본문내용
1. 동력전달장치
1.1. 개요
동력전달장치란, 엔진에서 얻어진 회전력을 지면과 마찰하는 바퀴에 유효하게 전달시키는 장치를 말한다. 동력전달장치는 엔진으로부터의 동력을 저속에서 고속까지 변환하여 전달하는 기능을 하기 때문에 자동차가 원활하고 효율성 있게 주행하도록 하게 한다. 동력전달장치는 크게 클러치, 변속기, 추진축, 최종감속 및 차동 기어 장치, 구동 바퀴 등으로 구성된다. 동력전달장치는 기관과 구동축의 위치에 따라 앞 기관 뒷바퀴 구동식(FR), 앞 기관 앞바퀴 구동식(FF), 뒤 기관 뒷바퀴 구동식(RR), 전 바퀴 구동식(4WD) 등이 있다. 엔진의 위치와 구동방식에 따라 동력전달장치의 구성부분은 조금씩 다른 구성품과 동작을 갖게 되는데, 이에 대해 알아보기로 하겠다.
1.2. 구동방식에 따른 동력전달장치 구성
1.2.1. 후륜구동형(FR)
후륜구동형(FR) 자동차는 엔진이 차량의 앞부분에 위치하고 구동력은 뒷바퀴로 전달되는 자동차 구동 방식이다. 이 방식에서 동력전달장치는 클러치, 변속기(T/M: Transmission), 추진축 및 리어 액슬(Rear Axle) 등으로 구성된다.
엔진에서 발생한 동력은 먼저 클러치를 거쳐 변속기로 전달된다. 변속기에서는 엔진의 회전 속도와 토크를 자동차의 주행 상태에 맞게 변환하여 추진축에 전달한다. 추진축은 변속기의 출력을 차동장치와 종감속기어가 있는 리어 액슬로 전달하는 역할을 한다.
FR 방식의 동력전달 순서는 엔진 → 클러치 → 변속기 → 추진축 → 종감속기어(차동기어) → 액슬축 → 뒷바퀴이다. 이와 같은 구조에서 엔진이 종방향으로 배치되어 있어 중량 분배와 조정성, 안정성 면에서 유리한 장점이 있다. 하지만 동력 전달 과정에서 손실이 크고 전체 중량이 무거워지는 단점도 가지고 있다.FR 방식은 후륜구동 방식으로, 엔진에서 발생한 동력을 후륜에 직접 전달하여 구동하는 시스템이다. 주요 특징은 다음과 같다.
1. 엔진이 차량 앞부분에 종방향으로 배치되어 있다. 이로 인해 무게 배분이 좋아 접지력과 운동성이 양호하다.
2. 엔진, 변속기, 구동축이 일직선상에 위치하여 동력 전달 경로가 단순하다. 이는 구조적 강성 확보에 유리하다.
3. 후륜 구동 방식으로 인해 급가속 및 고속 주행 시 안정성이 높다.
4. 하지만 구동 부품이 많아 제작 및 정비 비용이 높고, 연비가 상대적으로 나쁘다는 단점이 있다.
FR 방식은 주로 대형 승용차와 RV, 트럭 등 대형 차량에 적용된다. 무게 배분과 주행 안정성이 중요한 차종에 적합한 방식이라 할 수 있다.
1.2.2. 전륜구동형(FF)
전륜구동형(FF-Front Engine Front wheel drive)자동차는 근간의 승용차에서 주류를 이루고 있으며 클러치, 변속기(T/A:Transaxle) 및 추진축 등으로 구성되어 있다. 엔진은 횡 방향(Transverse)으로 배치되며 동력의 전달 순서는 엔진 → 클러치 → 변속기 → 추진축 → 앞바퀴이다.
FF 방식의 구성도를 살펴보면 FR 방식에 비해 간단한 구조를 가지는 것을 볼 수 있다. 이는 기관과 구동바퀴의 위치가 FR 방식에 비해 가까운 이유이며, 이러한 비교적 간단한 구조로 인해 중량과 동력 손실에서 FR 방식에 비해 이점을 가지게 된다. 뿐만 아니라 실내 공간을 유효하게 이용가능하게 하고, 연료를 절약하게 한다.
하지만 FF 방식은 FR 방식에 비해 조정능력이 떨어지는 점, 등판능력이 떨어지는 점 등의 단점도 가지고 있다. 각 부분의 자세한 구조와 동작에 대해서는 다음 단락에서 알아본다.
1.3. 동력전달장치의 각 구성 부분과 역할
1.3.1. 클러치
클러치는 기관과 변속기 사이에 설치되어 구동 바퀴에 전달되는 동력을 차단하거나 연결하는 역할을 하며, 기관의 기동, 변속, 정차 등의 조작을 할 때 이용된다. 동력 전달 순서상 엔진에서 발생한 동력을 가장 먼저 전달 받는 부분이라 할 수 있다.
클러치(Clutch)는 엔진 플라이휠과 변속기 입력 축 사이에 설치되며, 엔진의 동력을 변속기에 전달하거나 끊는 역할을 한다. 엔진 시동을 걸때나 기어를 변속할 때는 동력을 끊고, 출발할 때에는 엔진의 동력을 서서히 연결하는 일을 하며, 그 조작은 운전석에서 자유로이 할 수 있도록 되어 있다.
클러치는 동력을 전달하는 방식에 따라 마찰클러치, 유체클러치, 전자식클러치 등으로 분류된다. 수동변속기 차량에서 쓰이는 클러치에 해당하는 것이 마찰클러치이며, 운전자가 직접 조작을 할 수 있도록 설계되어 있다. 마찰클러치는 구조가 간단하고 효율이 높으며 가격이 싸지만, 잦은 마찰에 의해 클러치 디스크를 자주 교환해야 하는 단점도 있다.
유체클러치는 마찰클러치와 달리 기계적인 힘(마찰)에 의해 회전력의 전달이 이루어지는 것이 ...
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