HOME로그인회원가입장바구니
 
'
현장정비
꾸루룩
에어컨 회로도
닛산
인피니티
얼라이먼트
에어컨 회로도
뉴카렌스
'
 
 
 
HOME > 네트워크 > REPORT
Car Technic / 자동차와 손을 잡는 방법 0
등록자 허인학 기자 작성일자 2018-09-03 오후 2:19:07



Automotive T  ransmission


자동차와 손을 잡는 완벽한 방법



주차장에 있는 애마를 떠올려 보자.

문을 열면 비상등을 깜빡이며 반가움을 표시한다. 실내에 앉아 엔진을 깨우고 기분 좋은 데이트를 꿈꾼다.

하지만, 데이트를 위해서는 반드시 한 가지 관문을 거쳐야 한다. 바로 변속기 레버와의 악수다. 수줍게 내민 손을 잡아야만 비로소 데이트가 시작된다.




변속기는 엔진만큼이나 중요하다
만약 누군가 당신에게 자동차에서 가장 중요한 부분을 꼽으라면 어떤 대답을 하겠는가? 아마 대부분의 사람들은 으레 엔진만 떠올리기 일쑤다.

물론 틀린 대답은 아니다. 자동차를 움직이기 위한 동력을 만들어주는 부분이기도 하니까.

하지만, 엔진만큼이나 중요한 부분이 있다. 차체 혹은 연료 아니면 바퀴? 모두 아니다. 바로 ‘변속기’다.

엔진이 연료를 들이키고 피스톤을 열심히 움직이며 만들어낸 힘을 제대로 쓰기 위해서는 꼭 변속기의 손을 거쳐야 하기 때문이다.



도통 무슨 말인지 감이 오지 않는 사람들의 이해를 돕기 위해 한 가지 예를 들어보자.

머리를 박박 밀고 입영열차를 타고 입대한 후 속세와 단절된 채 군 복무를 하던 시절을 떠 올리면 이해가 한결 쉬워진다.

부대 울타리 밖에 있는 가족들 혹은 그리운 여자친구, 친구들에게 안부를 묻기 위해 정성스레 써 내려간 편지.

그 편지를 전달하기 위해서는 집배원이 필요하다.



자 여기서 말한 소중한 편지는 엔진이 만들어낸 동력이고, 편지를 수신자에게 전달하는 집배원의 역할은 변속기가 담당하는 것이다.

연료를 태워가며 엔진이 만들어낸 힘 전달을 담당하는 변속기. 자동차에 들어가는 변속기는 지난 1895년 프랑스에서 처음 개발되었다.

과거 변속기는 우리가 알고 있는 모습과는 조금 다른 형태를 가지고 있었다.

당시에는 기어가 단 2개로만 쪼개져 있었고, 엔진이 만들어낸 힘을 효율적으로 이용하기 위한 목적으로 개발된 것이 특징이었다.



늘 언급하는 이야기이지만 이번에도 또 하고 싶다. ‘인간의 욕심은 기술의 발전을 가져온다’라는 말을. 인간의 욕심은 변속기 개발에도 깊이 침투했다.

그 결과 거듭된 기술의 향상으로 기어 단수는 점차 많은 수로 쪼개지기 시작했고, 지금의 5단 혹은 6단 등의 변속 단수가 등장하게 되었다.

상용차의 경우는 일반 변속기 대비 더 잘게 쪼개진 기어를 사용하기도 하고, 중장비는 25단까지 마련된 변속기가 적용되기도 한다.

위에서 언급한 변속기의 역사는 수동 변속기에 해당된다.



수동 변속기의 등장 이후 26년이 흘러 지금 우리가 사용하고 있는 자동 변속기 형태의 변속기가 등장하기에 이른다.

1921년 캐나다 출신의 알프레드 호너 먼로는 수동 변속기의 번거로움을 없애고 편의성을 높인 자동 변속기 개발에 성공한다.

이후 ‘편의성’에 초점이 맞춰지면서 1930년대 후반부터 급속도로 자동 변속기의 보급이 이뤄진다. 자동 변속기 역시 시대의 흐름에 따라 여러 변화를 맞이한다.

자동차를 위해 개발된 ‘TCU’와 ‘ECU’ 등의 전기장치들이 등장하면서 기계식으로 움직이던 방식을 전자식으로 바꾸었고, 보다 효율성을 높일 수 있는 밑거름이 되었다.



이후 지금에는 자동 변속기가 주를 이루고 있고, 6단 혹은 7단, 많게는 10단까지 변속이 가능해졌다.

심지어는 상용차에도 자동 변속기를 집어넣으면서 변속기에 대한 고정관념들이 깨지기 시작했다.

변속기의 형태는 계속해서 변하고 있다.

자동차의 다양성에 따라 움직이고 있는 셈이기도 하다.



예를 들어, 회장님을 모시는 대형 세단에 수동 변속기를 단 것만큼이나 이상한 조합은 없을 것이다.

이처럼 차의 성격에 맞게 부드러움을 강조한 토크컨버터 방식이나, 효율성 혹은 성능에 초점을 맞춘 모델에 어울리는 변속기를 장착한다.

변속기가 갈수록 발전하고 있는 와중에도 아쉬움은 있다. 바로 변속기의 원조라 볼 수 있는 수동 변속기가 점차 설자리를 잃어가고 있다는 것이다.

단언컨대 수동 변속기는 차를 움직이는 가장 최적의 방법이라 생각한다.

번거로움이라는 약점이 있기는 하지만, 가벼운 무게와 직결감, 유지 보수 비용 등을 고려하면 아직까지 수동 변속기를 뛰어넘는 방식의 변속기는 등장하지 않은 듯하다.



내가 타는 애마의 변속기는?
변속기 없이는 한 발짝도 움직일 수 없는 자동차.

이렇게 중요한 역할을 담당하는 변속기는 자동차의 수만큼이나 다양해졌다.

자동차의 심장이라 일컫는 엔진과 아주 가까이 자리하고 있는 변속기는 겉으로 봐선 커다란 철제 덩어리에 불과하지만 그 속의 구조에 따라 방식이 달라진다.

각각이 다른 방식을 통해 기어를 바꿔 문다는 얘기다.

일단 일반적으로 널리 쓰이고 있는 자동 변속기의 구조는 클러치와 토크컨버터, 입력 축, 시프트로드, 싱크로나이저, 유성기어, 시프트포크 등으로 구성되어 있다.



또한, 각각 단수의 기어가 담당하는 역할도 다르다.

저단의 경우에는 강한 힘을 발휘할 수 있도록 감속비가 크게 설정되어 있고, 중간 기어, 즉 3~4단은 중속과 고속에서 달리는 속도를 유지하거나 때에 따라 가속이 이뤄질 수 있도록 엔진 회전수와 비슷한 기어비로 맞춰진다.

그 이상의 고단 기어는 고속에서 안정감을 높이는 것은 물론 최적의 효율성을 발휘할 수 있도록 엔진 회전수보다 낮은 기어비로 설정된다.

이제는 변속기의 종류를 살펴볼 차례. 일반적으로 가장 많이 쓰이는 자동 변속기는 그 속에서 오밀조밀하게 방식을 달리하고 있다.

대표적인 자동 변속기 방식은 토크컨버터 방식이다. 이 방식은 부드러운 주행 질감을 최우선으로 만들어진 것이다.



엔진에서 전달받은 힘을 오일을 통해 옮기는 식이다.

변속기 내 오일을 동력원으로 기어가 움직이기 때문에 변속 충격이 없어 부드러운 주행이 가능한 것이 특징이다.

한 가지 유의해야 할 점은 마찰재 역할을 담당하는 오일의 관리를 철저하게 해야 한다는 것이다.

내부 오일의 상태가 좋지 않은 상황에서 계속 운행을 이어나가면 엔진의 힘을 유연하게 받아내는 능력이 떨어지기 때문에 힘도 부족하게 느껴질뿐더러 효율성에도 악영향을 미치기도 한다.

토크컨버터 방식과 함께 많이 쓰이는 방식인 무단 변속기. ‘CVT(Continuously Variable Transmission)라고 부르기도 하는 방법이다.

CVT의 가장 큰 특징은 기어가 없다는 것이다.



존재하지 않는 기어가 어떻게 동력을 전달하는 것일까? 기어가 하는 일을 벨트와 풀리가 하기 때문에 힘의 전달이 가능한 것이다.

엔진 쪽 바퀴에 뾰족한 풀리를 달고 그 사이를 벨트로 연결된 구조를 가지고 있다.
 
이 구조를 바탕으로 풀리가 간격을 좁히거나 넓히면서 기어비가 바뀐다.

CVT 변속기의 경우 차에 속도에 따라 기어가 바뀌지 않고, 특정 엔진 회전수에 고정될 수 있어 효율성을 높이면서 엔진의 최적의 힘을 사용할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

반면, 구조상 엔진이 만들어낸 힘을 온전히 다 사용하지 못하고 높은 구동 손실률이 단점으로 꼽히기도 한다.

CVT 변속기가 적용되는 모델은 대게 효율성을 강조한 소형차부터 하이브리드에 사용되는 경우가 많다.

다음은 요즘 트렌드로 자리 잡고 있는 ‘듀얼 클러치(Dual Clutch Transmission)’ 변속기다. DCT 혹은 DSG 등 자동차 브랜드마다 부르는 이름이 다르다.



듀얼 클러치 변속기는 이름에서도 알 수 있듯이 두 개의 클러치를 사용한다는 것이다.

수동 변속기를 바탕으로 만들어진 이 방식은 수동 변속기와 자동 변속기의 장점만 한데 버무려 놓았다는 장점을 가지고 있다.

조금 더 자세히 설명하면, 수동 변속기의 경우 운전자가 직접 기어를 선택해야 하고, 동시에 발은 클러치 조작을 해야 한다.

이 역할을 기계가 대신하게 되는 것이다. 이를 통해 수동 변속기의 장점으로 꼽히는 직결감을 한결 수월하게 느낄 수 있다는 매력을 가지고 있다.

또한, 수동 변속기의 경우 기어 변속 시 클러치를 밟아 동력을 끊게 된다.



듀얼 클러치의 경우 동력이 끊기는 약점을 보완하기 위해 엔진과 변속기 사이 2개의 클러치를 더한 구성이다.

이를 통해 2개의 클러치는 각각 홀수단과 짝수단의 기어 세트를 담당해 보다 빠르게 동력이 끊기는 현상 없이 변속이 가능한 것이 특징이다.

한 가지 상황을 예로 들면, 출발 시 1단 기어를 물고 있는 클러치는 2단으로 변속과 함께 3단 기어 쪽으로 자리를 옮긴다.

또한, 2단을 물고 있던 클러치는 4단으로, 6단으로 자리를 옮긴다. 이와 같은 움직임 때문에 듀얼 클러치 변속기를 ‘심리스(Seamless)’ 변속기라고 부르기도 한다.
 
변속기와 손을 잡는 다양한 방법
이번에는 조금 다른 쪽의 이야기를 해보려 한다.



차체 속에 숨겨진 변속기의 방식이 아닌, 우리가 직접 손으로 쥐는 변속기의 모양새에 대한 이야기다.

자동차들은 브랜드 혹은 모델마다 다른 형태로 운전자와 손을 잡으려 하고 있다.

운전자는 자동차가 건네는 손을 가볍게 움켜지거나 영화 ‘ET’에서 나오는 것처럼 가볍게 손가락을 마주 대기만 하면 그만이다.

국내 브랜드가 생산하고 있는 모델들은 대부분 우리가 아는 그런 형태의 변속기 모양이다.

기어 레버를 가볍게 쥐고 쓸어내리거나 게이트 타입으로 구성되어 있다.



반면, ‘아이오닉 일렉트릭’과 최근 모습을 드러낸 수소연료전지차 ‘넥쏘’의 경우는 조금 다른 모양새를 갖추고 있다.

이 두 모델은 기어 레버를 당기는 방식이 아니다.

센터 콘솔에 기다란 막대 형태의 레버를 걷어내고 버튼으로 대체했다.

운전자는 원하는 기어 P 혹은 D, N, R 등이 적힌 버튼을 누르면 된다.

이와 같은 형태로 공간 활용성을 높이는 동시에 시각적으로도 많은 효과를 가져오고 있다.

메르세데스-벤츠의 경우는 두 가지 형태의 변속기를 사용하고 있다.

일반적인 모델의 경우에는 스티어링 컬럼에 레버를 위치시켜 위로 딸깍 혹은 아래로 딸깍하면 쉽게 기어를 물릴 수가 있다.

파킹 모드는 레버 끝에 버튼을 누르는 방식이다.

반면, 고성능 모델인 ‘AMG’는 컬럼식 레버를 사용하지 않는다.

센터 콘솔에 솟아 있는 작은 레버를 움직이는 방식이다.

파킹 모드는 별도의 버튼이 마련됐고, ‘D’와 ‘R’, ‘N’은 가볍게 레버를 밀거나 당겨 선택할 수 있다.

BMW의 고성능 버전인 ‘M’ 모델들의 경우는 일반 레버와 비슷한 기어 레버가 적용되어 있지만 조작 방법은 완전히 다르다.

수동기어를 조작하는 것과 비슷하게 레버를 좌·우, 위·아래로 움직여 후진과 중립, 드라이브 모드를 선택하는 방식이다.

한 가지 특이한 점은 별도의 파킹 모드가 존재하지 않기 때문에 중립에 두고 사이드 브레이크를 채워야 하는 것은 필수다.



또한, 재규어와 랜드로버의 경우 로터리 타입의 기어 레버를 사용한다.

시동을 걸면 동그란 다이얼이 솟아오르고 운전자는 원하는 모드로 다이얼을 돌리기만 하면 그만이다.

처음에는 익숙하지 않지만 계속해서 사용하다 보면 꽤나 편안한 방법 중 하나다.

자동차 마니아들의 선망의 대상인 슈퍼카들도 다른 방법으로 운전자에게 악수를 건네고 있다.

모델별로 생김새를 보면 엄청난 성능을 자랑하는 것과는 달리 조금은 단출한 형태를 가지고 있다.

페라리의 경우에는 ‘AUTO’와 ‘R’, ‘LAUNCH’라고 쓰여 있는 동그란 버튼 3개가 변속을 할 수 있는 전부다.

오토라고 적인 버튼을 누르면 일반 자동차와 같이 ‘D’모드처럼 앞으로 나아갈 수 있다.

스티어링 휠 뒤쪽에 마련된 기다란 패들 시프트를 이용하면 언제든지 기어 단수를 조작하며 박진감 넘치는 주행을 할 수 있다.

맥라렌이나 람보르기니 등도 비슷한 방법으로 악수를 청한다.

위에서 언급한 것처럼 자동차들은 버튼을 이용하거나 컬럼식 레버 혹은 다이얼 등의 방식으로 운전자와 손을 잡으려 하고 있다.

이와 같은 레버의 변화는 운전자의 편의성을 높이는 데 집중한 결과물이거나, 기존에 자리했던 기다란 레버를 들어내 공간을 보다 효율적으로 사용하려는 데 목적을 두고 있다.

물론 시각적인 부분도 어느 정도 영향을 끼치기도 한다.

아마 앞으로도 자동차와 운전자가 악수하는 방법은 계속해서 바뀔 것이다. 먼 미래에는 음성으로 기어를 물릴 수 있을지도 모르는 일이다.

조금 더 편하게, 더 멋있게, 더 효율적으로 변해가는 변속기는 자동차에 있어 꽤나 중요한 동시에 매력적인 부품인 것이 확실하다.

 이름 비밀번호