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수동 OR 자동? 자동차 변속기 역사



[자동차 핵심 부품인 ‘변속기’]





자동차 구동계의 핵심인 변속기는 변속비에 의해 결정된 구동력을 바퀴를 통해 노면에 전달해, 자동차를 움직이게 합니다. 즉, 엔진에서 발생한 동력을 자동차의 주행에 알맞게 엔진의 회전력을 증감시켜 바퀴에 전달하는 것입니다.


때문에 아무리 최고의 엔진을 가진 자동차라도 변속기가 뒷받침하지 않는다면 제대로 된 자동차라고 할 수 없으며, 자동차 개발의 역사에서 변속기 또한 지속적인 성장을 계속하고 있습니다.



[재미와 함께 또 다른 매력의 ‘수동 변속기’]



출처: 픽사베이



자동차는 앞으로 전진만 하는 것이 아니라 때로는 멈춰야 하기도 하고, 회전을 하기도 합니다. 이러한 동력전달을 단속하는 장치를 클러치라고 하며, 운전자가 클러치를 직접 발로 조정하면서 손으로는 변속 레버를 조작하는 변속기를 수동변속기라고 부릅니다.


클러치는 엔진과 변속기 사이에서 동력을 연결하거나 차단하는 역할을 합니다. 클러치 페달을 발로 밟고 있을 때는 엔진의 동력이 전달되지 않고, 클러치 페달을 밟지 않으면 엔진의 회전력이 변속기까지 오게 되는 것입니다.



출처: 픽사베이



수동변속기는 현재 많이 사용되는 자동변속기에 비해 부품 수가 많아 구조가 복잡하고, 동력전달의 효율이 낮으며, 부피가 크고 무겁다는 단점이 있습니다.


하지만 수동변속기의 가장 큰 장점은 저렴한 가격으로 가격 경쟁력도 중요한 자동차 시장에서 무시할 수 없는 부분입니다.


또한, 기어 변속을 잘 할 수 있는 운전자라면 연료의 효율을 높일 수도 있습니다. 수동운전에 인기가 많은 유럽과 소형차를 선호하는 남미 지역에서는 아직도 수동변속기의 사용량이 훨씬 높습니다.


요즘은 많은 자동차가 자동 변속기를 달고 출시되지만, 수동변속기에서만 찾을 수 있는 장점은 여전히 많은 운전자에게 매력적으로 느껴집니다.



[너무나도 간편하고 조작이 쉬운 ‘자동 변속기’]



출처: 픽사베이



앞서 이야기한 수동 변속기는 클러치 페달을 통해서 운전자가 직접 기어를 변속하지만, 자동변속기는 변속 레버를 D에 놓으면 자동차가 자동으로 변속을 합니다.


자동변속기는 엔진의 회전, 차량 속도를 감지해 상황에 따라 자동으로 변속하는 방식으로 유성 기어 시스템, 습식 다판 클러치, 브레이크의 조합으로 이루어져 있습니다.


수동변속기는 운전자가 직접 조작을 해야 해서 불편했지만, 자동변속기를 통해서 조작을 보다 편하게 하고 부드러운 승차감도 느낄 수 있게 된 것입니다.



출처: 픽사베이



최근 도심 인구가 증가하면서 거리의 자동차 수도 급속도로 늘어나기 시작했고, 정체구간도 많아졌습니다. 따라서 가다 서기를 반복하는 도심에서는 자동변속기가 운전하기 매우 수월합니다.


현재는 6단은 기본이고 8단, 9단 자동변속기까지 나오면서 연비 효율 또한 크게 좋아졌습니다. 따라서 세계적으로 점차 자동변속기를 선호하는 경향이 커지고 있고, 우리나라에서는 자동변속기의 비중이 99%에 육박합니다.



[수동과 자동의 장점을 결합한 ‘듀얼클러치 변속기’]



출처: 픽사베이



변속기는 각 엔진의 특성에 맞춰 자동차의 성능과 효율을 높이기 위해 계속해서 발전하였으며, 수동변속기의 장점을 살리면서 조작 편의성을 키우는 새로운 기술인 듀얼클러치 방식도 탄생하였습니다.


사실 듀얼클러치 변속기는 이미 2차 세계 대전 전후로 개발이 시작되었고, 프랑스의 육군 기술자가 처음 듀얼클러치에 대한 아이디어를 제시한 것으로 알려졌습니다.


이후 프로토타입이 제작되기까지 수십 년이 흘렀고, SAT에서 AMT, 그리고 마침내 DCT(듀얼클러치 변속기)로 기술의 변천이 이루어졌습니다.


듀얼클러치 변속기의 핵심은 제어로직, 더블클러치, 엑추에이터이며, 더블클러치와 엑추에이터를 사용해 제어로직에 의해서 자동으로 변속되는 자동화 수동변속기라고 할 수 있습니다.



출처: carsintrend



듀얼클러치 변속기는 2개의 클러치를 교차시키며 동력을 전달하는 방법을 통해 수동변속기의 단점이던 구동이 끊기는 현상을 없앴으며, 연속적 변속으로 부드러운 주행과 빠른 변속까지 가능하게 만들었습니다.


또한, 수동변속기의 구조를 기반으로 하여 연비 또한 우수합니다.


때문에 듀얼클러치 변속기로 인해 수동변속기는 물론이며 자동변속기도 설 곳을 잃고 있습니다. 자동변속기가 9단, 10단 등의 다단화로 듀얼클러치 변속기에 맞서고 있지만, 듀얼클러치 변속기도 이미 변속단을 늘리는 연구가 한창입니다. 



[계속되는 자동차 발전을 이끌어가는 ‘변속기’]



출처: 픽사베이



변속기에서 단을 한 단 올리는 것은 그리 쉬운 일이 아닙니다. 변속단이 많을수록 클러치와 브레이크 같은 다른 부품들의 사용 개수도 늘어나게 되기 때문에 많은 기어비 간격을 가지는 효율적인 변속기의 개발은 한정적입니다. 


하지만 부품 수를 줄이고 변속단을 늘린 변속기의 개발이 계속해서 이어지고 있고, 전 세계적으로도 듀얼클러치 변속기에 대한 소비가 점점 커지는 상황이기 때문에 최근 자동차에서 변속기는 여전히 아주 중요한 기술 중 하나입니다.


앞으로도 끊임없이 발전하는 변속기의 새로운 모습을 기대해봅니다.





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  • 자동차 2017.10.24 21:39
    글을 다 읽어보진 않았습니다.
    왜냐하면 수동변속기가 자동변속기에 비해 연비가 떨어지고 무겁다니요...(연비가 떨어진다는것은 동력전달 효율이 낮다는뜻입니다.)
    수동변속기는 마찰클러치를 사용하고 자동변속기는 토크컨버터(유체로 동력을 전달)를 사용합니다. 토크컨버터의 원리는 간단하게 선풍기를 마주하고 한개의 선풍기를 켜면 맞은편의 선풍기가 바람에 의해 저절로 회전하게 됩니다. 하지만 힘은 많이 적죠 토크컨버터도 같습니다.

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