자동차에서 엔진, 변속기, 구동축, 차동장치, 바퀴 등 동력이 바퀴까지 전달하는 모든 시스템을 통틀어 드라이브 트래인이라고 합니다. 여기에서 구동축과 차동장치 그러니까 변속기 이후의 구성 시스템을 바로 드라이브 라인이라고 하는데요, 이번 포스팅에서는 이 드라이브 라인의 역할과 종류에 대해 정리 해보겠습니다.
드라이브 라인 (Drive line)의 뜻과 구분
자동차가 주행 할 때는 엔진과 변속기의 위치는 변화가 없지만 네 바퀴의 위치는 노면 충격과 차량 무게, 높이, 각도 등 각자 실시간으로 바뀔 수 밖에 없는데요, 변속기에서 나온 출력을 각 바퀴의 각도, 길이 등의 상황에 맞춰 보정하여 전달 하는 시스템이 바로 드라이브 라인입니다.
드라이브 라인은 엔진과 변속기의 위치에 따라서 FF(전륜 구동), FR(후륜 구동)로 구분 할 수 있으며 추진축과 몇 가지 조인트 등으로 구성되어 있습니다.
드라이브 라인 (Drive line)의 구성 요소
드라이브 라인의 구성요소는 크게 추진축, 유니버셜 조인트, 슬립 조인트, 차동 기어, 등속 조인트 등으로 이루어져 있으며 각자의 역할은 다음과 같습니다.
- 추진축(Propeller Shaft): 엔진과 변속기에서 발생한 동력을 바퀴로 전달하는 축, 강한 비틀림을 받으며 고속으로 회전하기 때문에 이를 견딜 수 있도록 속이 빈 강관으로 되어 있음
- 차동 기어(Differential Gear): 주행 시 양쪽 바퀴의 구동력을 나눠 분배하여, 좌우의 회전을 다르게 해주는 장치로 FR 방식에는 차량 뒷편에, FF 방식에는 변속기에 내장되어 있음
- 슬립 조인트 (Slip Joint): FR 방식에서 추진축의 길이 변화를 보정하는 역할, 차량이 평행으로 주행 할 때는 등속도로 운동하며 슬립 조인트 양쪽으로 위치 차이가 발생하면 길이를 길게 만들어 변화를 보정함, 슬립 이음이라고도 함
- 유니버셜 조인트(Universal Joint): 일직선상에 있지 않는 두 개의 축이 각도를 이루어 교차 할 때 동력을 전달하기 위한 장치로 FR 방식에서 추진축의 각도 변화를 보정 하는 역할. 차량이 평행으로 주행 할 때는 등속도로 운동하며 유니버셜 조인트 양쪽으로 위치 차이가 발생하면 축의 각도 차이를 만들어 변화를 보정함, 자재 이음이라고도 함
- 등속 조인트 (Constant Velocity Joint): 두 축 사이의 각도 변화에도 회전을 전달하는 장치로 FF 방식에서 양쪽 바퀴에 연결 되어 있음
전륜 구동과 후륜 구동에서 드라이브 라인 (Drive line) 작동 방식
자동차 구동 방식, 그러니까 FF (전륜 구동), FR(후륜 구동)에 따라서 드라이브 라인도 차이가 있습니다. 추진축은 동력을 전달하고 조인트는 위치 변화를 보정한다는 기본 역할은 동일하지만 구성과 작동 방식이 달라지게 되죠.
FR (후륜 구동)의 드라이브 라인은 긴 추진축과 유니버셜 조인트, 슬립 조인트 등으로 이루어져 있습니다. 변속기에서 발생한 출력을 추진축이 회전하여 후륜의 차동 기어로 전달하는데, 이때 발생하는 각도와 거리 변화를 유니버셜 조인트와 슬립 조인트가 보정합니다.
FF (전륜 구동)는 엔진과 트랜스 액슬이 수평으로 놓이며 짧은 추진축과 등속 조인트가 앞바퀴와 연결 됩니다. 변속기에서 발생한 출력을 추진축이 회전하며 바퀴에 전달하는데, 이때 발생하는 각도와 거리 변화를 등속 조인트가 보정 합니다.
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