글| 박용준 | 현대파워텍 기술연구소 설계팀 부장
자동변속기 평가의 중요한 지표 중 하나는 전진 변속단수이다. 차량과 엔진의 운전조건헤 적절한 변속비를 대응시켜 주행성능 및 연비의 최적화를 구현한다는 기본적인 이론에서는 변속단수의 증가가 매우 당연하게 받아들여진다. 이런 측면에서 생각하면 무단변속기가 가장 이상적이며, 적용 또한 기하급수적인 증가가 예상됨에도 불구하고 자동차시장에서의 상황은 그렇지 않다. 따라서 자동변속기의 변속단수 증가가 이론과 같이 그대로 동력성능과 연비를 향상시켜 상품성을 높이는 정비례 관계가 있는 것인가를 짚어볼 필요가 있다.
자동변속기의 최근동향
자동변속기를 평가하는데 중요한 지표 중의 하나가 전진 변속단수이다. 국내에서 생산된 차량 중에는 5속이 최고단이며, 해외에서는 현재까지 벤츠의 스포츠오픈카인 SLK 350 모델과 뉴S시리즈의 일부 차종에 적용된 7속 변속기가 있다. 일본의 도요타는 8속 자동변속기가 탑재된 새로운 최고급 세단 모델의 발매를 준비하고 있고, 유럽 및 북미의 고급 승용차를 중심으로 6속 자동변속기 적용이 보편화되고 있다.
이론적으로, 변속단수가 증가된다는 것은 차량과 엔진의 운전조건에 적절한 변속비를 대응시켜 주행성능 및 연비를 최적화 시키는 것이다. 이런 측면에서 생각한다면 무단변속기가 가장 이상적이어서 이를 적용한 차량이 기하급수적으로 증가될 것이 예상되었지만 자동차시장에서의 상황은 그러하지 못하다.
과연 자동변속기의 변속단수 증가가 이론과 같이 그대로 동력성능과 연비를 향상시켜 상품성을 높이는 정비례 관계가 있는 것인가를 짚어볼 필요가 있다.
고단화의 득과 실
1970년대 후반 자동변속기는 3단에서 4단으로의 변화를 시작했다. 여기서 얻어진 효과는 연비7%, 동력성능 10%의 향상이다. 기계적인 부품이 많이 추가되지 않아도 3속에서 4속으로 변경이 가능해 중량이나 기어의 동력전달에 큰 불리함이 없이 4속화를 구현함으로써 차량성능이 획기적으로 향상됐다.
이후 자동차 배기가스 규제의 강화로 연비 문제가 크게 대두되면서 90년대 초반 5속 모델들이 나오기 시작했는데 전륜구동의 경우 현재 현대파워텍에서도 생산 중인 5속 변속기의 기본모델이라 할 수 있는 미쓰비시의 신세대 자동변속기가 최초이다.
그러나 5속화의 경우는 4속화와는 달리 많은 기계 부품의 추가와 동력전달구조가 복잡해짐으로써 다단화의 효과가 다소 감소하였다. 이 결과로 얻어진 차량에서의 성능향상은 연비3%, 동력성능 5%개선이었다. 물론 연비1%를 개선하기 위한 노력을 생각하면 실로 대단한 것이라 할 수 있지만 제조원가 상승 등을 고려하면 기대에 미치지 못한 것 또한 사실이다.
6속으로의 진화 단계에서 큰 혁명과 같은 일이 일어나는데 바로 2000년대 초반 실용화된 레펠레티아 구조이다. 현재 사용되고 있는 동급의 5단 자동변속기와 비교하여 부품의 수가 20%이상, 중량이 10%이상 향상된 6속 자동변속기이며, 차량탑재 측면에서도 매우 유리하고 성능향상 또한 4속에서 5속으로의 결과와 유사하게 나타난다. 다만 이 혁신적인 구조는 프랑스의 엔지니어인 레펠레티아의 특허로 등록이 되어 함부로 적용을 하지 못하고 막대한 특허료를 지불하고 사용해야만 한다. 이 방식의 자동변속기를 생산하고 있는 AISIN AW, ZF 등의 회사도 특허료를 지불하고 있다.
현재 유일하게 양산되고 있는 벤츠7속의 경우는 기계적으로 매우 복잡하고 많은 부품으로 구성되어 있어 중량 및 기어 물림 횟수의 증가에 의한 성능저하가 예상된다. 주행 중 발생하는 다양한 변속 경우의 수 또한 증가되어 변속기 제어의 어려움도 뒤따라, 실제 발매 2년이 지난 시점에서 소비자 평가는 그다지 좋지 못하다.
7, 8속 자동변속기 생산에는 부품의 증가, 변속제어의 복잡화 등의 문제점이 있다. 현재까지 7, 8속화를 구현할 경우, 정량화된 성능향상의 지표는 없으나 5속 대비 연비 2~3%, 가속성능 3~5% 정도의 향상이 예상된다. 그러나 이는 6속화의 경우와 비교해서 성능향상은 없고 오직 제조원가 상승 및 중량 증가만 있다.
그럼에도 불구하고 고단화가 주는 가시적인 상품성 향상이라는 광고효과가 있어 고급차를 생산하는 자동차메이커에서는 최신 개발의 한 방향이 되고 있다.
미래의 다단화
1990년대 중반 전문가 그룹에서는, 2000년대 중반이 되면 무단변속기(CVT) 적용 차량의 급격한 증가를 예측했지만, 마찰을 이용한 높은 토크 전달의 한계와 자동변속기 대비 5배 가량 높은 유압 사용에 따른 효율 감소 및 자동변속기 생산라인의 매몰비용 등의 문제로 현재까지 적용은 미미하다.
자동변속기의 고단화 역시 기계적으로 가장 합리적인 구조를 지닌 6속이 주종을 이룰 것으로 판단되며, 7, 8속은 상품성 측면에서 고급 세단에 한정되어 적용이 될 것으로 예측된다.
차량 측면에서 보면 다단화의 방향보다는 최적설계를 통한 경량화, 적절한 기어비 선정, 전달효율의 증대 그리고 토크컨버터 직결 영역확대를 통한 연비와 동력성능 향상이 앞으로 발전시켜나갈 기술의 방향이다.
아마도 가장 좋은 자동변속기는 차량 수명동안 고장이 없으며, 운전자가 변속기의 존재를 느끼지 못할 정도로 있는 듯 없는 듯한 느낌을 받는 것이라고 생각한다.★
출처 : 현대.기아자동차 사보 【모터스라인 2006년 8월호】
자동변속기 평가의 중요한 지표 중 하나는 전진 변속단수이다. 차량과 엔진의 운전조건헤 적절한 변속비를 대응시켜 주행성능 및 연비의 최적화를 구현한다는 기본적인 이론에서는 변속단수의 증가가 매우 당연하게 받아들여진다. 이런 측면에서 생각하면 무단변속기가 가장 이상적이며, 적용 또한 기하급수적인 증가가 예상됨에도 불구하고 자동차시장에서의 상황은 그렇지 않다. 따라서 자동변속기의 변속단수 증가가 이론과 같이 그대로 동력성능과 연비를 향상시켜 상품성을 높이는 정비례 관계가 있는 것인가를 짚어볼 필요가 있다.
자동변속기의 최근동향
자동변속기를 평가하는데 중요한 지표 중의 하나가 전진 변속단수이다. 국내에서 생산된 차량 중에는 5속이 최고단이며, 해외에서는 현재까지 벤츠의 스포츠오픈카인 SLK 350 모델과 뉴S시리즈의 일부 차종에 적용된 7속 변속기가 있다. 일본의 도요타는 8속 자동변속기가 탑재된 새로운 최고급 세단 모델의 발매를 준비하고 있고, 유럽 및 북미의 고급 승용차를 중심으로 6속 자동변속기 적용이 보편화되고 있다.
이론적으로, 변속단수가 증가된다는 것은 차량과 엔진의 운전조건에 적절한 변속비를 대응시켜 주행성능 및 연비를 최적화 시키는 것이다. 이런 측면에서 생각한다면 무단변속기가 가장 이상적이어서 이를 적용한 차량이 기하급수적으로 증가될 것이 예상되었지만 자동차시장에서의 상황은 그러하지 못하다.
과연 자동변속기의 변속단수 증가가 이론과 같이 그대로 동력성능과 연비를 향상시켜 상품성을 높이는 정비례 관계가 있는 것인가를 짚어볼 필요가 있다.
고단화의 득과 실
1970년대 후반 자동변속기는 3단에서 4단으로의 변화를 시작했다. 여기서 얻어진 효과는 연비7%, 동력성능 10%의 향상이다. 기계적인 부품이 많이 추가되지 않아도 3속에서 4속으로 변경이 가능해 중량이나 기어의 동력전달에 큰 불리함이 없이 4속화를 구현함으로써 차량성능이 획기적으로 향상됐다.
이후 자동차 배기가스 규제의 강화로 연비 문제가 크게 대두되면서 90년대 초반 5속 모델들이 나오기 시작했는데 전륜구동의 경우 현재 현대파워텍에서도 생산 중인 5속 변속기의 기본모델이라 할 수 있는 미쓰비시의 신세대 자동변속기가 최초이다.
그러나 5속화의 경우는 4속화와는 달리 많은 기계 부품의 추가와 동력전달구조가 복잡해짐으로써 다단화의 효과가 다소 감소하였다. 이 결과로 얻어진 차량에서의 성능향상은 연비3%, 동력성능 5%개선이었다. 물론 연비1%를 개선하기 위한 노력을 생각하면 실로 대단한 것이라 할 수 있지만 제조원가 상승 등을 고려하면 기대에 미치지 못한 것 또한 사실이다.
6속으로의 진화 단계에서 큰 혁명과 같은 일이 일어나는데 바로 2000년대 초반 실용화된 레펠레티아 구조이다. 현재 사용되고 있는 동급의 5단 자동변속기와 비교하여 부품의 수가 20%이상, 중량이 10%이상 향상된 6속 자동변속기이며, 차량탑재 측면에서도 매우 유리하고 성능향상 또한 4속에서 5속으로의 결과와 유사하게 나타난다. 다만 이 혁신적인 구조는 프랑스의 엔지니어인 레펠레티아의 특허로 등록이 되어 함부로 적용을 하지 못하고 막대한 특허료를 지불하고 사용해야만 한다. 이 방식의 자동변속기를 생산하고 있는 AISIN AW, ZF 등의 회사도 특허료를 지불하고 있다.
현재 유일하게 양산되고 있는 벤츠7속의 경우는 기계적으로 매우 복잡하고 많은 부품으로 구성되어 있어 중량 및 기어 물림 횟수의 증가에 의한 성능저하가 예상된다. 주행 중 발생하는 다양한 변속 경우의 수 또한 증가되어 변속기 제어의 어려움도 뒤따라, 실제 발매 2년이 지난 시점에서 소비자 평가는 그다지 좋지 못하다.
7, 8속 자동변속기 생산에는 부품의 증가, 변속제어의 복잡화 등의 문제점이 있다. 현재까지 7, 8속화를 구현할 경우, 정량화된 성능향상의 지표는 없으나 5속 대비 연비 2~3%, 가속성능 3~5% 정도의 향상이 예상된다. 그러나 이는 6속화의 경우와 비교해서 성능향상은 없고 오직 제조원가 상승 및 중량 증가만 있다.
그럼에도 불구하고 고단화가 주는 가시적인 상품성 향상이라는 광고효과가 있어 고급차를 생산하는 자동차메이커에서는 최신 개발의 한 방향이 되고 있다.
미래의 다단화
1990년대 중반 전문가 그룹에서는, 2000년대 중반이 되면 무단변속기(CVT) 적용 차량의 급격한 증가를 예측했지만, 마찰을 이용한 높은 토크 전달의 한계와 자동변속기 대비 5배 가량 높은 유압 사용에 따른 효율 감소 및 자동변속기 생산라인의 매몰비용 등의 문제로 현재까지 적용은 미미하다.
자동변속기의 고단화 역시 기계적으로 가장 합리적인 구조를 지닌 6속이 주종을 이룰 것으로 판단되며, 7, 8속은 상품성 측면에서 고급 세단에 한정되어 적용이 될 것으로 예측된다.
차량 측면에서 보면 다단화의 방향보다는 최적설계를 통한 경량화, 적절한 기어비 선정, 전달효율의 증대 그리고 토크컨버터 직결 영역확대를 통한 연비와 동력성능 향상이 앞으로 발전시켜나갈 기술의 방향이다.
아마도 가장 좋은 자동변속기는 차량 수명동안 고장이 없으며, 운전자가 변속기의 존재를 느끼지 못할 정도로 있는 듯 없는 듯한 느낌을 받는 것이라고 생각한다.★
출처 : 현대.기아자동차 사보 【모터스라인 2006년 8월호】
TAG 자동변속기
잡지에 있는거 일일이 타이핑 한거에요ㅜ.ㅜ
힘들었어요...사진도 스캔하고