자동 변속기는 크게 토크 컨버터식 자동 변속기(Automatic Transmission, AMT), 무단 변속기 (Continuous Variable Transmission, CVT) 듀얼 클러치 변속기(Dual-Clutch Transmission, DCT), 세 종류로 나눌 수 있습니다. 운전자 입장에서 주행 중 속도 변경을 위해 기어를 바꿀 필요가 없다는 점은 동일하지만 작동하는 원리는 완전히 다릅니다.
토크 컨버터식 자동 변속기 (Automatic Transmission, AMT)
토크 컨버터식 자동 변속기는 자동차에서 가장 많이 사용하는 방식으로 일반적으로 자동 변속기 하면 바로 이 변속기를 의미 합니다. 토크 컨버터 내부에 충진된 미션 오일을 매체로 하여 이를 회전 시켜 동력을 전달하죠. 기계적인 연결 없이 유체를 사용하기 때문에 주행감이 부드럽다는 장점이 있지만 동력 손실이 상대적으로 크고 주기적으로 오일을 관리해야 한다는 단점도 있습니다. 자동 변속기의 구조 및 작동 원리 등은 이전 포스팅에서 따로 정리했으니 참고해 주세요.
자동 변속기의 구조 알아보기 (토크 컨버터, 유성 기어 장치, 유압 제어 시스템)
자동 변속기는 크게 토크 컨버터 (torque convertor), 유성 기어 장치 (planetary gear trains), 유압 제어 시스템 (hydrolic control system) 그리고 변속기 오일로 이루어져 있습니다 토크 컨버터 (Torque converter)
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듀얼 클러치 변속기(Dual-Clutch Transmission, DCT)
듀얼 클러치 변속기는 하나의 자동 변속기에 두 개의 수동 변속기를 합친 방식으로 운전자가 아닌 시스템이 수동 변속기의 클러치를 자동으로 조작 합니다. 위의 그림과 같이 하나의 축 안에 다른 축이 삽입 되어 있고 기어 단수가 각각 홀수 / 짝수로 나눠 연결되어 있으며, TCU (Transmission Control Unit)가 주행 상황에 따라 기어비를 제어하여 보다 효율적으로 변속을 하죠. 기어박스 내 오일 유무에 따라 다시 습식 듀얼 클러치(DSG), 건식 듀얼 클러치(DCT)로 구분 할 수 있는데, 습식에는 오일이 사용되기 때문에 오일펌프, 드레인 등 부품이 추가됩니다.
듀얼 클러치 타입은 자동 변속기와 수동 변속기의 장점을 모두 갖추고 있는데요, 두 개의 클러치가 맞물려 있는 구조이기 때문에 부드럽고 빠르게 변속할 수 있는 것은 물론 변속 효율 또한 뛰어납니다. 하지만 토크컨버터 방식 보다는 동력 전달 느낌이 다소 거칠고, 발진, 감속을 반복하는 도심 운전에서는 클러치의 끊김이 겹쳐 매끄럽지 않은 주행감이 느껴지기도 합니다.
무단 변속기(Continuous Variable Transmission, CVT)
기존의 변속기가 기어와 기어가 서로 맞물리는 형태였다면 무단 변속기는 두 개의 풀리(Pulley, 도르래)를 하나의 벨트로 연결하는 형태로 이루어집니다. 자전거의 기어와 상당히 유사한데요, 두 개의 풀리는 각각 엔진과 구동축에 연결되며 변속 시에는 풀리의 직경을 변경 하여 기어비를 변경합니다. 저속에서 높은 토크가 필요할 때에는 엔진 측 풀리 직경을 확대하고 고속 회전이 필요할 때는 구동축 측의 풀리 직경을 확대하죠.
무단 변속기는 풀리가 각 축에 직접 연결되어 있기 때문에 고정된 엔진 회전을 출력으로 가져올 수 있으며 최적의 기어비로 주행할 수 있어 효율적으로 주행을 할 수 있습니다. 또한 구조가 단순하여 중량이 가볍고 변속 시 충격이 거의 없습니다. 하지만 엔진 회전은 일정한데 차의 속도가 변하는 특유의 느낌 때문에 주행 질감이 이질적이라는 단점이 있습니다. 벨트의 내구성 문제로 큰 출력을 제어 할 수 없으며 특히 대형 차량에서는 사용 하는 것이 어렵습니다.
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