드라이브 샤프트(Drive Shaft) - 동력 전달의 시작

드라이브 샤프트(Drive Shaft) - 동력 전달의 시작

엔진에서 피스톤의 수직 운동으로 생성된 에너지를 회전 운동으로 전환하여 회전 동력을 만들어 내고, 그것을 효율적으로 이용하기 위해 변속기까지 거쳤습니다. 엔진과 변속기를 거쳐서 이제 동력이 바퀴로 전달될 준비가 되었습니다. 그럼 이 동력을 중간에 전달해줄 무엇인가가 필요하겠죠. 그것이 바로 드라이브 샤프트 입니다.

목차

• 드라이브 샤프트
• 드라이브 샤프트의 기능
• 구동 방식에 따른 드라이브 샤프트
• 드라이브 샤프트 고장 증상
• 드라이브 샤프트 수리 및 교체 비용
• 마치며

 

드라이브 샤프트

드라이브 샤프트는 엔진에서 발생한 동력을 차량의 바퀴로 전달하는 역할을 하는 구동계의 부품입니다. 앞서 말씀드렸다 시피 동력의 전달자인 샘이죠. 자동차가 움직일 수 있도록 돕는 가장 핵심적인 부품이죠. 바퀴와 연결되는 부품이고 샤프트라는 이름을 가진 만큼 회전하는 긴 축 형태로 되어 있습니다. 그리고 차량의 구동 방식에 따라서 길이와 구조가 조금씩 다르죠.

파일명: Cardan_Shaft.jpg 원본 이미지 출처:commons.wikimedia- made on my own 저작자: IP83 편집 및 수정: 차알 원본 링크: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cardan_Shaft.jpg 라이선스: CC BY-SA 3.0

드라이브 샤프트의 기능

드라이브 샤프트는 단순히 회전만 하는 부품은 아닙니다. 자동차는 도로를 고속으로 달리는 만큼 도로의 요철이나 차체의 움직임에 의해서 계속적으로 변화하는데 거기에 맞춰서 드라이브 샤프트도 같이 각도와 위치를 유연하게 조절해 줘야만 동력전달이 매끄럽게 이뤄집니다. 이러한 변화에 맞추기 위해서 드라이브 샤프트에는 CV 조인트(Constant Velocity Joint, 등속 조인트)나 유니버설 조인트(U-Joint) 같은 유연성을 줄 수 있는 연결 부품들이 함께 들어가죠.

드라이브 샤프트는 이러한 복합적인 구조로 다음과 같은 기능을 수행합니다.

• 동력 전달 - 엔진의 회전력을 바퀴에 전달 합니다.
• 차량의 무게와 진동을 흡수하여 한정적인 주행을 지원
• 각도 변화 대응 - 서스펜션 작동에 맞춰 유연하게 움직임을 조절

 

구동 방식에 따른 드라이브 샤프트

차량의 구동 방식이 다른 만큼 동력을 전달해 줘야하는 부분이 다른데요. 드라이브 샤프트는 이러한 구동 방식에 따라서 크게 세 가지로 분류 됩니다.

• 전륜 구동 (FF, Front-engine Front-wheel drive) - 엔진과 구동 바퀴가 모두 앞에 있는 방식으로, 이 경우에는 변속기에서 앞바퀴로 바로 동력을 전달하면 되므로 짧은 두 개의 드라이브 샤프트가 적용됩니다. 등속 조인트가 필수적으로 사용됩니다.(등속 조인트가 더 유연합니다.)

등속 조인트

• 후륜구동 (FR, Front-engine Rear-wheel drive) - 엔진은 앞에 있고 구동 바퀴는 뒤에 있는 방식으로, 엔진과 변속기에서 나온 동력을 뒷바퀴로 전달해야 하기 때문에 긴 프로펠러 샤프트 (Propeller Shaft)가 차 중앙에 적용되고, 여기서 뒷 바퀴로 각 동력을 전달해야 하기 때문에 리어 드라이브 샤프트 (Rear Drive Shaft) 또는 액슬 샤프트 (Axle Shaft)가 사용 됩니다. 프로펠러 샤프트에는 유니버설 조인트가 많이 사용되죠.(유니버설 조인트는 구조가 단순해 하중을 잘 견디죠.)

파일명: Universal joint.gif 원본 이미지 출처:commons.wikimedia-Own work 저작자: Van helsing 편집 및 수정: 차알 원본 링크: https://en.wikipedia.org/wiki/Constant-velocity_joint#/media/File:Universal_joint.gif 라이선스: CC BY 2.5

• 사륜구동 (AWD, All-wheel drive) / 4륜구동 (4WD, Four-wheel drive) - 네 바퀴 모두에 동력이 전달 되는 방식 입니다. 이 경우에는 모든 바퀴에 드라이브 샤프트가 적용되죠.

파일명: Universal_joints_shaft.jpg 원본 이미지 출처:commons.wikimedia-Own work 저작자: 편집 및 수정: 차알 원본 링크: https://en.wikipedia.org/wiki/Drive_shaft#/media/File:Universal_joints_shaft.jpg 라이선스: CC BY-SA 3.0

드라이브 샤프트 고장 증상

드라이브 샤프트는 회전을 많이 하는 부품이다보니, 주로 마모나 충격, 윤활 불량에서 고장이 많이 발생합니다.

• 주행 중 진동 - 일정한 속도 이상헤서 떨리듯이 진동이 오는 경우
• 딱딱하는 소리나 금속이 갈리는 소리 - 핸들을 돌릴 때 '딱딱'하는 소리가 들린다면 등속 조인트 문제의 가능성이 있습니다.
• 가속 시 소음 - 회전력 전달이 원활 하지 못하면 금속 마찰음이 생길 수 있습니다.
• 기름이나 윤활제 누출 - 샤프트의 고무 부분이 찢어지면서 내부 윤활제가 나오면 성능이 저하됩니다.

 

드라이브 샤프트 수리 및 교체 비용

고장 증상	예상 원인	수리 방법	예상 수리비용
저속 회전 시 딱딱딱 타격음	CV 조인트(등속조인트) 마모	조인트 or 샤프트 교체	30만 ~ 70만
고속 주행 시 진동	샤프트 밸런스 이상 or 유니버셜 조인트 불량	샤프트 전체 교체 or 밸런싱	40만 ~ 90만
급가속/감속 시 ‘쿵’ 충격음	스플라인 유격 or 센터베어링 마모 (후륜 기준)	스플라인 보강 or 베어링 교체	20만 ~ 60만
회전 중 쇠 갈리는 소음	조인트 내부 금속 마모 or 윤활유 손실	조인트 교체 or 샤프트 재제작	30만 ~ 80만
차량 출발 시 지연 or 떨림	CV 조인트 고착 or 부트 찢어짐 후 이물질 유입	부트/조인트 교체	25만 ~ 60만
샤프트 파손 / 심한 진동	충격 손상, 부싱 이탈, 과도한 토크	전체 교체 필요	60만 ~ 120만

국산차 기준으로 대략적으로 나타낸 가격 입니다. 수입차의 경우 2~3배의 비용이 발생 할 수 있습니다.

 

마치며

이 번 글에선 드라이브 샤프트에 대해서 알아보았습니다. 전에 프로펠러 샤프트가 주행중에 빠져서 고속도로에서 큰사고가 난 것을 본적이 있는데요. 차량의 동력을 엄청난 회전을 하며 바퀴에 전달하는 부품이니 이런식의 사고가나면 대형사고로 이어질 수 있더라구요. 그래서 이런 부품들은 이상 소음이 발생하면 항시 점검을 하는게 좋은것 같습니다. 모두의 안전을 위해서요.

 

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