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FF(자동차)

last modified: 2015-03-01 15:49:46 by Contributors

Contents

1. 역사와 특징
2. 단점
3. 엄청난 장점과 의의
4. 관련 항목


© Moebiusuibeom-en (cc-by-sa-3.0) from
일반적인 FF 레이아웃

© Moebiusuibeom-en (cc-by-sa-3.0) from
세로배치형 FF 레이아웃

Front Engine Front Drive(앞엔진 앞바퀴굴림). 전륜구동차량의 거의 유일하게 실용화된 방식.[1] 엔진을 앞바퀴쪽에 두어 긴 드라이브 샤프트를 거치지 않고 가까운 앞바퀴를 구동시키는 방식이다. 구조의 복잡함[2]과 요구되는 기술수준의 높음으로 인해 구동방식 중에서 가장 나중에 등장한 방식이다.

1. 역사와 특징

최초의 전륜구동 승용차는 시트로엥의 11CV(트락숑 아방[3])지만 대중적으로 쓰이기 시작한건 2CV부터이며 우리가 알고 있는 가로배치형 엔진은 1959년 영국 BMC에서 내놓은 미니부터였다. 다만 이 당시에는 전기팬으로 라디에이터를 식힌다는 개념이 없었기 때문에[4] 라디에이터 위치도 앞쪽이 아닌 옆쪽에 위치해 있었다(...)

이후 동독의 트라반트에도 전륜구동을 적용하였다. 대한민국에서는 1985년 현대 포니엑셀이 최초로 적용한 후 대부분의 차량에 전륜구동을 적용하고 있다.

엔진/변속기 등 차량의 주요 부품이 전륜쪽에 모여있어 생산성이 좋고 실내공간 확보에 유리해 승용 목적 차량에 최적화된 방식이다. 또한 전체적으로 부품 수가 줄어드는 효과가 있기때문에 원가절감이나 연비 확보에도 유리하다.

기본적으로 언더스티어 성향이지만, 기술의 발달로 21세기에 생산되는 차량들은 구동방식과 무관하게 모두 언더스티어가 나도록 설계된다. FRBMW도, 포르쉐 할아버지가 온다고 해도 마찬가지.

직진 성향이 강하며, 요잉에 강하기 때문에 초보자가 운전하기 쉽다. 앞서 말했듯 연비에서도 유리하기 때문에 오일쇼크를 전후해 중형 이하의 승용차는 대부분 이 구동방식으로 갈아탄 지 오래. 메르세데스-벤츠BMW[5]급의 고급 승용차나 스포츠카를 제외하고는 대부분 이 구동 형태로 차량이 나왔다. 나름 고급차를 표방한 현대 에쿠스 1세대나, 대우 아카디아(=다 레전드), 캐딜락 드빌(이후 DTS로 모델명 변경) 등의 차에서도 채택되기도 한 것은 이런 이유. 그렇다고 해서 전륜구동 방식 대형 승용차들의 연비가 딱히 좋은 것도 아니지만

엔진은 구동축에 평행하게 되는것을 가로배치라고 하는데, 가로배치되는 형태가 오버행을 줄이면서 공간 활용에 좋기 때문에 많이 쓰이지만, 간간히 세로로 배치되는 경우도 있다. 가로배치 차량의 경우 엔진의 위치를 엔진룸의 중앙에 놓기 힘드므로 보통은 운전석의 반대쪽으로 치우치게 놓는다. 무게중심과 사고시 탑승자의 안전 등을 고려하기 때문이다. 보통 좌핸들은 운전석 기준 오른쪽으로, 우핸들은 왼쪽으로 치우치지만 미쓰비시의 플랫폼을 그대로 들여온 EF쏘나타 이전의 차량은 경우 운전석 쪽에 엔진이 치우쳐 있는 경우도 있었다. 물론 차체를 자체 개발하는 지금은 옛날 이야기. 애초에 좌핸들차량의 플랫폼을 들여온 대우는 이 문제에서 자유로웠고, 대우 아카디아의 경우 세로배치 FF라서 무다무다. 다른 자동차 회사들은 차체를 들여온 업체들이 수출에 신경쓰느라 애초부터 엔진을 왼쪽에 치우치게 만들어 별 문제 없었다. 그리고 가로배치 형태는 엔진에다 직접 냉각팬을 달 수 없으므로 라디에이터에는 별도의 전기 냉각팬을 따로 달아놓는다.

세로로 배치하는 것은 좌/우 구동력 배분이나 C/Y조인트(등속조인트)의 길이 차이가 별로 나지 않는 장점이 있지만 프론트오버행에 지나치게 무게가 쏠리거나, 이것을 방지하기 위해 엔진 위치를 앞차축 뒤로 밀어넣을 경우 구조가 복잡해진다. 아우디 차량 중 콰트로 이외의 전륜구동 모델은 이 방식을 사용한다. 하지만 변속기를 한 번 꺾었던 대우 아카디아의 방식과 달리 아우디는 엔진을 세로배치한 후, 그냥 CVT로 메워 버린다.(단, 콰트로에는 세로배치와 4륜구동 장착 후 일반적인 팁트로닉 자동변속기를 적용한다.) 그리고 아우디폭스바겐 계열에서는 단 하나의 FR 차량이 없다.

2. 단점

프라이드 피쉬테일 사고 영상. 후술하겠지만 허용되는 접지력의 임계점 이상으로 운전하여(주로 과속,급차선 변경 등) 피쉬테일이 발생시 감속보다는 오히려 가속을 해야 피쉬테일 현상에서 탈출할 수 있다. 당연하겠지만 과격한 운전을 안하는게 가장 좋다.

대표적인 단점은 피쉬테일 현상. 차량의 앞부분에 원동기부터 구동부까지, 모든 부분이 존재하기 때문에 구동축인 앞바퀴의 접지력이 우수하지만, 상대적으로 뒷바퀴의 접지력이 떨어지기에 물고기 꼬리마냥 뒤가 흔들흔들 거릴 수 있다. 이런 이유로 후륜에 접지력이 우수한 멀티링크 서스펜션을 자주 이용한다. 오너가 직접운전하는 차량은 극한 상황에 처하지 않는이상 구동방식의 차이를 느끼기 힘들지만, 뒷자석에 타는 사람들은 영향을 받기 때문에 고급차종들의 구동방식이 다시 후륜으로 돌아가고 있는것. 또한 트럭등의 상용차에서 전륜구동이 잘 나오지 않는 이유이기도 하다. 차체 자세 제어장치가 장착되어있지 않은 FF차량의 경우 과도한 핸들조작과 브레이킹으로 피쉬테일이 일어날때는 차체의 무게중심이 전륜에 쏠려있어 후륜의 접지력이 약해진 상태이므로 브레이크보다는 오히려 가속페달을 밟아서 차량의 무게중심을 뒤로 밀어 후륜이 충분한 접지력을 가질 수 있도록 해야 피쉬테일 현상을 해결 할 수 있다. 속도를 낼 여력이 없다면 하다못해서 핸들을 꽉 쥐어서 고정시키고 아예 엑셀과 브레이크에서 발을 떼어서 차체가 스스로 무게중심을 잡도록 하는 방법도 있다. 어찌되었거나 절대 브레이크를 밟아서는 안된다.[6]

또다른 단점으로 엔진의 배기량이 제한된다는 점을 들 수 있다. 애초에 엔진룸에 대부분의 부품이 집중되는 방식이다 보니 일정 배기량 이상 키우기는 힘들다는 모양. 차를 아예 크게 만들어서 엔진룸을 키우는 방법밖에 없기 때문에, 같은 크기에서 출력을 키우는 데 한계가 있다. FF 기반의 고급차로 유명한 HONDA 레전드(어큐라 RL. 2013년에 RLX로 모델명 변경) 기준으로 보면 3.7L가 한계라는 듯.[7] 물론 덩치가 큰 현대 에쿠스 1세대는 4.5리터, 캐딜락의 드빌 등은 4.6L까지 올렸으며, 2000년대 중후반의 쉐보레 임팔라나 그 형제차들은 V8 5.3L LS4 엔진까지 탑재하기도 했다.[8] 사실상 여기까지가 FF 엔진 배기량의 한계점이고, 출력은 300마력 내외가 사실상 한계점. 그래서 가끔 후륜구동 차량이 힘이 더 좋다는 말이 나오는 게 이거다.

또한 엔진 위치가 한쪽으로 치우쳐서 구동축의 좌 우 길이가 달라지기 때문에 토크스티어가 발생하거나 긴쪽의 등속조인트에 문제가 생기는경우가 많다. 한쪽이 길기 때문에 발생하는것으로, 현대는 부품 자체의 강성을 늘리는걸로 해결하고, GM대우에선 긴쪽의 등속조인트를 부품 두개로 구성하는방식으로 해결했다.

일부 예외[9] 을 제외하면 엔진과 변속기가 가로로 배치되기 때문에, 휠 하우스가 좁아져 최소회전반경이 크고, 부피가 큰 현가장치를 쓰기 어렵다는 단점도 있다. 이는 수평대향 엔진과 공통적인 단점.

3. 엄청난 장점과 의의

사실 앞서 말한 단점들은 중형 이하의 차량에서의 실생활 운전에선 문제가 되지 않는다. 피쉬테일은 필요 이상의 무리한 운전이나 스포츠 드라이빙을 해야 발생하는 현상이고[10], 배기량이야 어차피 3.5리터까지는 넣는 데 아무런 문제도 없다.

오히려 운전의 편리함과 이로 인해 보장되는 악천후[11] 등에서의 안전, 높은연비, 우월한 실내 공간, 거기에 가격까지 고려하면 저런 단점을 씹어먹고도 남을 만한 장점이 압도적으로 많다. 그런 이유로 지금도 많이 사용되고 앞으로도 가장 많이 사용될 구동방식이다.[12] BMW가 이례적으로 FR 소형차인 1시리즈를 만들어 팔았으나 2016년께에 나올 3세대부터는 전륜구동으로 바뀐다할 정도이니.. 그리고 사실 전륜구동의 원산지는 프랑스(시트로엥)이고, 유럽 메이커들도 엄청나게 많이 쓰고 있다. 유럽형 FF 소형차중에서 대표적인게 해치백의 교과서라 불리우는 바로 그 골프.

혼다같은 경우는 기함급인 레전드(어큐라 RLX)에도 FF 기반을 유지할 정도로 이 구동 방식을 잘 활용한다.[13] 오히려 혼다FR 차량이 손에 꼽을 정도여서, 2009년에 혼다 S2000을 단종시킨 후 모두 FF 차량만 만들고 있다.

4. 관련 항목

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  • [1] 승객석 뒷쪽에 엔진을 탑재하고 전륜을 구동하는 RF방식도 존재하나 그다지 널리 쓰이는 방식은 아니다.
  • [2] 앞바퀴가 구동이랑 방향을 다 잡으니까 단순한 줄 아는데 의외로 복잡하다. CVT 이전에는 엔진을 세로배치하면서 앞바퀴를 굴리는 방식은 베벨기어등이 들어가므로 더더욱 복잡하다.
  • [3] 이름부터가 매우 직설적인 뜻이다
  • [4] FR형태도 그렇고 과거 세로배치형 엔진들은 보통 엔진 맨 앞부분에 냉각팬을 달고 팬밸트로 엔진과 같이 돌아가게 되어있었다. 다만 요즘은 FR도 전기 냉각팬을 쓰는 편.
  • [5] FR 자부심을 세우던 옛날과 달리 현실과 타협하여 소형차에는 전륜을 적용하기로 했다.
  • [6] 이러한 이상상태가 발생하면 사람은 위기감에 본능적으로 브레이크를 밟게되는데 그렇게되면 안그래도 접지력이 약해진 상태의 후륜이 땅에 붙어만 있을뿐 사실상 공중에 뜬것처럼 접지력이 없다시피한 상태가 되므로 피쉬테일을 가중시켜 더욱 위험해질 수 있다. 당장 자주 접할수 있는 고속도로 사고 동영상들을 보면 처음엔 스티어링을통해 어떻게든 잡아보려고 조금씩 휘청휘청하다가 브레이크를 밟는순간부터 더더욱 크게 휘청거리게 된다.
  • [7] 다만 레전드는 3.5리터로 올라가면서 FF가 아닌 4WD를 주력 구동방식으로 내세웠다.
  • [8] 드빌과 임팔라 등은 엔진이 컴팩트한 OHV형식의 엔진을 채용했기 때문에 주류인 OHC에 비해 비교적 더 큰 배기량의 엔진을 실을 수 있다.
  • [9] 쌍용 이스타나, 대우 아카디아
  • [10] 피쉬테일을 직접 보여주겠다며 촬영한 영상을 보면 운전자는 고속도로에서 140km/h 이상의 속도로 VDC를 끄고 미친듯이 좌우로 휘저었다. 물론 한국에서는 고속도로 중에 제한속도 110km/h를 넘는 구간은 거의 없으므로 걱정할 필요가 없지만 독일처럼 속도무제한 구간이 존재하는 나라들의 경우엔 정말로 저런 문제가 생길 가능성이 있긴 하다.
  • [11] 흔히 볼보 구형모델의 예를 들어 FR이라도 눈길 주행이 가능한 차들이 얼마든지 있다고 주장하지만 스웨덴은 한국과 달리 평지가 많고 한여름에는 의외로 맑은 날씨도 흔한 나라이기 때문에 말이 안되는 소리이다. 그리고 같은 스웨덴 브랜드인 사브1950년대부터 92모델등을 비롯, 자국 기후에 맞는 전륜구동 차량을 생산해오고 있었다.
  • [12] 사실 소형차나 경차에서 FR방식이 쓰인적은 역사적으로 매우 드문 편이었다. 오일쇼크 이전에도 대부분의 소형급, 경급은 RR이었지 FR은 거의 없었고 60년대 후반 FF로 넘어가기 전 과도기에 잠깐 FR로 된 소형차들이 나왔을 뿐이다. 다만 도요타, 닛산, 미쓰비시 자동차는 전륜구동의 도입에 다소 회의적이었고, 이쪽은 1980년대 초반까지 소형차에 후륜구동을 고집하거나, 전륜구동 소형차와 후륜구동 소형차를 병행판매할 정도였다
  • [13] 다만 레전드에 FF가 쓰인 것은 3세대인 KA9까지로 2006년부터 2011년까지 대한민국에 정식으로 팔린 레전드는 4륜구동(SH-AWD) 방식을 채용했다. 2012년 일본에서 레전드가 단종되고, 어큐라 브랜드로는 RL에서 RLX로 모델명이 변경됬다.
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