전자의 경우 앞뒤 고른 무게 배분 →  타이어 그립력 증가 → 전체적인 코너링 포스 증가 → 코너링 능력향상

6.       제동력이 우수

7.       트레일러 등을 견인하기에 적합

8.      실내 공간은 좁지만 그대신 엔진룸 공간이 넓어 정비하기가 용이

9.       조인트의 내구성이 양호

10.   세로 배치이므로 고성능 대형 엔진 탑재가능

 

후륜구동 차량의 단점은 다음과 같습니다.

1.       과격한 악셀링시 오버스티어 피쉬테일링(Fishtailing), 스핀 발생 가능

2.       눈 얼음길이나 언덕길에 약함 – 구동륜의 무게 적기 때문. RR, MR은 제외

3.       고성능 RR은 스티어링 안정감이 떨어짐. 엔진은 뒤에 스티어링은 앞에서 하기 때문

4.       실내 공간 부족

5.       충중량 증가

6.       화물 적재 또는 다수 인원 승차시 후륜 무게 배분 편중 심화

7.       높은 차량가격

8.       동력 손실이 17%로 전륜구동의 15% 보다 많다.

9.       축거 연장시 드라이브 샤프트도 연장해야 한다.

10.   고RPM에서 갑자기 저단 기어로 변속하면 후륜이 잠긴다.

11.  추진축에서 회전진동과 소음 발생 가능

 

지난 20년간 양방식 모두 각기 그 단점을 보완하려고 많은 노력을 경주하였다고 할 수 있습니다.  그 결과 많은 단점들이 보완되었는데 대표적인 것은 후륜구동의 눈길에 취약한 것을 TCS등의 개발로 많이 개선되었으며 전륜의 언더스티어 그리고 토크스티어 등도 기술개발로 많이 완화되었다는 것입니다. 그러나 전륜구동의 실내 공간이 넓은 장점과 고연비, 그리고 후륜구동의 앞 뒤 고른 무게 배분의 의한 코너링 안정감이란 장점은 결코 변치 않는 것이 될 것입니다.

 

따라서 결론적으로 대형차량이라고 하여도 고성능 차량이 아니라면 실내 공간이 넓고 연비가 좋은 전륜구동이 적당하고 250마력 이상의 고성능 차량이거나 스포츠카는 후륜구동차량이 적합하다고 할 수 있겠습니다.

 

항간에서 말하는 후륜이 승차감이 좋다는 것은 별 근거가 없는 이야기이고  오히려 증가되는 부품이 모두 스프링 아래에 몰려 스프링 하중량이 무거워 승차감 면에서는 후륜이 불리한 입장이라고 할 수 있습니다. 다만 후륜 구동방식 차량이 승차감이 좋게 느껴졌다면 그 것은 아마 거의 모두가 대형차량이라서 스프링 상중량이 크기 때문일 것입니다. 그리고 후륜구동의 파워라인에서 오는 진동과 소음이 문제될지언정 전륜구동의 뒤가 가벼워 고속주행시 뒤에 떨림이 심하여 승차감이 나쁘다는 이야기도 납득하기 어렵습니다. 단지 네바퀴 고른 하중분포로 접지력 또한 고르게 배분되어 스티어링 안정감이나 느낌은 후륜구동이 좋은 것이 분명합니다.

 

그리고 또 다른 하나는 전륜구동은 운동성능에서 무조건 후륜구동보다 못하다는 것도 반드시 그렇지만은 않다는 것이 입증된 바도 있습니다. 고성능 그러니까 250마력 이상의 차량에서는 모를까 그 이하 보통의 차량에서는 동일한 무게 동일한 마력의 동일한 타이어의 조건에서 FF가 오히려 FR차량보다 더 빠르다는 로터스 엘란에서 실시한 테스트 결과도 있고보면 전륜구동의 운동성능이 형편없다고만 할 수도 없습니다. Dodge에서 테스트한 또 다른 결과를 보더라도 결국 구동방식보다는 도로 상황에 따라서 그리고 드라이버의 테크닉에 따라서 우월은 달라진다는 이야기가 됩니다.

 

그리고 서울에서 눈오는 날 길거리 서있는 차량의 대부분이 후륜구동이니 하는 다소 과장스러운 TV 방송을 본 적이 있습니다. 국내외산을 막론하고 시중에 굴러다니는 후륜구동은 최소한 눈길에서의 TCS 같은 미끄럼 방지 장치정도는 장착된 차량일 것이므로 많이 개선되었다고는 하나 전륜구동보다는 못한가 봅니다. 그런데 이런 현상은 유독 우리나라에서 심한 것으로 보입니다. 정말 항상 그렇다면 눈이 많은 유럽에서 그런 자동차를 타지도 만들지도 않을 것입니다.

 

우리나라에서 유별난 그 현상은 우선 전륜구동차량에만 익숙한 소비자들이 후륜차량을 보유하고 있으면서도 전혀 동절기 대비를 하지 않는다는 점을 들 수 있겠습니다. 최소한 모래주머니 등 무거운 짐을 트렁크에 실어 후륜의 무게 배분을 늘려주고 체인은 아니더라도 스노우타이어 등 겨울철 타이어로 교체하는 것 말입니다. 비싼 차는 잘 사면서 이런 소모품에 돈 쓰는 것은 무척 싫어하는 것이 나를 포함한 우리들의 습관인데 내 목숨을 담보하는 차량에서는 아끼시면 안 될 것입니다.

 

아마 실제로 BMW나 벤츠가 잘 미끄러졌다면 물론 구동방식때문이기도 하겠지만 미끄러지기 쉬운 광폭 타이어에다가 마른 노면에서는 접지력이 좋지만 미끄러운 노면에는 취약한 재질과 패턴의 UHP 타이어 등에도 일부 원인이 있다고 봅니다.

 

그리고 또 하나 아직도 후륜구동의 운전에는 익숙하지 못한 우리나라 운전자들의 대처 능력 부족도 한 목을 했다고 봅니다. 조금만 뒤가 좌우로 흔들리는 fishtailing 현상이 발생하면 크게 당황하여 급브레이크 또는 급회전 급악셀링 등을 반복하는 것 말입니다.

 

일반적으로 후륜이 눈길에 약하다고는 하지만 서양에서는 무슨 쥐약이니 하면서 우리만큼 심하게 차이난다고 하지는 않는 것 같습니다. 과거에 미국만 하더라도 80년대 이전까지는 전륜구동 차량은 전혀 없었다는 점을 감안하면 그럼 그 때는 겨울에 눈오는 날에는 아예 차량 운행이 정지 되었단 말인데 과연 그랬을까요? 실제로 눈길에 어느 방식이 좋을까 하고 토론을 할 정도로 아주 큰 차이를 느끼지는 못하는 것 같습니다. 운전에 익숙해 지기만 한다면 그저 모래주머니 준비와 스노우타이어를 반드시 교체하여야 하는 정도의 차이랄까.

 

나이든 미국 네티즌의 멘션이 생각납니다. '과거 70년대 후반 FF차량이 처음 들어 올 때 FR에만 익숙하던 소비자들이 전륜구동은 운전하기 힘든 매우 위험한 차라고 난리를 쳤던 시절이 지금에 와서 일부 젊은이들 사이에서 이번에는 그 반대로 후륜구동으로 되풀이 되고 있다.'

 

일부에서는 FF의 당기는 힘과 FR의 미는 힘의 차이에서 FR의 눈길 취약 원인을 파악하려고 하는데 물리적으로 이치에 닿지 않는 말 같아 설득력이 그다지 있어 보이지 않습니다.  그 원인은 어디 복잡하고 심오한 데 있지 않고 의외로 간단하고 명쾌합니다. 운전자 무게를  포함하면 100 이 60 을 당기는 것이 FF라면 70 이 90 을 미는 것이 FR로 보시면 될 것입니다. 노면 마찰력이 있다면  70 이 90 을 미는 것도 얼마든지 가능하겠지만 노면 마찰력이 거의 없는 눈이나 얼음에서는 가벼운 것이 무거운 것을 밀려고 하면 자기가 먼저 밀린다는 것은 과학의 자명한 이치입니다. 

 

하여튼 4륜구동도 눈길에서는 항상 어려운 법인데 전륜구동이던 후륜이던 눈길에는 장사가 없는 법이 아닐런지요.

 

 

--튜닝앤코리아--