연비와 성능 양립시킨 듀얼 클러치 트랜스미션이 대세
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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)|
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승인 2009-05-28 06:44:01 |
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연비와 성능 양립시킨 듀얼 클러치 트랜스미션이 대세
자동변속기의 다단화 이야기가 나온지가 얼마 되지 않은 것 같은데 이미 듀얼 클러치 시대로 진입해 버렸다. 참고로 오늘날 승용차에 듀얼클러치의 채용을 본격화 한 것은 폭스바겐이지만 처음 고안한 것은 포르쉐였다. 1983년 포르쉐 956이라고 하는 그룹C카에 세계 최초로 채용해 레이싱장에서 우승해 그 성능을 입증해 보였다.
글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)
듀얼 클러치 트랜스미션은 홀수단과 짝수단을 담당하는 각가의 클러치를 채용해 변속타임을 최소화한 것이 포인트다. 기본적으로 기어박스는 수동기어박스를 베이스로 자동 변속 기능을 채용한 것이다. 하지만 자동변속기와 달리 유성치차를 사용하지 않고 평치차로 구동력을 전달한다.
오늘날 듀얼 클러치 트랜스미션의 채용을 선도한 것은 폭스바겐이다. 2003년에 폭스바겐이 골프 R32에 DSG라는 이름으로 듀얼 클러치 트랜스미션을 채용하기 시작하면서 주목을 끌기 시작했다. 높은 응답성과 연비효율이 좋다는 것이 주된 이유였다. 하지만 다른 메이커들은 그다지 관심을 보이지 않았었다.
그런데 2008년 포르쉐가 911에 7단 듀얼 클러치 변속기를 PDK(Porsche-Doppelkupplung), BMW는 M3에 M-DCT(Dual Clutch Transmission)라는 이름으로 7단 DCT를 내놓는 것을 비러쇄 많은 메이커들이 앞다투어 채용을 서두르고 있다. 변속기는 응답성과 변속 타이밍 등에서의 차이 때문에 토크 컨버터식의 자동변속기는 아무리 성능이 향상되어도 직결식 수동변속기를 필적할 수 없다는 것이 그동안의 공식이었다. 하지만 이제는 아니라는 얘기이다.
포르쉐의 자료에 따르면 PDK는 기존 팁트로닉의 편의성과 수동변속기의 장점만을 모았고 자체 중량도 팁트로닉 보다 10kg 가볍다고 한다. 이미 여러 차례 습식 트윈 클러치를 사용한 ZF사제 7단 PDK가 채용될 것이라는 소식은 전해졌기 때문에 새삼스러운 것은 아니지만 “더 이상 수동변속기는 필요없다.”라고 말하는 포르쉐의 태도는 이 부분에서의 발전을 실감케 한다.
이에 대해 BMW M-DCT 는 게트라그와 공동 개발한 것으로 최대 회전수가 9,000rpm에 달해 M3의 고회전 V8 엔진에 특화된 변속기이다. V8 엔진의 9,000rpm에 대응할 수 있는 듀얼 클러치는 BMW의 7단 M-DCT가 처음이다.
이론적으로 M-DCT는 약간 복잡한 기능을 갖고 있다. 모두 11개의 드라이브 모드가 제공되고 여기에는 최적의 순발력을 보장하는 런치 컨트롤도 포함되어 있다. 포르쉐 911카레라는 Sport+ 버튼을 누른 상태에서 가동되는데 반해 M DCT는 드라이브 로직 기능이 대신한다.
다른 한편으로 보면 포르쉐의 PDK는 팁트로닉의 연장선상에 있다면 BMW MDCT는 SMG의 발전형이라고 할 수 있다. 듀얼 클러치라는 점은 같지만 출발 컨셉이 다르다는 것이다. 그래서 느낌도 확연히 차이가 난다. 포르쉐 PDK가 매끄럽다고 한다면 M DCT는 폭발적이다.
다음으로 아우디는 앞바퀴 굴림방식 플랫폼에 7단 DCT를 적용해 주목을 끌었다. 아우디가 Q5에 처음 채용한 습식 7단 S트로닉이 그것으로 이전 보다 허용 토크가 대폭 높아진 것이 특징이다. 7단 S-트로닉은 허용 토크가 늘어나면서 적용 범위도 동시에 늘어났다. 현재의 6단 DSG는 허용 토크가 35.6kg.m이어서 적용 차종이 제한적이었다. 하지만 7단 S-트로닉은 허용 토크가 56.1kg.m으로 대폭 늘어나 대배기량 가솔린과 디젤에도 사용할 수 있게 됐다. 허용 토크가 늘어난 이유는 냉각 시스템을 개선한 것은 물론 트윈 클러치에 공급되는 윤활유의 양을 두 배로 늘린 것에 있다. 신형 S-트로닉은 아우디 콰트로의 세로 배치 엔진에 맞게 디자인되었고 최대 회전수는 9,000 rpm에 달한다.
듀얼 클러치 트랜스미션을 유럽 메이커들이 주로 채용하는 이유는 공급업체가 게트라그와 ZF등 유럽 변속기 메이커로부터 변속기를 공급받고 있기 때문이다.
연비, 응답성, 직결감이 DCT의 핵심
포르쉐는 듀얼 클러치 트랜스미션의 채용이 포르쉐의 성격을 더욱 살려 준다고 강조하고 있다. 그 이유는 성능 향상이다. 포르쉐는 그동안 ZF사의 5단 팁트리닉 AT를 사용해 왔었으나 PDK로 대체하고 나서 연비가 12%, 0-100km/h 가속성능은 0.2초가 빨라졌다고 밝히고 있다. 최근 연비가 개선되는 것은 직접분사방식 엔진과 DCT에 각각 절반 정도 기여를 하고 있다.
포르쉐는 우선 5단에서 7단으로 다단화함으로써 고속 주행시 엔진회전수를 낮춤으로서 연비 개선효과를 보았다고 설명하고 있다. 기본적으로 토크 컨버터로 인한 동력 손실이 없고 저회전시의 효율도 높다. 동력 손실이 없는 만큼 변속 타이밍이 빨라진다. 독일 게트라그사는 6단 DCT는 6단 AT에 비해 연비가 8~15% 개선되었다는 자료를 발표했다.
하지만 듀얼 클러치 트랜스미션의 채용 폭을 확대하기 위해서는 해결해야 할 숙제가 있다. 습식 듀얼 클러치의 경우 클러치와 변속 동작에 유압을 사용하고 있어 유압 펌프와 클러치 냉각손실에 의해 효율이 떨어진다. 또 습식 클러치와 유압펌프, 유압경로전환용 밸브보디 등에 의해 비용이 올라간다.
다시 말해 성능 향상도 물론 중요하지만 그만큼의 비용을 낮출 필요가 있다는 얘기이다. 이를 해결하기 위해 유압을 사용하지 않는 듀얼 클러치도 개발 중에 있고 클러치와 변속동작을 모터로 전동화하는 연구도 진행되고 있는 것으로 알려져 있다. 더불어 토크 허용 한계에 대한 범위를 확대하는 것도 중요한 과제 중 하나다.
지금의 추세라면 연비성능과 동력전달 성능도 향상시키면서 저가로 제작할 수 있는 시기도 머지 않은 것으로 보인다. 그렇다면 또 다른 차원에서 연료 절약을 실현하게 되어 채용 폭은 빠른 속도로 확대될 수 있을 것 같다.
자동변속기의 다단화 이야기가 나온지가 얼마 되지 않은 것 같은데 이미 듀얼 클러치 시대로 진입해 버렸다. 참고로 오늘날 승용차에 듀얼클러치의 채용을 본격화 한 것은 폭스바겐이지만 처음 고안한 것은 포르쉐였다. 1983년 포르쉐 956이라고 하는 그룹C카에 세계 최초로 채용해 레이싱장에서 우승해 그 성능을 입증해 보였다.
글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)
듀얼 클러치 트랜스미션은 홀수단과 짝수단을 담당하는 각가의 클러치를 채용해 변속타임을 최소화한 것이 포인트다. 기본적으로 기어박스는 수동기어박스를 베이스로 자동 변속 기능을 채용한 것이다. 하지만 자동변속기와 달리 유성치차를 사용하지 않고 평치차로 구동력을 전달한다.
오늘날 듀얼 클러치 트랜스미션의 채용을 선도한 것은 폭스바겐이다. 2003년에 폭스바겐이 골프 R32에 DSG라는 이름으로 듀얼 클러치 트랜스미션을 채용하기 시작하면서 주목을 끌기 시작했다. 높은 응답성과 연비효율이 좋다는 것이 주된 이유였다. 하지만 다른 메이커들은 그다지 관심을 보이지 않았었다.
그런데 2008년 포르쉐가 911에 7단 듀얼 클러치 변속기를 PDK(Porsche-Doppelkupplung), BMW는 M3에 M-DCT(Dual Clutch Transmission)라는 이름으로 7단 DCT를 내놓는 것을 비러쇄 많은 메이커들이 앞다투어 채용을 서두르고 있다. 변속기는 응답성과 변속 타이밍 등에서의 차이 때문에 토크 컨버터식의 자동변속기는 아무리 성능이 향상되어도 직결식 수동변속기를 필적할 수 없다는 것이 그동안의 공식이었다. 하지만 이제는 아니라는 얘기이다.
포르쉐의 자료에 따르면 PDK는 기존 팁트로닉의 편의성과 수동변속기의 장점만을 모았고 자체 중량도 팁트로닉 보다 10kg 가볍다고 한다. 이미 여러 차례 습식 트윈 클러치를 사용한 ZF사제 7단 PDK가 채용될 것이라는 소식은 전해졌기 때문에 새삼스러운 것은 아니지만 “더 이상 수동변속기는 필요없다.”라고 말하는 포르쉐의 태도는 이 부분에서의 발전을 실감케 한다.
이에 대해 BMW M-DCT 는 게트라그와 공동 개발한 것으로 최대 회전수가 9,000rpm에 달해 M3의 고회전 V8 엔진에 특화된 변속기이다. V8 엔진의 9,000rpm에 대응할 수 있는 듀얼 클러치는 BMW의 7단 M-DCT가 처음이다.
이론적으로 M-DCT는 약간 복잡한 기능을 갖고 있다. 모두 11개의 드라이브 모드가 제공되고 여기에는 최적의 순발력을 보장하는 런치 컨트롤도 포함되어 있다. 포르쉐 911카레라는 Sport+ 버튼을 누른 상태에서 가동되는데 반해 M DCT는 드라이브 로직 기능이 대신한다.
다른 한편으로 보면 포르쉐의 PDK는 팁트로닉의 연장선상에 있다면 BMW MDCT는 SMG의 발전형이라고 할 수 있다. 듀얼 클러치라는 점은 같지만 출발 컨셉이 다르다는 것이다. 그래서 느낌도 확연히 차이가 난다. 포르쉐 PDK가 매끄럽다고 한다면 M DCT는 폭발적이다.
다음으로 아우디는 앞바퀴 굴림방식 플랫폼에 7단 DCT를 적용해 주목을 끌었다. 아우디가 Q5에 처음 채용한 습식 7단 S트로닉이 그것으로 이전 보다 허용 토크가 대폭 높아진 것이 특징이다. 7단 S-트로닉은 허용 토크가 늘어나면서 적용 범위도 동시에 늘어났다. 현재의 6단 DSG는 허용 토크가 35.6kg.m이어서 적용 차종이 제한적이었다. 하지만 7단 S-트로닉은 허용 토크가 56.1kg.m으로 대폭 늘어나 대배기량 가솔린과 디젤에도 사용할 수 있게 됐다. 허용 토크가 늘어난 이유는 냉각 시스템을 개선한 것은 물론 트윈 클러치에 공급되는 윤활유의 양을 두 배로 늘린 것에 있다. 신형 S-트로닉은 아우디 콰트로의 세로 배치 엔진에 맞게 디자인되었고 최대 회전수는 9,000 rpm에 달한다.
듀얼 클러치 트랜스미션을 유럽 메이커들이 주로 채용하는 이유는 공급업체가 게트라그와 ZF등 유럽 변속기 메이커로부터 변속기를 공급받고 있기 때문이다.
연비, 응답성, 직결감이 DCT의 핵심
포르쉐는 듀얼 클러치 트랜스미션의 채용이 포르쉐의 성격을 더욱 살려 준다고 강조하고 있다. 그 이유는 성능 향상이다. 포르쉐는 그동안 ZF사의 5단 팁트리닉 AT를 사용해 왔었으나 PDK로 대체하고 나서 연비가 12%, 0-100km/h 가속성능은 0.2초가 빨라졌다고 밝히고 있다. 최근 연비가 개선되는 것은 직접분사방식 엔진과 DCT에 각각 절반 정도 기여를 하고 있다.
포르쉐는 우선 5단에서 7단으로 다단화함으로써 고속 주행시 엔진회전수를 낮춤으로서 연비 개선효과를 보았다고 설명하고 있다. 기본적으로 토크 컨버터로 인한 동력 손실이 없고 저회전시의 효율도 높다. 동력 손실이 없는 만큼 변속 타이밍이 빨라진다. 독일 게트라그사는 6단 DCT는 6단 AT에 비해 연비가 8~15% 개선되었다는 자료를 발표했다.
하지만 듀얼 클러치 트랜스미션의 채용 폭을 확대하기 위해서는 해결해야 할 숙제가 있다. 습식 듀얼 클러치의 경우 클러치와 변속 동작에 유압을 사용하고 있어 유압 펌프와 클러치 냉각손실에 의해 효율이 떨어진다. 또 습식 클러치와 유압펌프, 유압경로전환용 밸브보디 등에 의해 비용이 올라간다.
다시 말해 성능 향상도 물론 중요하지만 그만큼의 비용을 낮출 필요가 있다는 얘기이다. 이를 해결하기 위해 유압을 사용하지 않는 듀얼 클러치도 개발 중에 있고 클러치와 변속동작을 모터로 전동화하는 연구도 진행되고 있는 것으로 알려져 있다. 더불어 토크 허용 한계에 대한 범위를 확대하는 것도 중요한 과제 중 하나다.
지금의 추세라면 연비성능과 동력전달 성능도 향상시키면서 저가로 제작할 수 있는 시기도 머지 않은 것으로 보인다. 그렇다면 또 다른 차원에서 연료 절약을 실현하게 되어 채용 폭은 빠른 속도로 확대될 수 있을 것 같다.
