변속기의 다단화는 어제 오늘의 일이 아니다. 자동변속기를 중심으로 한 다단화 흐름은 직분 터보차저, 아이들링 스톱과 함께 연비성능의 향상을 위해 줄기차게 개발되어 왔다. 국내"/> 변속기의 다단화는 어제 오늘의 일이 아니다. 자동변속기를 중심으로 한 다단화 흐름은 직분 터보차저, 아이들링 스톱과 함께 연비성능의 향상을 위해 줄기차게 개발되어 왔다. 국내"/> 변속기 다단화의 새로운 트렌드 > 스페셜이슈 | 글로벌오토뉴스

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변속기 다단화의 새로운 트렌드

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글 : desk(webmaster@global-autonews.com)
승인 2016-01-20 17:54:21

본문

변속기의 다단화는 어제 오늘의 일이 아니다. 자동변속기를 중심으로 한 다단화 흐름은 직분 터보차저, 아이들링 스톱과 함께 연비성능의 향상을 위해 줄기차게 개발되어 왔다. 국내에는 2008년 한국 GM의 토스카에 적용이 시작됐고 현대자동차는 파워텍에서 자체 개발한 6단 AT를 2009년에 선보였다. 글로벌 플레이어들에 비해 빠른 것은 아니었지만 지금은 앞바퀴와 뒷바퀴용 8단 AT를 조합했고 그 숙성도도 높은 평가를 받고 있다. 변속기 다단화의 최근 흐름을 살펴 본다. 

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2009년에 "현대기아 6단 AT와 변속기 다단화의 흐름"이라는 칼럼을 통해 다단화에 대해 소개한 적이 있다. 

"최근 들어 트랜스미션은 그 엔진의 파워를 좀 더 효율적으로 전달할 수 있도록 하는 쪽으로 발전하고 있다. 그래서 구조도 다양하게 진전이 이루어지고 있다. 크게는 토크 컨버터를 사용하는 자동변속기의 다단화와 무단 변속기, 그리고 듀얼 클러치 트랜스미션이 싸우고 있다. 싸우고 있다고 표현하지만 아직까지는 기술력과 비용 등의 이유로 각 메이커마다 선택의 폭이 넓은 것은 아니다. 특히 오늘날처럼 큰 폭으로 판매가 감소하는 상황에서는 차량 가격을 높일 수 없어 양상 브랜드들에게는 여전히 적지 않은 부담으로 작용하고 있다. 

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크게 보아서는 자동 변속기의 다단화와 수동변속기의 듀얼 클러치화에 의한 자동화가 대세다. 

우선 듀얼 클러치 트랜스미션은 폭스바겐을 필두로 포르쉐, 아우디, BMW, 페라리, 닛산자동차 등에는 가로배치 DCT가, 포드, 볼보, 크라이슬러, 미쓰비시 등은 새로 배치 DCT를 채용하고 있다. DCT를 만드는 주요 업체로는 게트라그(Getrag)와 ZF, 아우디, 폭스바겐, 보그워너, 그리고 일본의 에이지기계공업 등이 있다. BMW와 페라리는 게트라그제를 포르쉐는 ZF제를 각각 사용하고 있다. 

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토크 컨버터를 사용하는 자동변속기의 주요 업체들로는 독일의 ZF와 일본의 아이신, 아이신AW 등을 들 수 있다. 

현재 6단 자동변속기를 생산하는 메이커로 부품업체로는 ZF와 토요타 계열의 아이신, 아이신 AW , 닛산의 계열사인 쟈트코 등을 들 수 있으며 완성차회사로는 2006년 토요타와 GM/포드 공동에 의한 것, 그리고 현대자동차가 세 번째다. 

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그리고 2003년에 다임러가 7G트로닉이라는 이름으로 처음으로 7단 AT를 선보였고 2006년에는 토요타가 렉서스에 8단 AT를 채용해 주목을 끌었다. 2008년에는 쟈트코사가 개발한 7단 AT가 닛산의 인피니티 FX50에 채용되기도 했다. 올해에는 ZF사의 8단 AT가 BMW의 모델에 채용되어 선 보일 예정이다. 

그러니까 DCT의 채용 확대와 AT의 다단화가 동시에 진행되고 있는 것이다. 물론 이는 효율성이라는 과제를 수행하기 위함이 주다." 

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그 때에 비하면 지금은 메르세데스 벤츠의 9G트로닉 등 9단 AT가 등장해 있고 혼다는 아큐라에 토크 컨버터식 10단 AT를 조합하고 있다는 차이가 있다. 효율성을 위한 것으로는 CVT도 빼놓을 수 없다.

변속기의 다단화는 토크 컨버터 방식과 듀얼 클러치 방식에서 모두 진행 중이다. 물론 완성차회사와 변속기 회사마다의 특징에 따라 차이가 있다. 엔진과의 상성 등을 고려해 선택지도 그만큼 늘고 있다. 파워를 효율적으로 사용할 것인지에 대한 연구가 이루어지고 있는 것이다. 

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BMW는 ZF제 8단 토크컨버터식 AT를 많은 모델에 조합시키고 있다. 그동안은 DCT와 2페달식 MT도 개발해 왔으나 M3/M4등 스포츠 모델을 제외하면 토크 컨버터를 주로 사용하고 있는 추세다. 이는 폭스바겐과 아우디와는 정반대의 전략이다. 

지금까지 토크 컨버터식 AT는 다이렉트감이 떨어진다든가 연비가 나쁘다는 단점이 지적되어 왔는데 최근에는 치밀한 제어가 가능해져 그런 단점이 해소되었다. 

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한편 내구성과 사용편의성을 고려하면 DCT는 아직은 선택폭이 생각보다는 넓어지지 않고 있다. 다만 포르쉐의 PDK만은 예외다. 포르쉐의 경우는 통상적인 DCT의 단점이 나타나지 않고 자잘한 단차 등도 매끄럽게 타고 넘는등 높은 완성도를 평가받고 있다. 무엇보다 발진시, 극저속시의 반응에서 걸리적 거리지 않는다는 점이 장점으로 꼽히고 있다. 

최신 포르쉐에는 G미터가 탑재되는데 천천히 가속하면 PDK는 3단 기어를 선택해 0.1G라고 하는 미세한 속도로 달린다. 조금 가속력을 높이면 0.2G로 가속한다. 구배를 인식하기 때문에 쓸데없이 시프트 업은 하지 않는다. 엔진회전은 2,000rpm 이하에서도 시프트 다운하지 않고 쾌적하게 주행할 수 있다. 

또 고속주행시 가속 페달을 강하게 밟으면 그 순간 기어가 7단에서 3단으로 들어가 매끄럽게 연결된다. 가속페달을 밟는 속도를 감지해 운전자의 기분을 이해해 기어를 선택한다. 7단에서 3단으로 다운해도 충격은 없다. 

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포르쉐 GT3 RS의 경우 레이싱카처럼 달리는 것도 가능하다. PDK가 좋은 것은 운전자의 기분을 정확히 읽어내는 독심술같은 센싱과 응답성이 좋은 엔진을 정확하고 전광석화처럼 제어할 수 있는 치밀성이다. 이는 다른 메이커에는 없는 것이다. 

신형 911 카레라에 채용되는 신 개발 7단 MT도 주목할만하다. 500Nm급의 큰 토크에 견디는 용량을 가지면서 더블 매스플라이휠을 채용해 엔진의 미묘한 토크변동을 매끄럽게 소화하는 것이 특징이다. 4단 1,000rpm(약 35km/h)에서도 

MT, 토크컨버터 AT, DCT, CVT 등 각각에 특징이 있고 일장일단이 있다. 효율은 중요하지만 엔진과의 상성도 있기 때문에 앞으로 어느 한쪽으로 치우치지는 않을 것으로 보인다. 하지만 어쨌든간데 앞으로의 변속기는 엔진을 지배하고 모터와 연유하기도 하며 운전자의 의식을 이해하기도 하며 자동차 전체를 제어하는 사령탑처럼 존재해 갈 것이다. 

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위에서 언급한 혼다의 경우 가로배치 앞바퀴 굴림방식 위주였던 혼다는 1970년대에 자체 개발한 평행축식 습식 다판 클러치를 가진 AT를 사용했었다. 하지만 그 후로는 CVT에 비중을 두었다. 다만 미국시장에서는 토크가 큰 V6엔진이 중심이 되어 CVT는 사용할 수 없었다. 그래서 토크 컨버터식 AT를 개발하게 됐다. 그리고 더욱 엄격해지는 연비규제에 대응하기 위해 가로배치 V6 엔진과 토크 컨버터식 10단 AT를 조합시켰다. 유성기어를 사용해 최신 기술로 엄밀히 제어한다고 한다. 

혼다는 또한 토크 컨버터식 DCT를 중국시장과 미국시장의 어코드급에 채용하고 있다. 듀얼 클러치는 발진시 제어가 어렵고 극저속에서 단차를 타고 넘을 때 등에서는 사용이 쉽지 않다. 그 문제를 해결하기 위해 발시만 토크 컨버터를 사용한 DCT를 개발한 것인데 10단 토크컨버터 AT의 완성도를 고려하면 그 사용 편의성은 높다고 평가받고 있다. 
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혼다는 하이브리드에도 DCT를 사용하고 있다. 피트와 레전드 등에는 7단 DCT, NSX에는 9단 DCT를 모터와 조합하고 있다. 발진시의 제어의 어려움을 모터와 통합제어함으로써 보완한다는 발상이다. 

토요타도 혼다와 비슷한 사고방식을 갖고 있다. 최대토크가 200Nm 이하의 엔진에는 벨트식 CVT를 사용하고 그보다 큰 토크의 엔진에는 다판식 토크컨버터 AT를 사용하고 있다. 최근에는 CVT의 숙성도가 높아지면서 더 적극적으로 채용 모델수를 늘려가고 있다. 

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모든 세로배치 뒷바퀴 굴림방식용에는 8단 AT가 실용화되어 있는데 올 해 출시가 예정되어 있는 렉서스의 뉴 모델에는 10단 토크 컨버터식 AT를 조합시킬 것으로 알려졌다. 엔진을 가로배치하는 앞바퀴 굴림방식용 6단 AT도 갖고 있는데 다단화의 속도는 마찬가지로 빨라지고 있다. 
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