지난 번에는 쇽에 대해 자세히 살펴보았습니다. 이번에는 디퍼렌셜과 액슬에 대한 이야기를 해 보고자 합니다. 액슬의 범주에 디퍼렌셜이 포함이 되나 편의상 나눠서 설명을 합니다. 디프의 기본적인 동작원리는 이미 알고 계실 것이라 생각하고 생략하겠습니다. 이전 강좌에서 대부분 설명이 되어서 이번에는 세팅북에 나와있는 것을 다루겠습니다.
 
아래는 디프오일(구리스) 점도에 따른 특성입니다.
 
(1) Front 저점도
  - 코너진입 시(감속) 스티어링 증가
  - 오일이 너무 묽으면 스티어링의 일관성이 없어진다. 특히 코너탈출 가속 시 전진 트랙션(스티어링)을 잃게 된다

(2) Front 고점도
  - 제동중 코너진입 시 안정성이 증가
  - 코너탈출 시 가속 스티어링 증가

(3) Center 저점도
  - 가속하는 동안 앞바퀴의 무부하가 증가
  - 가속 스티어링 감소(오버스티어 감소)
  - 거친(굴곡이 많은) 트랙에서 주행하기 좋음
  - 하이파워엔진의 경우 파워손실이 커지고 "과부하"로 인해서 센터디프오일의 "cook" 발생
  - 감속 스티어링 증가

(4) Center 고점도
  - 모든 휠의 구동효율 증가
  - 가속이 좋아짐
  - 가속 스티이링 증가(언더스티어 감소)
  - high-bite, 평탄한 트랙에 좋다
  - 하이파워엔진의 경우 차량이 불안정해 질 수 있으므로 스로틀조작을 부드럽게 해야 한다.

(5) Rear 저점도
  - 코너링 트랙션 증가
  - 코너진입 시 스티어링 증가

(6) Rear 고점도
  - 코너링 시 리어트랙션 감소
  - 휠스핀의 감소
 
 
세팅자료를 읽다보면 용어가 의미하는 것이 무엇인지 궁금할 때가 많습니다. 비슷한 용어로 "on-power"와 "on-throttle"의 차이점이 무엇인지 아무리 생각해봐도 정답을 얻기가 어렵습니다. 여기서는 특별히 구별해서 사용하지는 않고 "가속"으로 "off-power"를 "off-throttle"는 "감속"으로 설명하겠습니다. 또한 "스티어링"이라는 용어가 많이 쓰이는데 단순하게 "방향전환속도"로 생각하는 게 속 편할 것 같습니다. 위에서 "cook"은 과부하로 인한 열을 받아서 오일이 기화되는 현상을 뜻하는 듯 합니다.
 
프론트와 리어디프는 주로 스티어링과 트랙션에 대한 특성으로 그냥 읽기만 해도 이해가 쉬운 편이라 설명을 생략하고 센터디프에 대해 설명을 하겠습니다.
 
차량종류에 따라서 센터디프가 있는 경우와 디프 기능이 없는 스퍼기어(슬리퍼클러치)로 다이렉트방식의 동력을 전달하는 두 가지로 구분이 됩니다. 센터디프가 없는 경우 앞뒤바퀴로 전달되는 동력은 동일합니다. 이 경우 코너링 시에는 약간 불안정한 요인이 되기도 합니다. 일부 온로드차량에서 센터 또는 프론트 원웨이액슬 방식의 경우 이러한 문제점이 줄어들어서 부드러운 코너링이 가능하게 됩니다.
 
센터디프의 기본적인 역할은 프론트/리어디프가 차량이 회전 시에 좌우바퀴의 회전 수를 조절해 주는 것과 동일하게 앞뒤 디프(액슬)의 회전 수를 조절해주는 역할입니다. 차량이 회전 시에 내측과 외측바퀴의 회전수가 다른 것은 대부분 알고 있듯이 앞뒤 디프의 회전 수 역시 틀립니다. 회전수가 틀린 이유는 스티어 특성과 앞뒤 4개의 바퀴가 회전반경이 틀린 점을 이해하면 쉽게 알 수 있습니다. 결국 센터디프의 역할은 차량의 안정적인 코너링을 위해 필요한 것입니다. 이 점만 기억을 해도 강좌의 대부분을 이해한 것 입니다. 실제 차량에도 4륜구동인 경우 센터디퍼렌셜이 탑제된 차량이 있고 이를 전자제어하는 시스템도 있습니다.

 

센터디프의 또 하나의 기능은 주행 중 이물질에 의해서 바퀴(샤프트)가 안돌아갈 경우 구동계부품을 보호해주는 역할을 합니다. 예를 들어서 뒤의 한쪽휠이 안돌 경우는 리어디프에 의해서 동력이 다른 쪽휠로 전달되어지는데 양휠이 다 못 돌아 갈 경우는 센터디프에 의해서 앞쪽으로 동력이 전달되어집니다. 센터디프가 없는 차량은 이런 기능이 제한되기 때문에 스퍼기어에 슬리퍼클러치를 달아줘서 앞뒤 어느 쪽이든 좌우로 동시에 안 돌아 갈 경우 모터에서 나오는 동력을 차단해서 구동계부품(모터와 변속기 포함)을 보호해 줍니다. 온로드차량의 경우 이런 가능성이 매우 낮기 때문에 슬리퍼클러치를 대부분 사용하지 않습니다.
 
 

 

위 그림에서 두 가지 경우의 차이점이 있는데 그것을 찾아내신다면 높은 실력을 가진 분 입니다. 정답은 여러분 스스로 찾아보시기 바랍니다.
 
드리프트용 차량의 경우 앞뒤 기어비를 다르게 하는 카운터세팅을 합니다. 트리프트의 경우 차량의 주행성능이 떨어지는 방향으로 즉 직진을 하기 힘들게 세팅을 합니다. 이는 드리프트라는 특수한 상황을 연출하기 위해서 사용 되어지는 것으로 4륜구동챠량으로 오버스티어가 강한 후륜구동 특성을 얻기 위해서 사용되는 것 같습니다. 필자도 드리프트차량은 해 본 적이 없어서 그 이상의 설명은 생략하겠습니다.
 
이와는 반대의 카운터세팅(앞쪽의 회전수가 많은 세팅)은 주행성능이 향상이 됩니다. 쉽게 이해를 하기 위해서 힘이 다른 두 사람과 손수레(리어카) 한대를 예로 들어 설명을 하겠습니다. 우선 손수레를 힘 센 사람(A)이 앞에서 끌고(견인) 힘이 약한 사람(B)이 밀 경우 견인력(트랙션)이 강하기 때문에 손수레가 안정적으로 움직입니다. 상황에 따라서 힘이 약한 B가 끌려올 수도 있습니다. 반대로 B가 끌고 A가 밀 경우 견인력보다 미는 힘이 더 강하기 때문에 리어카의 조향이 드리프트처럼 불안정하게 움직입니다. 설명된 상황을 머리속으로 잘 생각하면 이해가 쉽게 되는데 A가 미는 힘이 지나치게 크게 될 경우 B가 수레에 매달려서 가는 장면을 상상하시기 바랍니다. 즉 A가 끌고 B가 미는 상황을 차량의 앞바퀴와 뒷바퀴로 대입시키면 동일한 현상이 발생되어 끄는 힘이 미는 힘보다 크거나 같을 경우 차량이 좀 더 안정적입니다.
 

이러한 세팅(앞 쪽에 작은 디프기어 또는 뒤 쪽에 큰 디프기어)은 아래와 같은 특성을 줍니다.

    - 미끄러운 트랙에 적합
    - 전체적인 스티어링이 증가하고 차량을 주행하기 쉬워짐
    - 뒤쪽 끝이 차량을 따른다(좌우로 미끄러지지 않고 따라온다는 뜻)
 
위 특성은 전륜구동과 후륜구동차량을 비교해보면 쉽게 이해가 됩니다.
 
 
온로드에서 주로 사용하는 볼디프는 기어디프에 비해서 세팅하기 편리하고 빠른 장점이 있는 반면에 오염이나 내구성에서 단점이 있습니다. 아래는 볼디프에 대한 세팅 특성입니다.
 
(1) 프론트디프를 조일 경우
   - 스티어링 반응이 감소
   - 제동 시 좀더 안정적이나 회전이 안 좋다
   - 코너탈출 시 가속 스티어링이 좋다

(2) 프론트디프를 풀 경우
   - 스티어링 반응이 증가
   - 제동 시 불안정하나 회전이 좋다
   - 코너탈출 시 가속 언더스티어

(3) 리어디프를 조일 경우
   - 코너진입 시 언더스티어가 약간 나타남, 그러나 코너탈출 시 차량 조종이 힘들어짐 (파워슬라이드)
   - 가속 스티어링 증가
   - 높은 트랙션 노면에 적합하나 코너중반에 뒤쪽의 안정성이 떨어짐

(4) 리어디프를 풀 경우
   - 코너중반과 탈출 시 안정성 증가
   - 가속 언더스티어
   - 트랙션이 낮은 노면이나 프론트원웨이와 조합해서 사용
 
 
기타 솔리드 액슬과 원웨이액슬에 대한 설명입니다.(온로드차량이 주로 해당됨)
 
(1) 리어 솔리드 액슬
   - 그립이 아주 높은 트랙에 적합
   - 프론트원웨이와 같이 사용(리어휠만 제동이 걸림)

(2) 프론트 솔리드 액슬
   - 리어 볼디프와 같이 사용
   - 낮은 트랙션과 감속 오버스티어가 약하고 코너진입 시 제동이 필요한 노면에서 사용
      (넓은 실외공터나 제동구역이 있는 미끄러운(낮은 트랙션) 트랙에서 일반적으로 사용)
   - 감속 스티어링과 효율이 줄어듬(런타임 단축)
   - 주행하기가 쉬워져서 공격적인 주행에 적합

(3) 프론트 솔리드 원웨이 액슬
   - 코너진입 시 제동이 필요 없는 중간이상의 트랙션 노면에서 감속 스티어링과 효율을 준다
   - 감속 스티어링과 효율이 좋다

(4) 프론트 원웨이 액슬
   - 코너진입을 위한 감속 & 제동 시 볼디프와 같은 특성을 가지며 제동이 안 걸림
   - 코너탈출을 위한 가속시 솔리드액슬과 같은 특성으로 가속 언더스티어
   - 리어디프 또는 솔리드액슬과 같이 사용
   - 트랙션이 높고 감속 언더스티어가 약한 코너진입 시 제동이 필요없는 트랙에 적합
   - 최대 감속 스티어링과 효율을 증가시켜줌(런타임 증가)
   - 부드러운 주행스타일에 적합
 

 

[원작 : 제플린의 RC이야기]