안녕하세요~ 린드우디입니다~!^^

아주 예전에 아우디의 기계식 토센 센터 디퍼렌셜의 동작 원리를 분석하며 썼던 글이 있었는데

개인적으로 조금 더 깔끔하고 쉽게 이해가 가도록 하는 영상을 찍고 싶어서 이번에 영상을 재촬영을 하게 되었습니다.

토센에 대해 혹자는 구시대의 유물(?)이라고 하기도 하지만 2025년 현재까지도 아우디는 요긴하게 잘 써먹고 있죠ㅎㅎ

그리고 이런 기계적인 동작의 원리를 분석하는 재미, 그리고 실제 주행에서 느껴지는 질감이 매력인 것 같습니다ㅋ

이미 동작 원리를 알고 계신 분들께는 재탕 느낌의 영상이지만

그래도 혹시 토센에 대해서 궁금하셨던 혹은 이해가 안되었던 분들께 도움이 되는 영상이었으면 좋겠습니다~

< 아우디의 기계식 토센 콰트로의 동작 원리 >

https://youtu.be/burTcxhF8hI

(아래 내용은 토센과 아우디의 사륜 베이스 플랫폼에 대한 제 개인적으로 생각입니다)

토센은 1950년대에 개발되어 지금도 토요타 GR86의 후륜LSD에 쓰일 만큼 꽤나 오랫동안 사랑받은 LSD입니다.

재밌는 건 보통 토센을 후륜LSD에 많이 쓰는데 아우디는 센터 디프로 사륜 토크 배분 장치로 쓸 생각을 했다는 겁니다.

기계식 토센 센터 디프 특성상 네 바퀴에 항상 강력한 구동력을 보내고 어떤 바퀴도 동력을 끊을 수 없기에 

후륜기반 레이아웃과 전륜기반 레이아웃은 토센의 빠르고 강력한 토크 배분을 버텨 낼 수가 없습니다.

그래서 아우디는 전륜과 후륜을 모두 변속기에 직결 시키는, 마치 전륜구동과 후륜구동을 합쳐 놓은 듯한 그런 형태의 

대칭형 레이아웃 사륜기반 플랫폼(MLB, MLB evo, PPC 등등)을 40년 넘게 발전시켰습니다.

엔진이 전륜보다 앞으로 나온 프런트 헤비의 형태의 단점은 가졌지만 

토센 콰트로를 구현 하기 위한 레이아웃으로는 현재 아우디의 세로배치 레이아웃이 가장 적합했을것입니다.

모터스포츠에 빠삭한 아우디가 무게배분의 중요성을 알면서도 그걸 희생하고 

완벽한 상시사륜을 만들기 위해 기계식 콰트로 전용 플랫폼을 만든 것이라 볼 수 있습니다.

(그 와중에 아우디는 지속적인 플랫폼의 개선을 통해 앞55 뒤45의 무게배분까지 실현해냄)

실제로 폭스바겐 그룹은 전륜 베이스 MQB플랫폼(폭스바겐 골프), 후륜 베이스 MSB플랫폼(포르쉐 파나메라) 등등 

다양한 레이아웃의 플랫폼을 보유하고 있지만 기계식 토센을 센터 디퍼렌셜로 사용 가능한 플랫폼은 

사륜 베이스 MLB, MLB evo(세로배치 아우디) 플랫폼이 유일합니다.

< 아우디 비대칭 토크 배분(전륜40:후륜60) 기계식 토센 콰트로의 동작 원리 >

https://youtu.be/Y5o0u_6Y1fo

‼토센의 구동력 배분에 대한 추가 설명‼

"센터 디퍼렌셜이 구동력을 앞축과 뒷축에 분배 하는 토크 비율" ---> 잠금 토크가 없어도 50:50, 잠금 토크가 있어도 50:50

"앞 타이어와 뒷 타이어가 구동력을 노면에 전달하는 토크 비율" ---> 잠금 토크가 없으면 50:50, 잠금 토크가 있으면 비대칭 비율

‼아우디는 왜 전륜40 : 후륜60의 비대칭 토센을 개발하게 되었을까?‼

자동차로 코너를 돌때 운전자가 조향을 하면 전륜 타이어와 노면이 접지한 트레드면이 비틀어지면서

타이어의 방향과 실제로 이동하고 있는 방향의 차이(슬립 앵글)로 인한 코너링 포스로 차량이 선회하게 됩니다.

그런데 이렇게 전륜이 열일을 하는 와중에 전륜으로 가는 구동력이 너무 강해버리면

전륜쪽 타이어 그립이 부족해져 파워 언더 스티어로 코너에서 바깥으로 밀려나는 현상이 발생합니다.

그래서 2008년부터 아우디는 후륜쪽에 더 많은 구동력을 전달 할 수 있는

Rear bias(후륜 편향) 전륜40 : 후륜60의 비대칭 토센 디퍼렌셜을 MLB플랫폼과 함께 적용하기 시작했습니다.

(엄밀히 따지면 2006년 B7 RS4부터 비대칭 토센이 적용되긴 했습니다, 다만 해당 차량은 MLB플랫폼이 아닙니다)

비대칭 토센과 무게배분을 개선한 MLB플랫폼을 통해 2008년 B8 A4차량부터

아우디의 파워 언더 스티어는 획기적으로 개선되어 코너링시 굉장히 뉴트럴한 느낌을 받을 수 있습니다.

2025년 현재까지도 기본 구동 배분 40:60의 비대칭 토센은 많은 아우디 차량에 적용되고 있고

람보르기니 우루스에 적용된 기계식 토센 역시 아우디의 것을 그대로 사용 중입니다.

< 영상 내용들의 기술 자료 출처 >

- 웜 기어 [worm gear, ウオームギヤ] 도해 기계용어사전

상호간에 직각으로 교차하지 않는 2축간에 큰 감속비의 회전을 전동하는 데 사용되는 기어 장치.

나사형 웜과 이것에 맞물려지는 웜 휠로 이루어지고, 보통 웜을 원동차로 하여 감속 장치에 사용한다.

감속 장치로서 속도비를 1/100로 할 수 있다.

https://terms.naver.com/search.naver?query=%EC%9B%9C%EA%B8%B0%EC%96%B4

- 헬리컬 기어 [helical gear, はすば歯車] 도해 기계용어사전

바퀴 주위에 비틀린 이가 절삭되어 있는 원통 기어. 

[특징] 평기어 보다 물림률이 좋기 때문에 회전이 원활하고 조용하다.

[용도] 감속 장치나 동력의 전달 등에 사용된다. 

https://terms.naver.com/search.naver?query=%ED%97%AC%EB%A6%AC%EC%BB%AC+%EA%B8%B0%EC%96%B4&searchType=text&dicType=&subject=

‼주의‼헬리컬 기어의 형상을 띄면서 그와 동시에 웜 기어의 형태를 가질 수도 있다.

‼주의‼다만 토센 디퍼렌셜을 이해하는데 있어서 웜 기어라 표현하는 경우 이해를 어렵게 하는 부분이 있어 헬리컬 기어로 표현합니다.

- 토센 디퍼렌셜 테크니컬 도큐먼트 - 글리슨사 자료

https://www.flashoffroad.com/features/Torsen/Torsen_white_paper.pdf

- 아우디 토센 센터 디퍼렌셜 테크니컬 도큐먼트 - 아우디 제공

Self Study Programme 478 : 34페이지 ~ 37페이지

https://www.scribd.com/document/274006179/Ssp-478-Audi-a7-Sportback

- 다양한 종류의 토센 디퍼렌셜 - JTEKT사 자료

https://www.jtekt.co.jp/e/products/automotive/driveline/differential02.html

- 2세대 RS7에 적용된 토센 센터 디퍼렌셜(self-locking center differential)