아우디의 독보적인 기술 3가지가 화제다. 경량화, 헤드라이트, 풀타임 사륜구동 콰트로다.
대표적인 경량화 기술중 하나는 알루미늄 차체(ASF)다. ASF는 ‘Audi Space Frame’의 약자로, 아우디가 세계 최초로 양산형 자동차에 적용시킨 100% 알루미늄 바디의 약칭이다. ASF는 1994년 A8에 처음 적용되었다. ASF는 스틸 구조의 일반 차체에 비해 약 120~140kg까지 감량하는 효과를 낸다. 비틀림 강성도 60% 이상 향상돼 주행 안정성이 뛰어나고, 가공이 편리해 충격에 강한 구조로 설계할 수 있다. 알루미늄이라는 재료의 특성상, 노면으로부터 오는 진동을 흡수하기 때문에 승차감도 향상된다. 아울러 알루미늄 차체는 부식이 적고 재활용이 가능하여 환경 오염을 줄이는 데도 기여한다.
최근 출시한 프리미엄 스포츠세단 ‘뉴 아우디 S8 플러스’의 프레임은 중량이 231kg에 불과해 동급 경쟁 모델 중 가장 가볍다. 여기에 V8 트윈터보 4.0리터 TFSI 엔진을 탑재해 최고출력 605마력, 최대토크 71.4kg.m의 강한 힘을 보여준다. 100km/h에 도달 시간은 단 3.8초이며 최고속도는 305km/h이다.
‘뉴 아우디 A4’ 역시 최적의 기능성과 경량 구조를 위해 적재적소에 적절한 소재를 사용했다. 강철과 알루미늄 복합 구조로 된 차체, 알루미늄으로 된 서스펜션 스트럿 마운트, 리어 액슬의 부하 경로 최적화, 모노 튜브 댐퍼의 사용을 통한 경량 구조, 액슬 가이드와 피봇 베어링에 개선된 알루미늄 단조 기술 사용, 구조가 축소되고 중량이 감소한 신형 엔진을 사용했다. 이를 통해 최대 100Kg을 줄였다. 특히 서스펜션 하단부를 경량화해 그 효과를 극대화했다.
헤드라이트 기술은 아우디의 가장 큰 자랑이다. 아우디는 LED 주간운행등, 풀 LED 헤드라이트, 매트릭스 LED 헤드라이트 등을 세계 최초로 적용했다. 아우디 모델에 적용된 헤드라이트는 LED 주간운행등을 기본으로 하여 각 모델에 따라 LED 헤드라이트, 매트릭스 LED 헤드라이트, 레이저 헤드라이트 등이 달리 적용되어 있다.
아우디의 LED 헤드라이트에 적용된 혁신적인 광학 기술은 일반적으로 널리 사용되고 있는 튜브형 라이트 모듈(tubular light modules)로부터의 탈피를 의미하는 것이다. 전조등은 ‘윙’이라 불리는 날개 모양의 크롬 윤곽선 아래에 위치하며 부채꼴을 형성하는 10개의 개별 모듈로 구성된다. 윙 바로 아래에는 주간 운행등 및 방향지시등 용으로 흰색 LED 22개와 황색 LED 22개가 또 다른 부채꼴을 이루고 있다. 윙의 위쪽에 자리잡은 것은 상향등인데 2개의 강력한 4칩 LED와 반사기 시스템에서 빛이 생성되어 나오며 별도의 팬과 방열판이 라이트 시스템의 온도를 적정하게 조절한다.
매트릭스 LED 라이트는 좌우 각각 25개의 고광도 LED 램프가 상황에 따라 유기적으로 작동하는 것이 특징이다. 반대편 차량의 움직임을 감지하여 헤드라이트의 불빛이 반대편 차량에는 적게 비춰지도록 하고 그 외 운전자의 시야는 더 밝고 넓게 해준다. 야간 주행 시 반대편 운전자의 시야를 방해하지 않으며 운전자에게는 보다 안전한 주행을 돕는다. 또한 내비게이션과 연계 작동되어 코너링 시 회전 방향으로 보다 많은 빛을 발산 시킨다.
아우디의 레이저 라이트는 지난 6월 2014 르망 24시간 레이스에 출전한 ‘아우디 R18 e트론 콰트로’에 처음 적용되었다. 레이저 라이트의 레이저 다이오드는 450 나노 미터 파장의 단색의 일관된 빛을 방출하여 푸른 빛이 도는 희미한 색을 띠고 있지만 그 순수한 형태에서 발관 형광체는 도로에서 운전자에게 친숙한 흰색 빛으로 변환된다. 마이크로 미터 단위 직경의 레이저 다이오드는 LED다이노드보다 훨씬 작고 조사 거리는 500미터 (1,640.42 피트)로 LED 상향 등의 약 2배, 밝기는 3배에 달한다. 레이저 헤드라이트는 상향등에만 사용되며, 일반 라이트 조명은 LED 모듈을 사용한다. 2014년 여름 한정판 모델로 출시된 ‘아우디 R8 LMX’를 통해 처음 대중에 선보였다.
누구도 넘볼 수 없는 콰트로는 아우디의 독보적인 기술이다. 1980년 세계 최초로 승용차에 적용한 ‘콰트로’는 아우디만의 기계식 풀타임 4륜구동 기술이다. 전체 라인업에 사륜구동 시스템을 적용하는 브랜드는 아우디가 유일하다. SUV인 Q시리즈와 S, RS 등 고성능 모델뿐만 아니라 A4, A6, A8 등 일반 모델까지 콰트로 시스템이 적용된다. 모든 차종이 설계 단계부터 콰트로 기반으로 제작돼 최적화된 사륜구동 성능을 낸다.
콰트로 기술이 적용된 아우디 차량은 1년 365일 중 평균 110일 이상 비와 눈이 내리고, 지형의 70% 이상이 산인 한국의 도로 환경에서 최고의 성능을 발휘한다. 특히, 겨울철 사고 위험이 높은 눈길, 빙판길 안전 주행에 독보적인 능력을 발휘하며, 주행 중 급커브 또는 갑작스런 장애물 출현 등 돌발 상황에서도 운전자가 조작하는대로 차량이 민첩하게 반응한다.
전자식 사륜구동 방식에 비해 네 바퀴 모두를 기계적으로 제어하는 아우디의 콰트로는 다음과 같은 장점이 있다.
– 기계식 전자식 제어장치가 계산 및 명령할 시간이 필요 하지 않아 타사의 사륜 구동 방식에 비해 반응 속도가 빠르다.
– 이륜구동(전륜/후륜)의 기본 구조에서 강제로 힘을 분배는 방식이 아니므로 구동력 손실이 적다.
– 바퀴의 스핀이 일어났을 때 개입하는 전자식이 아닌 네바퀴 모두에 최소한의 구동력을 유지하는 기계적 동력 배분을 통해 정확하고 즉각적인 반응을 구현한다.
– 필요한 상황에서 최적의 동력을 배분할 수 있으므로 코너링이 보다 안정적이다.
타사의 사륜구동 시스템은 기본적으로 이륜구동 상태인 차량의 동력 흐름을 전자식 제어장치를 통해 상황에 따라 일시적으로 바꿔 주는 시스템이기 때문에 완전한 상시(풀타임) 사륜구동이라 하기에는 무리가 있다. 이들 시스템에서 주로 사용되는 전자 트랙션 장치들은 바퀴의 스핀(헛바퀴) 현상을 줄여주지만 동시에 동력을 일시적으로 끊기 때문에 차의 힘을 떨어뜨려 운전의 즐거움을 현저히 감소시킨다.
고속 코너링에서 바퀴에 전달되는 동력 배분 반응속도가 느릴 경우 치명적인 결과를 초래할 수 있다는 점에서 반응 속도는 매우 중요하다. 또한, 전자식 사륜구동은 상시 사륜구동인 콰트로에 비해 코너링 시 안정성도 떨어진다.
콰트로는 평상시 전, 후륜에 대한 엔진 파워를 40:60으로 분배하여 후륜 기반의 다이내믹함과 함께 사륜의 안정적인 드라이빙을 즐기게 해준다. 운전 상황에 따라 전.후륜에 대한 토크 분배를 최대 70%의 동력을 전륜에, 후륜에는 최대 85%의 동력을 분배함으로써 보다 역동적인 주행을 가능하게 하며 토크 벡터링이 장착되어 정교한 컨트롤을 가능케 한다.
풀타임 4륜구동 시스템인 콰트로는 단순히 두 바퀴에만 동력을 전달하는 것이 아니라 차량의 모든 바퀴에 동력을 배분해 전달한다. 4개의 바퀴가 각각 가장 적절한 양의 동력을 배분 받아 구동됨으로써 차량의 접지력과 구동력이 극대화 된다.
콰트로 드라이브 라인의 중심 요소는 내부 가속 차동장치(inter-axle differential)다. 이 내부 가속 차동장치는 앞뒤 로테이션의 속력 차이를 보정해 주고, 도로의 상태에 맞게 자동적으로 동력을 분배한다.
엔진 토크는 엑셀에 의한 가속이나 다양한 도로의 상황이 차에 영향을 덜 미치도록 양쪽 가속 장치에 분배된다. 여타 4륜구동 차량과는 달리 콰트로는 별도의 브레이크 조작 없이도 안전하게 운행할 수 있는 안정성을 유지해 준다.
전자식 4륜구동의 전자 트랙션 보조장치가 브레이크를 통해 바퀴의 스핀(헛바퀴)을 줄이거나 엔진 조정 제어장치를 사용해 속도를 늦추는 반면, 콰트로는 앞과 뒤의 구동축(axle)에 토크(동력)를 기계적으로 재분배함으로써 앞, 뒤 바퀴의 스핀이나 속도를 줄이는 것. 즉, 바퀴에 전달되는 동력의 적절한 분배를 통해 바퀴의 접지력을 높여 최적의 주행상태를 유지할 수 있도록 하는 것이기 때문에 쾌적한 이동성과 다이내믹한 주행이 가능하게 한다.
기술적으로 정제된 아우디의 탁월한 4륜구동 콰트로 시스템은 모든 차량의 바퀴에 동력을 전달하며 이동성을 극대화한다. 마른 도로에서의 코너링, 젖은 노면에서의 주행, 높은 지형을 오를 때도 콰트로는 구동력을 극대화하면서 네 바퀴 모두에 엔진의 힘을 최적의 상태로 배분함으로써 능동적인 안전성을 제공한다.
아우디의 탁월한 풀타임 4륜구동 콰트로는 전.후륜에 대한 토크 분배를 기계식으로 자유로이 조절할 수 있기 때문에 앞바퀴 또는 뒷바퀴에 힘을 몰아주는 형태의 타사 4륜구동 시스템과는 확연히 구별되는 주행안정성을 자랑한다.
오종훈 yes@autodiary.kr
