아우디는 1980년 세계 최초로 기계식 풀타임 네바퀴굴림 시스템인 콰트로를 만들었다. 눈 쌓인 스키 점프대를 거침없이 오르는 100 CS의 TV 광고는 아직도 회자될 정도로 인상 깊게 남아 있다. 콰트로 25주년이었던 지난 2005년에는 A6가 그 모습을 오마주해 다시 선보이기도 했다. 세대를 거쳐 진화를 거듭해 발전해 온 콰트로는 이제 단순히 아우디의 네바퀴굴림 기술을 지칭한다기보다 하나의 브랜드 이름이 될 정도로 유명해졌다.
콰트로의 핵심 키워드는 바로 ‘기계식’이다. 최근의 콰트로는 전자 시스템과 융합되기도 했지만 그래도 여전히 기계식에 기술의 기반을 두고 있다. 시스템의 핵심 장치는 센터 디퍼렌셜이다. 디퍼렌셜이란 다른 말로 차동장치라고도 한다. 다시 말해 회전수 차이가 나는 두 바퀴를 톱니바퀴처럼 생긴 기어를 통해 매끄럽게 같이 돌아가도록 하는 장치다.
친절한 아우디 콰트로 설명 영상
콰트로는 앞뒤 구동력을 디퍼렌셜로 나눈다. 기어가 서로 맞물려 있어 실시간으로 동력 분배가 가능하다. 전자식처럼 센서가 구동 상태를 감지하고 다시 컴퓨터가 구동력 분배 명령을 내리는 과정을 거칠 필요가 없다. 톱니바퀴로 끈끈하게 연결된 하나의 기계 덩어리처럼 직접적이고 유기적으로 움직인다. 그래서 전자식보다 험로 주파에 더 강하다고 알려졌다. 이게 바로 기계식 네바퀴굴림의 가장 큰 장점이다.
지금의 콰트로는 진화를 거듭해 이 기계식에 약간의 전자식을 곁들였다. 뒤 차축에 멀티 클러치가 들어간 크라운 기어를 넣었다. 전자 장치가 유압으로 멀티 클러치의 간격을 조절해 구동력을 나눈다. 크라운 기어는 앞차축에도 있다. 이 두 크라운 기어의 지름 비율은 앞뒤 4:6이다. 그래서 일반적으로 앞바퀴에 40퍼센트, 뒷바퀴에 60퍼센트의 구동력을 보낸다. 이 비율은 앞뒤 85:15에서 30:70까지 변한다. 어떤 상황에서도 네 바퀴에 어느 정도의 구동력을 항상 유지한다. 이는 한쪽으로 100퍼센트까지 힘을 몰아주는 전자식 네바퀴굴림과의 차이기도 하다.
콰트로는 여기에 전자식 토크 벡터링 기술도 담았다. 코너를 돌아나갈 때 좌우 바퀴에 실리는 힘이 비슷하면 관성에 따라 언더스티어가 발생하기 쉽다. 코너 굴곡에 따라 힘의 크기는 다르지만, 바깥쪽 바퀴에 더 큰 힘이 실려야 균형이 맞는다.
토크 벡터링은 코너를 돌 때 안쪽 바퀴에 제동을 걸어 토크를 제어한다. 그럼으로써 바깥쪽 바퀴에 더 큰 토크를 심어준다. 이렇게 되면 좀 더 안정적으로 고속 코너링이 가능해 스포티한 운전을 즐길 수 있다. 콰트로는 이렇게 기계식 설계에 기반을 두고 전자식 시스템을 더해 상황에 맞게 앞뒤 좌우 구동력을 분배한다.
조두현 기자 joecho@hankookilbo.com
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