전륜과 후륜 각각에 가해지는 중량 비율을 “전후 방향의 중량 배분”이라고 하며, 50:50 등의 수치로 표기한다. 물론 자동차의 다양한 요소에 따라 중량 배분은 바뀌지만 앞뒤가 균등한 50:50이 이상적이라는 의견은 많다.

그렇다면 왜 50:50이 좋을까? 그리고 이 중량 배분을 실현한 차종은 무엇일까? 비율이 다른 자동차도 예로 들며 살펴보자.

전후 중량 배분은 자동차의 핸들링 특성에 영향을 준다. 앞이 무거운 자동차는 민첩한 회두성을 실현하지 못하고, 운전자의 생각보다 코너를 크게 돌아 언더 스티어를 유발하기 쉽다.

반대로 앞이 가벼우면 회두성은 향상되지만 테일 슬라이드가 발생할 수 있다. 이것은 중량이 있는 것의 방향을 바꾸려면 큰 힘이 필요하고, 동시에 움직이고 있는 무거운 것을 멈추기 위해서도 큰 힘이 요구되기 때문이다.

Mazda 《Roadster》 시리즈는 1세대 모델부터 50:50의 중량 배분을 고수하고 있다. 그만큼 밸런스를 중시하고 있다는 것이다.

앞이 무거운 자동차는 직진 상태에서 방향을 바꿀 때 무게가 방해가 되어 돌아가지 않는 상태가 되며, 한번 미끄러지기 시작하면 중량 때문에 오는 관성의 크기로 인해 이를 멈추기가 어렵다.

언더 스티어가 발생하기 쉬운 것은, 이러한 역학이 작용하기 때문이다. 이 점에서 전후 중량 배분 50:50의 차량은 밸런스가 좋고 조작하기 쉬운 조종성을 발휜다.

그러나 여기서 말하는 중량 배분은 정지 상태를 가리키며, 주행 중의 가속과 브레이킹 등에 따라 자동차의 각 타이어에 가해지는 하중은 항상 변화한다.

전후 방향뿐만 아니라, 코너에서는 좌우 타이어의 하중도 바뀌므로 주의가 필요하다.

그래도 자동차의 기본적인 특성을 결정하는데 전후 중량 배분이 중요하다는 사실은 틀림 없으며, 각 OEM도 자동차를 설계할 때 이상적인 중량 배분을 고려하는 것이다.

50:50을 고수하는 Mazda의 긍지

Mazda의 《Roadster》는 1세대 모델부터 현재의 4세대까지 중량 배분 50:50을 목표로 설계하고 있다. 이는 물론 Mazda가 50:50을 이상적이라고 생각하기 때문이다.

1세대 모델이 출시된 것은 1989년이다. 프런트 차축보다 뒤에 엔진을 탑재하는 FR 레이아웃을 적용해 50:50의 중량 배분을 실현했다.

목표한대로 《Roadster》의 핸들링은 매우 경쾌하며, 높은 평가를 받는다. 물론 중량 배분뿐만 아니라 서스펜션 설계와 바디 강성, 엔진 특성 등도 조종성능에 기여했지만, 중량 배분도 중요한 요소라고 할 수 있다.

현재의 4세대 ND형 《Roadster》도 전후 중량 배분 50:50은 유지되고 있다. 이것은 《Roadster》의 아이덴티티라고도 할 수 있을 것이다.

Mazda 《Roadster》 프레임. 엔진이 앞 차축보다 뒤에 탑재되어 있고 연료 탱크를 후부에 배치해 밸런스를 최적화했다.

Mazda의 스포츠카 중 《RX-7》의 존재도 잊어서는 안 된다. 《RX-7》은 로터리 엔진과 바디 스타일에만 주목하기 쉬운데, 사실 《Roadster》와 마찬가지로 중량 배분에도 신경을 썼다.

1978년에 등장한 1세대 《Savanna RX-7》은 레시프로에 비해 전장이 짧은 로터리 엔진의 특징을 살려 프런트 미드십 디자인이 적용되었다. 구동 레이아웃은 FR이며, 2명 승차 시 프런트/50.7, 리어/49.3이라는 거의 이상적인 중량 배분을 실현했다.

2세대 《RX-7》는 1985년에 출시됐다. 개발 컨셉은 “기분 좋은 긴장감이 느껴지는 자동차”이며, 이를 실현하기 위해 50:50의 중량 배분 달성을 빼놓을 수 없었다. 엔진이 1세대 12A형에서 13B형으로 변경되기도 했지만 완성된 2세대 《RX-7》의 전후 중량 배분은 50.5:49.5이다.

《RX-7》 시리즈의 마지막 모델인 FD형은 1991년에 공개되었다. 이 모델부터 3넘버 전용 사이즈가 되었는데, 확대된 것을 전폭뿐이며, 전장, 전고, 휠베이스는 기존 모델보다 작아졌다. 이 때문에 50:50의 중량 배분은 유지되고 이 FD형의 핸들링도 높이 평가 받게 되었다.

BMW와 Porsche의 전략

독일에는 개성 있는 자동차 OEM이 많이 있는데, BMW와 Porsche는 그 대표격이다. 흥미 깊게도, 자동차에 관한 사고방식에서 이 두 OEM에는 큰 차이가 있다.

최근에는 FF 모델에도 주력하고 있지만 BMW의 주력 제품은 여전히 FR, 또는 4WD이다. 전후 중량 배분 50:50을 실현하기 위해서는 FR 레이아웃이 편하기 때문이다.

4도어 모델은 FF화되지만 2도어 쿠페는 FR 레이아웃을 유지한 BMW 2 Series. 이는 물론 50:50의 중량 배분을 실현하기 위해서다.

Mazda의 차량에서도 알 수 있듯이, 엔진을 프런트 차축보다 뒤에 탑재하고 구동계를 리어로 보내고 후륜에 드라이브 샤프트를 조합하면 전후 중량은 거의 균등해진다. BMW가 적용하고 있는 것이 이 방법으로, 구동 효율보다도 중량 배분을 중시해 FR을 선택했을 가능성이 크다.

물론, 조향을 전륜이 담당하고 구동을 후륜에서 담당하면 FF에 비해 전후 타이어를 효율 좋게 사용할 수 있게 되어 결과적으로 자동차의 조종성능은 향상된다. 이는 중량 배분과 직접 관계는 없지만 스포티한 모델에 FR이 많은 원인으로도 볼 수 있다.

중량 배분이 50:50인 자동차는 주행 중 하중 이동도 쉽고, 고속 코너링 시 운전자가 자유롭게 제어할 수 있는 범위가 넓어진다. BMW의 목표는 여기에 있을 것이다.

그에 비해 Porsche의 아이덴티티는 후차축보다 뒤에 엔진을 탑재하는 RR 레이아웃이다. BMW와 마찬가지로 최근에는 RR 외의 레이아웃을 적용하는 경우도 늘었지만, 플래그십 모델 《911》시리즈는 현재도 RR을 고수하고 있다.

OEM의 정식 발표는 없었지만 RR Porsche의 전후 중량 배분은 33:67 정도로 알려져 있다. 역시 리어에 엔진이 있으면 상당한 테일 헤비 상태가 된다는 것을 알 수 있다.

테일 헤비 차량의 이점은 리어 타이어의 트랙션이 높다는 점이다. 구동륜인 리어 타이어에 대한 하중이 크기 때문에 가속 시 리어 타이어가 확실히 노면을 잡아 압도적인 힘으로 치고 나갈 수 있다.

프런트가 가벼워서 코너 진입 시 회두성도 양호하며, 문제는 한계 부근에서 리어가 흘러나갈 때이다. 리어 오버행에 있는 엔진의 무게에 따라 관성이 커지며 한 번 타이어가 미끄러져 버리면 컨트롤이 어려워진다.

그 대책으로 Porsche는 RR 차량의 리어 타이어를 두껍게 했는데, 이로 인해 중량 증가와 차폭 확대를 초래하게 되었다. 스포츠카에 RR의 적용 사례가 적은 것은 이런 이유 때문이다. 그러나 1세대 모델부터 RR을 적용하고 있는 Porsche로써는, 타협할 수 없는 개성이기도 하다.

미드십은 이상적이지 않다?

이상적 중량 배분을 고려할 때 필수적인 것이 운전석과 후륜 사이에 엔진을 탑재하는 미드십(MR)이다. 레이싱 카에서도 적용되고 슈퍼카에도 많은 이 레이아웃은, 사실 프런트 미드십에 비하면 50:50의 중량 배분으로 완성하기가 어렵다.

Toyota가 1999~2007년에 판매했던 미드십 경량 스포츠카 《MR-S》.

전후 중량 배분은 42:58이었지만 밸런스 좋고 조종성능도 좋게 평가 받는다.

MR레이아웃에서는 구동륜인 리어 타이어의 바로 앞에 엔진이 탑재되고, 기어박스와 드라이브 샤프트 등의 구동 시스템도 리어에 적용된다. 이 때문에 어떻게 해도 리어가 무거워져 현재 Toyota의 마지막 미드십 모델인 《MR-S》의 중량 배분은 42:58이다.

즉, 프런트가 가벼워 빠르게 방향을 전환할 수 있지만 한계 부근에서의 거동은 둔해지기 십상이다. 그래도 RR 정도는 아니므로, 운전자의 컨트롤 하에 있다면 충분히 전투력이 높은 레이아웃이기도 하다. 또 미드십 레이아웃은 중량물을 차체 중심으로 모으기 쉬워, 운동성능 향상에 도모한다.

그러나 실용성을 생각하면 FR와 FF에 비해 너무 불리하므로, 스포츠카라도 미드십을 적용하는 모델은 줄고 있다.

FF로도 높은 밸런스를 실현하는 비결은?

마지막으로 다루고 싶은 것은 프런트에 엔진을 탑재하고 프런트 타이어가 구동하는 FF이다. 이 레이아웃은 중량물이 거의 모두 프런트에 집중된다.

실제로 스포티한 FF의 대포인 Suzuki 《Swift Sports》의 중량 배분은 대체로 64:36이며, 프런트가 무겁다.

그러나 조향에 더해 구동까지 하는 FF의 프런트 타이어에는 적정한 하중이 필요하다. 또한 프런트가 무겁다는 것은 코너에서 한계를 넘었을 때 리어보다 프런트가 먼저 미끄러지는 언더 스티어 특성이 되기 때문에 MR이나 RR과 달리 한계를 넘었다고 바로 스핀하지는 않으므로, 이 부분에서는 안전하다고 할 수 있다. 마지막으로 FF 차량의 중량 배분에 관한 에피소드 하나를 소개한다.

코너링 성능으로 정평이 나 있는 Suzuki 《Swift Sports》. FF 레이아웃이므로 앞이 무겁지만 이를 느낄 수 없는 조종성능을 실현했다.

1970년대부터 활약했던 일본 모터 스포츠 사상 전설적 존재의 H선수는 이미 일선에서 물러났지만 레이서 시대의 기억 때문에 FF의 언더 스티어가 싫다고 한다. 그런데 어느 순간 Nissan 《Note》의 e-POWER를 운전할 기회가 있었는데 그 조종성능에 놀랐다고 한다.

《Note》e-POWER는 프런트에 발전용 엔진과 동력용 모터를 탑재하는 FF 모델인데, 예상했듯이 언더 스티어가 거의 나오지 않았다는 것이다. 이를 조사해보면, 확실히 동력계는 프런트에 있지만 배터리는 앞 좌석 아래에 탑재되어 있다.

이로 인해 앞쪽 중량이 조금 덜어져 결과적으로 e-POWER의 조종성능이 개선되었다. 이것이야말로 중량 배분의 기술이라고 할 수 있다. 이번에는 자동차가 정지하고 있는 상태에서의 중량 배분에 주목했는데, 주행하고 있는 자동차의 하중은 항상 이동한다.

그러나 이것은 운전 방법과 타이어의 그립 등으로 인해 크게 변화하기 때문에, 주행 중 하중과 정지 상태의 중량 배분 관계에 대해서는 다음기회에 다루어보려 한다.