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데스크 | 확대 예상되는 무단자동변속기(CVT) |

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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com) ㅣ 사진 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)  
승인 2000-09-05 09:55:03

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CVT를 국내에 처음 도입한 것은 대우자동차의 마티즈다. 마티즈에 채용된 이 시스템은 일본의 부품 전문업체인 아이치(AICHI)사와 공동 개발한 것으로 E₃CVT라는 이름이 붙었다. E₃는 연비(Economical), 전자식 인공지능제어(Electronic Intelligence Control), 환경친화(Environmental Accommodation)를 동시에 실현했다는 것을 뜻한다고 한다.

CVT란 Continuously Variable Transmission이라는 긴 이름을 가진 자동변속기의 일종이다. 쉽게 설명하면 연속해서 변화하는 변속장치 정도로 풀이할 수 있을 것이다. 이 시스템은 지금부터 30여년 전 네델란드의 도르네사가 만든 다프(DAF)라는 600cc 엔진을 탑재한 소형차에 소박한 형태로 채용된 것이 그 시작이다.

수동변속기나 일반적인 자동변속기 등은 크고 작은 기어의 조합에 의해 자동차의 속도를 변화시키고 있다. 연속적으로 변속을 한다고 생각할 수 있지만 크고 작은 기어의 크기에 차이가 있다(다시 말하면 기어비가 다르다). 그 크기가 다른 만큼 단차가 있어 엄밀한 의미에서 연속적이라고는 할 수 없다는 얘기이다.

이것을 연속적으로 할 수 있다면 자동차의 주행은 아주 부드러워지지 않을까하는 생각에서 출발한 것이 소위 말하는 무단변속기라고 할 수 있다. CVT는 그 무단변속기의 일종으로 특별히 신기술이라고는 할 수 없다. 다만 최근의 CVT들이 전자제어를 더 적극적으로 사용한다는 점에서 기본적인 의미의 무단변속기보다 부드러운 주행과 고연비를 실현하고 있다고 할 수 있을 것이다.

CVT는 두 개의 풀리에 벨트가 연결되어 있어 그 풀리의 직경을 크게 하기도 하고 작게 하기도해 엔진의 회전을 타이어에 전달할 때의 회전수를 바꾸는 시스템이다. 그런데 풀리를 어떻게 해서 크게 하기도 하고 작게 하기도 할까. 특별한 마술을 부리는 것은 아니다. 풀리에 벨트가 걸린 부분이 V자형으로 되어 있어 풀리의 폭을 넓게 해 주면 벨트가 V자형의 홈 부분, 즉 풀리 축의 중심 쪽으로 이동하기 때문에 벨트가 이루는 직경이 작아진다. 이 풀리가 엔진측과 타이어측 양쪽 모두 하나씩 있고 양쪽 모두 같은 형태로 직경을 크게 하기도 하고 작게 하기도 한다.

출발할 때는 엔진측 풀리의 직경을 작게 했다가 서서히 크게 하면, 타이어측은 역으로 벨트의 크기에 맞춰 크게 했다가 작아지면서 자동차의 속도가 올라간다. 때문에 각 단마다 독립된 크기의 기어가 있는 일반 변속기에 비해 무한한 기어비를 얻을 수 있다.

벨트는 금속형으로 풀리의 V자형 단면에 맞는 형태의 것들을 연결한 것이고 금속 체인을 사용하고 있는 것도 있다. 그런데 이것만으로는 자동변속기로서 완전한 것은 아니고 멈추고 달리는 것을 제어하는 클러치가 필요하다. 대우 마티즈의 경우 전자 클러치를 사용해 전자제어로 온 오프를 하고 있다. 이탈리아의 피아트는 현행의 자동변속기와 같은 구조의 토크컨버터를 CVT에 조합시키고 있는 예도 있다.

종래의 고정비를 가진 기어가 변속과정에서 발생시키는 변속 쇼크가 없어 아주 부드러운 주행이 가능하다. 또 토크컨버터가 없이 파워가 직접 전달되기 때문에 연소효율이 높고 결과적으로 유해 배기가스 배출량이 줄어든다는 이점도 있다.

이런 장점들이 부각되면서 최근에는 CVT시스템이 진화해 전자제어로 하고 토크컨버터도 채용해 200마력 이상의 출력을 내는 고성능 엔진의 강력한 토크도 전달 가능한 하이퍼 CVT를 비롯해 수퍼 CVT, 익스트로이드 CVT, 트로이덜 CVT등 다양한 형태가 등장하고 있다.

그것을 단적으로 증명한 것이 지난 10월 일본에서 개최된 제 33회 도쿄모터쇼였다. 닛산의 3리터급 컨셉트카 XVL에는 익스트로이드 CVT, 닛산 악시(AXY)의 하이퍼 CVT, 도요다 하이브리드 컨셉트카 HV-M4의 수퍼 CVT, RV 컨셉트카 오파(Opa)의 수퍼 CVT 등 많은 모델들이 CVT화하고 있었다.

내구성 문제 때문에 채용을 꺼리다가 기술적인 해결방법이 현실화되자 마치 유행처럼 장착을 하고 있는 추세라고 할 수 있을 것 같다. 특히 대 배기량 차에도 채용할 수 있게 된 것이 주목할만한 성과라면 성과다.

대우자동차 마티즈의 CVT는 토크컨버터가 없지만 세계 최초로 투웨이 방식을 채용하고 있는 점이 특징이다. 다시 말해 기어방식과 무단변속방식을 동시에 채용해 출발시에는 기어 구동장치를 사용하고 출발 후에는 곧바로 벨트로 전환한다는 것이다.

마티즈Ⅱ에서는 처음보다 소음 면에서 많은 개선이 이루어진 것을 느낄 수 있었다. 실 주행에서 출발시 ‘쎄∼에∼엥’하는 금속성 음이 거슬린다고 하는 반응이 여전히 있지만 몇 차례 반복하다보면 금방 익숙해질 것 같다. 또한 약간 뜸을 들이는 듯한 출발시의 반응도 처음 접하는 사람에게는 거슬리는 내용일 수 있다. 가능한 한 지긋이 가속페달을 밟고 일정속도를 유지하는 것이 좋을 것 같다.

어쨌든 올 가을 현대자동차도 EF쏘나타에 무단변속기를 장착한 모델을 내 놓을 예정이어서 국내에서도 앞으로 이 분야의 발전이 빠른 속도로 이루어질 것으로 보이며 연료직접분사방식(GDI, DDI)와 함께 고연비를 추구하는 현실적인 메커니즘으로 각광을 받는 메커니즘이라는 점에서 요즘 같은 시기에 어필할 수 있을 것으로 보인다.

그동안 내구성 문제로 인해 채용에 한계를 보여왔던 CVT시스템이 이제는 연비와 환경문제에 대응할 수 있다는 이점을 배경으로 빠른 속도로 보급될 것으로 예상된다.
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