4도어 오프로드 4×4 차량의 섀시와 파트타임 구동계를 공개된 제원에 따라 만든, 기계적으로 연결된 인터랙티브 교육 모델입니다. 이 모델은 제조사 CAD가 아니며, 정비 매뉴얼이나 차량 동역학 시뮬레이션도 아닙니다.
질문으로 시작하기
01 오픈 디퍼렌셜을 선택하세요. 왼쪽 출력은 0에 고정되고, 오른쪽 출력은 케이스보다 두 배 빠르게 돕니다. 이어서 02 잠금 & 저속 레인지를 선택하세요. 디퍼렌셜 록이 걸리고 두 출력의 속도가 같아지며, 트랜스퍼 출력은 입력의 4분의 1로 떨어집니다.
03 크로스 액슬 아티큘레이션을 선택하고, 각 일체식 액슬이 컨트롤 암, 래터럴 로드(파나드 로드), 코일 스프링, 댐퍼, 프로펠러 샤프트와 함께 움직이는 모습을 지켜보세요. 프런트 스태빌라이저도 연결하거나 분리해 보세요. 이어서 04 조향 링키지를 선택하고 스티어링 휠을 돌리며 컬럼, 스티어링 기어, 피트먼 암, 드래그 링크, 너클, 타이로드를 따라가 보세요.
기준 구성
2023년형 4도어 참조 차량, 좌핸들, 6단 수동 변속기와 조합한 3.6리터 V6, 파트타임 2단 트랜스퍼 케이스(선택 사양인 풀타임 방식 아님), 선택식 전자식 디퍼렌셜 록과 4.10:1 기어를 갖춘 앞뒤 리지드 액슬, 17 × 7.5 휠에 끼운 LT285/70R17C 올터레인 타이어입니다. 공개 수치를 그대로 쓴 항목은 휠베이스 3,008 mm, 트레드 1,636 mm, 저속 레인지 4.0:1, 록 투 록 3.2회전의 종합 조향비 15.6:1, 앞 330 × 28 mm 벤틸레이티드 디스크와 뒤 342 × 14 mm 솔리드 디스크입니다.
마감은 실차를 따릅니다. 검은색 프레임과 서스펜션 강재, 무도장 주철 너클을 단 새틴 블랙 액슬 하우징, 무도장 알루미늄 트랜스퍼 케이스, 검은색 커버 아래의 빨간색 모노튜브 쇼크 업소버 본체, 포켓을 검게 칠한 절삭 가공 휠, 빨간색 견인 고리입니다. 차체, 실내 트림, 배기 장치, 배선은 생략했습니다.
구현한 기계적 관계
입력 기어는 유성기어 세트의 선 기어를 돌리며, 이 세트의 링 기어(내접 기어)는 트랜스퍼 케이스에 고정되어 있습니다. 고속 레인지에서는 레인지 슬리브가 메인샤프트를 입력 기어에 결합하고(1:1), 저속 레인지에서는 입력 속도의 4분의 1로 도는 유성 캐리어에 결합합니다. 4H와 4L에서는 모드 슬리브가 구동 스프로킷을 메인샤프트에 결합하고, 사일런트 체인이 운전석 쪽 아래에 있는 프런트 출력을 같은 속도로 돌립니다. 센터 디퍼렌셜은 없으며, 두 프로펠러 샤프트는 서로 묶여 있습니다.
각 프로펠러 샤프트는 하이포이드 피니언을 돌리고, 디퍼렌셜 케이스의 링 기어는 피니언 속도를 4.1로 나눈 속도로 돕니다. 프런트 액슬은 링 기어가 피니언의 조수석 쪽에 있는 하이 피니언 리버스 컷 세트이고, 리어 액슬은 링 기어가 운전석 쪽에 있는 표준 세트입니다. 그래서 엔진 회전 방향으로 도는 프로펠러 샤프트가 두 액슬을 모두 전진 방향으로 구동합니다. 오픈 디퍼렌셜에서는 ωL + ωR = 2ωcase이고, 디퍼렌셜 록이 사이드 기어 하나를 도그로 케이스에 물리면 ωL = ωR = ωcase가 됩니다.
파트타임 트랜스퍼 케이스를 단 2023년형 참조 차량에서는 조수석 쪽 액슬 튜브에 있는 프런트 액슬 분리 장치가 2H에서 열려 프런트 디퍼렌셜과 프로펠러 샤프트가 멈춰 있을 수 있고, 4H와 4L에서는 닫힙니다. 벤치에는 노면이 없으므로 프런트 액슬을 역구동하는 것도 없습니다.
잇수와 맞물림
4.10:1 링 기어와 피니언은 41/10입니다. 리어 액슬에서는 공개 목록에 있는 잇수이고, 프런트에서는 이가 10개인 피니언을 쓰는 유일한 정수 조합입니다. 사이드 기어와 피니언 메이트(16/10, 메이트 두 개), 유성기어(선 기어 24, 내접 기어 72, 이가 24개인 유성 기어 네 개)는 잇수가 공개되지 않아 재구성한 값입니다. 다만 단순 유성기어가 정확히 4.0:1이 되는 것은 내접 기어 = 3 × 선 기어이고 유성 기어 = 선 기어일 때뿐입니다. 잇수가 같은 체인 스프로킷(각 37개, 모델값)은 1:1에 필요한 조건입니다.
모든 기어는 피치점에서 이가 상대 기어의 이 홈에 놓이도록 위상을 맞췄고, 화면의 모든 각도는 구동하는 기어에 대해 정확한 잇수비를 따르므로 맞물림이 어긋나지 않습니다. 디퍼렌셜 기어 세트와 유성기어 세트는 조립 조건을 만족하고, 링 기어와 피니언의 잇줄과 치직각 피치는 평균 접촉점에서 일치합니다. 모델 빌드 과정에서 이 모든 조건을 검사합니다.
스퍼 기어와 헬리컬 기어의 이는 인벌류트 치형이고, 베벨 기어의 이는 트레드골드의 배원뿔 근사를 사용합니다. 하이포이드 기어의 이는 하이포이드 오프셋 위치에 놓은 스파이럴 베벨 치형이며, 기어 창성기가 깎아 낼 공액 치면이 아닙니다. 볼 너트식(리서큘레이팅 볼) 스티어링 기어의 웜 리드와 섹터 반지름은 모델링한 링키지와 함께 공개된 종합 조향비를 재현합니다.
정확도의 한계
물리가 아닌 운동학: 축 속도는 이의 접촉으로 생기는 것이 아니라 구속 조건으로 정해집니다. 토크, 견인력, 타이어, 컴플라이언스, 백래시, 오일, 싱크로나이저 동역학은 없습니다. 유니버설 조인트는 속도 변동 없이 꺾이고, 좌우 속도 차이 조절은 마찰이 아니라 출력 속도를 지정합니다.
재구성한 부분: 서스펜션, 조향 장치, 프레임의 하드포인트, 하우징 주조 형상, 트랜스퍼 케이스의 배치와 오프셋, 하이포이드 오프셋, 엔진과 변속기의 외형입니다. 5링크 액슬은 강체 링크 길이와 작은 부싱 컴플라이언스로 구하며 그 잔차를 표시하고, 너클은 수직축을 중심으로 조향됩니다.
벤치 규칙: 디퍼렌셜 록은 4L에서만, 리어가 프런트보다 먼저 걸립니다. 스태빌라이저는 4L에서만 분리되며, 연결된 스태빌라이저는 지령한 프런트 아티큘레이션을 제한합니다. 이것은 교육용 규칙이며 운전 지침이 아니고, 제조사의 규칙은 연식과 트림에 따라 다릅니다.
조작 방법
키보드를 쓰려면 3D 보기를 선택하세요. Space는 실행 또는 일시정지, R은 섀시 보기로 복귀, 1–6은 보기 선택, 화살표는 회전, +와 −는 확대/축소, Esc는 보기 해제입니다. 드래그하면 회전하고, 오른쪽 드래그나 Shift 드래그로 이동하며, 두 손가락을 오므리거나 벌리거나 Ctrl/⌘ + 휠로 확대/축소합니다.
벤치 상태 내보내기는 설정, 속도, 폐합 잔차를 JSON으로 저장하고, 이미지 버튼은 3D 보기를 PNG로 저장합니다.
참고한 1차 자료
제조사 — 2023년형 차량 제원: 휠베이스, 트레드, 타이어, 트랜스퍼 케이스의 4.0:1 저속 레인지, 액슬과 디퍼렌셜 록, 조향비, 브레이크와 쇼크 업소버.
제조사 — 차종 성능 개요: 트랜스퍼 케이스, 선택식 디퍼렌셜 록, 전자식 스태빌라이저 분리 장치.
액슬 공급사 — 링 기어와 피니언: 앞뒤 액슬 기어 세트.
자료 확인일: 2026년 9월 22일. 독립적인 교육용 전시물이며 어떤 자동차 제조사나 공급사와도 제휴 관계가 없습니다.
