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[4륜구동 이야기] 3부, 스바루 대칭형 AWD 이야기

2013-08-19 오후 12:13:05
지금이야 4륜구동 시스템은 전세계 대부분의 메이커들이 다양하게 활용하고 있지만 불과 40년 전만해도 4개의 바퀴를 모두 굴릴 수 있는 자동차는 극히 한정적이었다.

그런데 1972년, 한 소규모 자동차 회사가 4륜구동 시스템을 탑재한 승용차를 양산하기 시작했다. 아우디도 아니고 벤츠도 아니었다. 그 회사는 바로 스바루. 스바루의 4륜 시스템 도입은 아우디보다 8년이나 빨랐다.

스바루는 자사의 4륜구동 시스템을 Symmetrical AWD, 즉 대칭형 AWD라는 이름을 붙이고 있다. 1972년형 레온(Leone)을 시작으로 40년의 역사를 이어온 SAWD에 대한 스바루의 자부심은 대단하다. 그리고 스바루의 대칭형 AWD와 수평대향 엔진의 조합은 이론적으로 가장 이상적인 구조로 꼽히고 있다.

북해도와 관서지방에 많은 눈이 내리는 특성상 스바루 레온은 첫해 1,024대가 팔리는 데 그쳤지만 1989년에는 100만대 판매를 돌파했고, 1995년 200만대, 2000년에 300만대를 넘어섰다. 스바루에 따르면 현재까지 판매된 SAWD 모델은 총 11,782,812대나 되며, 이는 전체 스바루가 판매한 차량의 55.7%에 해당되는 수치다.(2012년 1월 기준)

사실 레온에 최초로 탑재된 4륜구동 방식은 스바루라 하더라도 별다른 특징은 없었다. 평상시에는 앞바퀴만을 사용하다가 험로에 이르렀을 때는 트랜스퍼케이스에 기어를 직결시켜 뒷바퀴에도 동력을 전하는 파트타임 방식이었기 때문이다. 이후 1984년부터 센터 디퍼렌셜을 추가시켜 현재의 메커니즘을 완성시켰다.

스바루의 SAWD 시스템의 가장 큰 특징은 앞, 뒤, 좌, 우 모두가 구조적인 대칭을 이루고 있다는 점이다. 후륜구동 기반의 4륜구동처럼 센터 디퍼런셜도 없고, 전륜구동 기반의 4륜구동처럼 LSC(Limited Slip Coupler) 유닛도 없다. 이는 무게배분에서 최적화될 뿐만 아니라 동력의 손실을 최소화 시키면서 균형적으로 전달할 수 있다는 장점이 있다. 이를 위해 스바루는 섀시의 개발 단계부터 SAWD를 고려하여 설계하고 있다.

이렇게 대칭형으로 AWD 시스템을 만들어낼 수 있었던 열쇠는 바로 변속기에 있다. 엔진에서 발생한 동력이 변속기를 거쳐 뒷바퀴로 전달되는 과정은 일반 차량이랑 다르지 않다. 대신 앞바퀴로 전달되는 동력도 변속기에서 직접 전달된다. 또 이 과정이 유체를 이용한 다판 클러치를 사용하는 것이 아닌 기어가 직접 동력을 전달하기 때문에 동력손실이 거의 없다는 특징이 있다.

스바루의 SAWD는 변속기 자체에서 앞뒤로 구동력을 전달해주기 때문에 변속기의 발전과정에 따라 4륜 시스템도 함께 발전해왔다는 점이 독특하다.

가장 먼저 초창기 수동변속기와의 조합은 잠금 기능이 있는 센터 디퍼런셜과 후륜 축의 LSD(Limited Slip Differential)를 통해 구동력을 배분하는 방식을 사용했다. 기본적으로 전:후 50:50의 구동력을 배분했으며, 바퀴가 미끄러지는 것이 감지되면 전:후 20:80에서 80:20까지 구동력을 집중시킬 수 있었다. 기계식인만큼 센터 디퍼런셜과 리어 디퍼런셜을 잠글 수 있어 험로 주파 등 상황에 활용할 수도 있었다.

수동변속기를 활용하는 스바루의 4륜 시스템을 가장 널리 알린 모델은 단연 임프레자 SRX STi 모델일 것이다. 스바루의 고성능 모델에 적용되는 SAWD는 초창기 50:50의 구동배분율을 보였지만 현재는 41:59를 유지하고 있는 상태. 운전자가 상황에 따라 구동 배분을 선택할 수 있는 DCCD(Driver-controllable Center Differential System)를 통해 4륜 시스템의 장점을 강화했다.

DCCD는 총 4가지의 설정이 가능하다. 기본적인 오토 모드는 운전자의 별다른 설정이 필요 없이 구동배분을 각 바퀴의 접지 상황과 속도에 따라 제어된다. 오토(+) 모드는 구동력이 50:50으로 변경되어 모래밭이나 눈길과 같은 미끄러운 노면에서 사용한다. 오토(-) 모드는 41:59의 배분으로 후륜구동 자동차의 주행 성격을 통해 스티어링의 반응성을 증가시킨다. 마지막 매뉴얼 모드는 전 후 구동배분을 직접 설정 할 수 있다는 점이 특징이다.

4단 자동변속기를 탑재한 모델의 경우 초창기 시절에는 전:후 90:10의 구동 배분으로 전륜구동 특성을 가졌었다. 이후 1996년부터는 80:20으로 변경되었으며, 2009년형 포레스터부터는 60:40의 배분율을 가졌다.

자동변속기 특성상 유압에 의한 변속이 이루어지기 때문에 센터 디퍼런셜 역시 유압을 사용하는 다판 클러치 방식을 활용했다. 독특한 점은 변속기 내부의 ECU가 바퀴의 미끄러짐과, 쓰로틀 개도량, 제동력의 정도 등의 정보를 받아 구동력을 계산한 후 분배한다는 것. 기계식을 기초로 하지만 구동력의 모든 제어는 전자시스템에 의해 이루어졌기 때문에 당시로서는 매우 복잡했고 가격도 높아질 수 밖에 없었다.

1991년에 출시한 그란투리스모 SVX는 한 단계 발전한 가변 토크 배분(VTD) 방식의 센터 디퍼런셜이 탑재되었다. 이후 레거시와 임프레자에 이르러서는 4바퀴를 모두 제어하는 차체자세제어장치(VDC)까지 더해져 주행성능 이외에 안전성능까지 향상되었다.

자동변속기의 기어 단수가 5단으로 변경되면서 스바루의 4륜구동 시스템은 보다 적극적인 풀-타임 AWD의 기능을 갖게 되었다. 전:후 구동배분은 45:55로 후륜에 동력을 보다 많이 보내는 방식으로 변경되기도 했다. 4단변속기 적용때와 동일하게 전자식으로 제어되는 유압 다판 클러치를 활용해 동력을 전달했으며, 일부 모델에는 다판 클러치 타입의 LSD를 후륜에 장착하여 동력을 배분하기도 했다.

2010년에 발표한 레가시와 XV는 수동변속기와 자동변속기 이외에 CVT를 탑재한 4륜구동 시스템이 적용되었다. 역시 센터 디퍼런셜은 유압식 다판 클러치를 사용했으며, 전:후 구동배분은 60:40으로 전달되었다.

사실 스바루의 SAWD 시스템은 장점만 있는 것은 아니다. 변속기 내부에 센터 디퍼런셜을 삽입해야 하기 때문에 현재 9단 변속기까지 등장한 시점에서 다단화의 한계가 올 수 밖에 없다. CVT를 선택한 이유도 보다 넓은 기어비 변화로 다단화에 대응하기 위한 것이다. 또 대칭형 AWD 시스템을 탑재시키기 위해 섀시 개발단계부터 불필요한 요건까지 만족시켜야 하고, 이는 결국 원가상승의 요인으로 작용하기도 한다.

하지만 스바루의 SAWD 시스템은 다른 메이커보다 역사가 오래되고 또 스바루만의 고집과 노하우가 깃들어있다는 것에 대해서는 어느 누구도 부정하지 않을 것이다. 독창적인 4륜 시스템을 자사 차량에 최적화시켜 이식시키고 발전시켜나갔다는 것 자체가 그들의 기술력을 입증한 증거이기 때문이다.

다만, 부족한 모델라인업과 STi 모델 이외에 경쟁력이 떨어지는 파워트레인 성능 등은 여전히 스바루의 발목을 잡고 있는 부분. 특유의 고집과 기술력으로 많은 마니아층을 거느린 스바루가 보다 많은 매출을 올리기 위해서는 수평대향 엔진과 SAWD 시스템의 조합 이외의 무언가가 필요하지 않을까?



오토뷰 | 김선웅 기자 (startmotor@autoview.co.kr)
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전체의견 1개가 있습니다.
  • dr2005 님 (dr20****)

    스바루 레거시 오너입니다.
    Audi 3.0 콰트로를 3일간 고속도로에서 몰아봤는데...
    승차감, 가속력 등 대부분의 면에서 당연히 아우디가 좋긴한데, 고속에서의 급커브 등 4륜 성능에 대한 개인적인 느낌은 '스바루가 4륜만큼은 아우디보다 훨씬 좋다' 입니다.

    2014-01-31 오후 01:42

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