위키원
"자동변속기"의 두 판 사이의 차이
(오토기어 --> 자동변속기) |
|||
| 1번째 줄: | 1번째 줄: | ||
| − | ''' | + | '''자동변속기'''<!--자동 변속기-->는 [[자동차]] 등에서 기어를 자동으로 바꾸어주는 [[변속기]]를 말한다. '''오토기어'''<!--오토 기어-->(auto gear)라고도 한다. 자동변속기는 [[클러치]]와 [[변속기]]의 작동이 자동차의 [[속도]]나 [[부하]]에 따라 [[자동]]으로 이루어지게 하는 장치이다. 자동변속기 컨트롤 유닛(Transmission Control Unit)의 제어를 통한 유압-유체식으로 작동된다. 반대말은 [[수동변속기]]이다. |
== 개요 == | == 개요 == | ||
| − | + | 자동변속기는 수동기어 중에서 클러치 없이 자동으로 기어 변속을 하는 [[변속기]]이다. 수동기어와 달리 클러치가 없고 악셀과 [[브레이크]]만으로 자동차를 운전할 수 있다. 클러치가 없기 때문에 운전 난이도가 상대적으로 매우 낮고 편안한 분위기에서 즐겁게 운전할 수 있다는 특징이 있다. 1990년대에는 자동변속기가 상당히 고급 옵션이었다.<ref>박병하 기자, 〈[https://www.motoya.co.kr/news/articleView.html?idxno=31739 소형차에 이어 멸종위기, 수동변속기]〉, 《모토야》, 2020-08-19</ref> 차량 가격에서 차지하는 비중도 상당히 컸으며 기술력 발전이 더뎠기 때문에 수동기어에 비해 내구성, 출력, [[연비]] 등의 부분에서 불리한 점이 상당히 많았다. 그렇기에 자동변속기는 사실상 부유한 사람들의 전유물처럼 여겨졌다. 자동변속기는 1930년대에 등장하여 현재까지 여러 방식으로 발전되어 왔다. 자동변속기에는 여러 가지 장점과 단점이 존재하는데, [[대한민국]]에서는 장점이 더 부각되어 [[스포츠카]]나 [[대형차]]를 제외하면 현재까지 자동변속기가 90%의 비중을 차지하고 있다. [[토크컨버터]], [[무단변속기]], [[듀얼클러치]] 등 여러 종류로 분류된다. 또한 자동변속기의 P 레인지, R 레인지, N 레인지, D 레인지 같은 여러 레인지들이 존재하며 각각 다른 기능을 한다.<ref name="나무위키"></ref> | |
== 역사 == | == 역사 == | ||
| − | 현대적인 유압식 자동변속기는 1930년대에 이르러 등장했다.<ref>〈[http://m-park.co.kr/magazine/article_view.asp?idx=3213&gubun=26&PageSize=6&gotoPage=1 자동차 발전사 2. 왼발에 자유를, 자동변속기]〉, 《엠파크》, 2019-07-05</ref> [[미국]] [[제너럴모터스]](General Motors)의 브랜드 중 하나이며 현재는 사라진 브랜드인 올즈모빌(Oldsmobile)이 개발한 '하이드라매틱(Hydramatic)'이 | + | 현대적인 유압식 자동변속기는 1930년대에 이르러 등장했다.<ref>〈[http://m-park.co.kr/magazine/article_view.asp?idx=3213&gubun=26&PageSize=6&gotoPage=1 자동차 발전사 2. 왼발에 자유를, 자동변속기]〉, 《엠파크》, 2019-07-05</ref> [[미국]] [[제너럴모터스]](General Motors)의 브랜드 중 하나이며 현재는 사라진 브랜드인 올즈모빌(Oldsmobile)이 개발한 '하이드라매틱(Hydramatic)'이 자동변속기의 시초라고 볼 수 있다. 그 당시의 자동변속기는 [[운전대]]의 [[중앙]]에 위치되어 있었고 2~3단이었으며, 기어 순서도 지금과 달랐다. 현시대에 가장 비슷한 자동변속기를 뽑으라고 한다면 컬럼식 자동변속기라고 할 수 있다. 컬럼식 자동변속기는 미국산 자동차에서 흔히 볼 수 있는데, 2005년부터 [[메르세데스-벤츠]](Mercedes-Benz)에서 컬럼식 자동변속기를 W221형 [[S클래스]](S-Class)부터 많이 퍼뜨렸다. 과거의 컬럼식 자동변속기는 클러치 페달이 없었다. 하지만 D 레인지가 없고 레버를 위아래로 움직여 [[기어]]를 수동으로 선택해야 했다. 컬럼 시프트식 자동변속기 차량인 닷지 호넷은 페달이 3개 있었는데, 기어의 단수를 제한하는 장치였다.<ref name="나무위키">〈[https://namu.wiki/w/%EC%9E%90%EB%8F%99%EB%B3%80%EC%86%8D%EA%B8%B0#fn-25 자동변속기]〉, 《나무위키》</ref> 이후 자동으로 기어를 변경해 주는 방식으로 발전하게 되었다. 초반에는 드라이브 샤프트(Drive Shaft)를 통해 가해지는 압력과 현재 속도에 따라 기계적으로 기어가 자동으로 선택되었다. 가속 페달은 스로틀에 직결되어 있으며, 연료의 주입량만 관장했다. 그리고 기어의 반응과는 상관이 없었다. 이 반응으로 인해 [[엔진]]의 [[토크]]가 변하게 되고, 이것이 변속에 관여되기도 한다. 이런 [[기계식 자동변속기]] 차량은 [[연비]]가 엄청나게 나쁘다는 치명적인 단점이 있었지만, 수동기어에 비해 조작이 간편하고 주행이 편안하므로 주로 개인용 자동차를 위주로 보급되었다.<ref name="나무위키"></ref> 전자제어식 자동변속기는 컴퓨터에 의한 전자작용과 입력된 알고리즘에 따라 변속한다. 이에 따라 기어를 컨트롤하는 자동변속기 컨트롤 유닛에 입력되는 프로그램에 따라 변속의 경향이 변화한다.<ref>박병하 기자, 〈[https://www.motoya.co.kr/news/articleView.html?idxno=12899 차체 자세 제어 장치에 대해 알아보자]〉, 《모토야》, 2017-07-07</ref> 현대에는 수동기어에 기반한 자동변속기가 실용화됐다. [[페라리]](Ferrari), [[람보르기니]](Lamborghini), [[포르쉐]](Porsche) 등의 회사에서는 듀얼클러치 기어를 적용하는 경우가 많다.<ref>김상영 기자, 〈[https://www.motorgraph.com/news/articleView.html?idxno=6223 듀얼클러치 변속기(DCT) 선택 아닌 필수...변속기 역사 크게 변한다]〉, 《모터그래프》, 2015-03-31</ref> 기계적인 구조는 명백히 수동기어와 비슷하지만, 운전자의 개입 없이도 자동으로 변속을 하므로 자동변속기라고 부를 수 있다.<ref name="나무위키"></ref> 마찬가지로 자동변속기에도 수동기어의 기능을 추가하기도 한다. 예를 들면 차량이 많고 사람이 많은 시내같은 곳에서는 자동변속 모드로, 속도를 내야 할 때는 수동변속 모드로 바꿔서 직접 변속하는 방식이다. 이러한 기어를 팁트로닉이라고 부르기도 하며, 팁트로닉은 포르쉐에서 제일 먼저 개발됐다.<ref>오종훈 기자〈[https://www.autodiary.kr/2009/05/3055237/ 수동 변속 기능을 가진 자동변속기, 팁트로닉]〉, 《오토다이어리》, 2009-05-29</ref> 하지만 자동변속기는 경제성이 중요한 [[트럭]]이나 대형 [[상용차]]에는 잘 쓰이지 않았다. 중량물 운반차량에만 제한적으로 자동변속기가 사용되었으나, 기술의 발전으로 속속 자동변속기를 도입하고 있다. 모두 전자식 자동변속기이며 전자제어 기능을 제외한 나머지는 수동기어와 거의 비슷한 구조다. H-시프터의 단수 제약으로부터 자유롭기 때문에 16단 이상의 세밀한 기어를 적용하기도 한다. 제조사의 주장에 따르면 수동기어에 기반하므로 연비도 수동기어와 같거나 오히려 높게 나온다고 한다. 하지만 치고 나가는 힘은 확실히 수동기어에 뒤쳐지지 않지만 아직 연비는 수동에 비해 낮은 것 같다는 실제 사용자들의 의견이 지배적이다. 저상버스는 모두 자동변속기가 사용되며, 버튼식으로 나오고 있다. 일반적인 고상형 차량에 자동변속기가 달린 차량은 주로 경상남도 쪽에 많이 보이며, 역시 [[버튼식 기어]]가 사용된다. 16인승 이상 25인승 이하의 마이크로버스 중 카운티에도 앨리슨제 자동변속기가 달리기 시작했다.<ref>박태준 기자, 〈[https://www.top-rider.com/news/articleView.html?idxno=13906 앨리슨 트랜스미션 전자동 변속기 탑재한 현대 카운티 버스 출시]〉, 《탑라이더》, 2013-08-26</ref> |
| − | 2006년에 [[렉서스]](Lexus)가 LS 4세대를 출시하고 [[토요타]](Toyota)의 자회사 [[아이신]](Aisin)의 후륜형 8단 | + | 2006년에 [[렉서스]](Lexus)가 LS 4세대를 출시하고 [[토요타]](Toyota)의 자회사 [[아이신]](Aisin)의 후륜형 8단 자동변속기를 장착한 후 많은 자동차 제조자들이 8단 자동변속기를 많이 선택하여 사용하는 추세이다. 주로 [[전륜구동]] 차량에 많이 사용하는 추세지만 최근에 전륜구동 자동차도 8단 기어가 나온다. 심지어 혼다는 전륜형 10단 자동변속기를 개발하여 실제로 [[혼다]](Honda) 오딧세이 전륜 구동(FF)모델에 10단 자동변속기를 장착하여 출시했다.<ref>이한승 기자, 〈[https://www.top-rider.com/news/articleView.html?idxno=25868 혼다, 차세대 어코드 일부 공개..10단 변속기 적용]〉, 《탑라이더》, 2017-06-10</ref> 메르세데스-벤츠와 [[닛산]](Nissan)은 7단 자동변속기를 유달리 많이 사용한다. 메르세데스-벤츠는 자체 제작한 자동변속기를 사용하고 닛산은 기어를 만드는 닛산의 자회사 [[자트코]](Jatco)의 것을 사용하는데, 현재 메르세데스-벤츠와 [[디젤엔진]]을 같이 쓰는 [[Q50]] 같은 차량은 메르세데스-벤츠의 7지-트로닉(7G-Tronic)을 사용하기도 한다.<ref>김준혁 기자, 〈[http://it.chosun.com/site/data/html_dir/2014/07/25/2014072585016.html (시승기)지치지 않는 디젤 심장을 가진 인피니티 Q50 2.2d]〉, 《IT조선》, 2014-07-25</ref> 자동변속기 안에는 [[미션오일]]이 빠르게 운동하면서 엄청난 발열을 일으킨다. 과열은 미션오일을 변질시키고 장기적으로 자동변속기의 주요 고장 원인이 된다. 그렇기에 자동변속기는 엔진과 같이 별도의 냉각 시스템을 갖추고 있는 손에 꼽는 부품이다. 보통 엔진과 함께 라디에이터를 통해 식힌 냉각수를 공급받는데, 자동변속기의 용량이 클 경우에 이것만으로는 냉각 기능이 부족하기 쉬워 냉각을 보조하기 위해 별도의 쿨러를 다는 경우도 있다. 보조용 기어 쿨러가 기본이 아닌 경우에도 자동변속기 차량에 스포츠 튜닝을 하면서 따로 달기도 한다.<ref name="나무위키"></ref> 수동기어가 보편화되어 있던 시기에 자동변속기는 거의 고급 옵션으로 취급되어서 자동변속기 차량에는 [[엠블럼]]을 붙여 놓는 경우가 대다수였다. 심지어 [[저상버스]]를 포함한 [[시내버스]]의 경우 미션오일 온도계가 따로 부착되어 나왔을 정도였다. 2006년 이후로는 시내버스에 미션오일 온도계가 부착되어 나오지 않기 시작했다.<ref name="나무위키"></ref> 한때는 자동변속기가 보험료 할인의 대상이기도 했는데, 당시에는 자동변속기가 수동변속기보다 동력 효율이 매우 좋지 않아서 가속력이 낮아 사고 발생률이 적다는 이유다. 하지만 수동기어 차량 구매자들의 반발이 상당히 강했고, 자동변속기 차량의 비중이 점점 높아지게 되면서 자동변속기 손해율이 수동기어 손해율을 뛰어넘자 결국 2010년에 모든 보험사에서 자동변속기를 할인 항목에서 제외했다.<ref>강병철 기자, 〈[https://news.joins.com/article/19409006 차보험 할인 대상, 블랙박스 · 자동변속기 빠질 듯]〉, 《중앙일보》, 2016-01-14</ref> [[현대자동차그룹]](Hyundai Motor Group)이 이르면 2023년 말 대표 소형 상용차 [[포터]](Porter)와 [[봉고]](Bongo)의 완전변경차를 판매한다. 세대교체에 따라 두 차 모두 디젤엔진을 탑재하지않고 [[전기차]]와 [[LPG차]]로만 운영하는데, LPG차의 경우 신형 엔진에 자동변속기가 탑재될 전망이라고 한다. 점점 더 자동변속기의 점유율은 올라갈 것으로 볼 수 있다.<ref>안효문 기자, 〈[http://www.dailycar.co.kr/content/news.html?type=view&autoId=40073 단독 현대차 포터·기아 봉고, 수동변속 사라진다..전기차·LPG차로 ‘변신’]〉, 《데일리카》, 2021-07-05</ref> |
== 종류 == | == 종류 == | ||
| − | + | 자동변속기는 크게 세 종류로 나눌 수 있다. 전통적인 토크컨버터식 자동변속기를 시작으로 변속기 대신 풀리가 있는 무단변속기(CVT)와 최근 늘어나고 있는 듀얼클러치(DCT)이다. 셋은 조작 관점에서 동일하지만 움직이는 원리는 완전히 다르다.<ref name="엔카매거진">정상현 편집장, 〈[https://m.encarmagazine.com/theme/special/view/108067 특집 자동변속기도 종류가 있다고? 내게 어울리는 변속기 찾기]〉, 《엔카매거진》, 2018-08-10</ref> | |
=== 토크컨버터 === | === 토크컨버터 === | ||
| − | 토크컨버터(Torque converter)는 | + | [[토크컨버터]](Torque converter)는 자동변속기에서 사용되는 장치로 엔진과 유성기어 사이에서 유체커플링을 통해 동력을 전달하는 장치이다. 유체커플링을 이용하므로 엔진의 급격환 회전수 변화나 토크 충격이 동력 축으로 전달되지 않고 [[노면]]이나 바퀴에서 생겨나는 충격들도 엔진으로 전달되지 않기 때문에 승차감이 매우 좋다. 현재 한국에서 판매되고 있는 승용차의 90% 이상이 자동변속기를 장착하고 있지만, 유체커플링을 사용하므로 수동기어처럼 기어를 통한 동력 전달에 비교했을 때 동력 손실이 크다. 이로 인해 연비가 좋지 않다.<ref name ="엔카매거진2"></ref> |
=== 무단변속기 === | === 무단변속기 === | ||
| 23번째 줄: | 23번째 줄: | ||
== 주요 기능 == | == 주요 기능 == | ||
=== P레인지 === | === P레인지 === | ||
| − | + | [[P레인지]](Parking)는 주차 스프래그 기어로 링 기어를 고정하여 엔진과 미션이 연결되어 있지 않게 하여 동력 자체를 전달하지 않게 만든다. 요즘에는 브레이크를 밟지 않으면 P단에서 다른 레인지로 넘어갈 수 없도록 설계되고 있다. P단은 링 기어를 움직이지 않게 하는 방식이기에 주차 브레이크를 채우지 않은 채로 P단을 유지하면 차량이 불안정한 느낌을 받을 수 있다. 특히 급격한 경사에서 차량 밀림이 발생할 수도 있다. 경사로에 [[주차]]할 시 반드시 주차 브레이크와 함께 사용해야한다. 하지만 자동변속기 차량 중에서는 P레인지가 없는 경우도 있다. P레인지가 없을 시 기어를 중립에 두고 주차 브레이크를 채워야 한다.<ref name="오토트리뷴">〈[http://www.autotribune.co.kr/news/articleView.html?idxno=2422 경사로에 주차할 때 사이드 브레이크, 안 잠궈도 괜찮을까?]〉, 《오토트리뷴》, 2018-05-18</ref> | |
| − | 하지만 | ||
=== R레인지 === | === R레인지 === | ||
| − | + | [[R레인지]](Reverse)는 차를 뒤로 움직이는 용도로 주차 시 자주 이용한다. 인히비터 스위치에 의해 엔진 시동을 걸 수 없고 후진등을 킨다. 자동변속기에서 D->R 또는 R->D 로의 급격한 기어 변경은 기어에 상당한 데미지를 가져오므로 브레이크를 밟아 정지시킨 후 기어를 바꿔야 한다.<ref name="나무위키"></ref> | |
=== N레인지 === | === N레인지 === | ||
| − | + | [[N레인지]](Neutral)는 엔진과 기어는 연결되어 있지만, 동력만 끊은 상태이다. 오랜시간 [[정차]]할 때 사용하고, 주차를 해도 차를 밀거나 움직일 수 있도록 해야하는 상황에도 사용한다. 그리고 [[오르막길]]이나 [[내리막길]]에서 N레인지를 체결한다면 경사를 따라 차량이 움직이고 아주 큰 사고로 이어질 수도 있다. 항상 N레인지로 정차 할 시에는 브레이크를 밟아야 한다. 또한 N레인지에서 D레인지나 R레인지 등의 주행기어로 변경할 때 기어가 잘 체결되었는지 확인하고 차량을 움직여야한다. D레인지로 바꾸자마자 곧바로 엑셀을 밟는다면 기어에 큰 무리가 간다. P단이 없는 차량에 경우엔 N레인지에 핸드브레이크를 사용해야 한다.<ref name="오토트리뷴"></ref> | |
=== D레인지 === | === D레인지 === | ||
| − | + | [[D레인지]](Drive)는 차량을 앞으로 이동시킬 때 사용한다. 자동변속기의 경우 D레인지를 체결하고 브레이크를 밟고 있어도 시동이 꺼지지 않는다. 반면에 수동변속기 차량은 브레이크를 밟으면 시동이 꺼져버린다. 그렇기 때문에 자동변속기가 상대적으로 오르막길에서 훨씬 쉽게 출발할 수 있다. 기본적으로 D레인지를 사용하면 악셀을 밟지 않아도 차가 앞으로 나간다. 이 특성 때문에 실제로 졸음운전을 하거나 물건을 찾느라 브레이크를 밟은 발의 힘이 빠지면서 사고를 일으키는 경우를 주변에서 꽤 볼 수 있다. 그러므로 안전거리를 확보한 상태에서는 D레인지에서 브레이크를 계속 밟는 것이 기본이지만 좁은 골목이나 차량이 많이 몰려 붙어있어야 하는 경우에는 N레인지로 변경하여 브레이크를 밟는 것이 좋다.<ref>변금주 기자, 〈[https://www.autodaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=2874 자동변속기, 제대로 운전하는 법2]〉, 《오토데일리》, 2005-09-30</ref> | |
=== 3레인지 === | === 3레인지 === | ||
| − | + | [[3레인지]](Third, 3단)는 전진 3단 변속기(three-speed transmission)를 설치한 자동차에서 톱 기어(top gear)로, 주행 중 빈번히 사용되는 기어로, 전진 4단 이상의 자동차에서는 앞지르기를 할 때 가속으로 사용되는 경우가 많으나, 저속 주행이나 등판 또는 내리막길에서 엔진 브레이크로도 이용된다. | |
기어 비는 전진 3단의 경우에는 엔진 직결의 1, 전진 4단 이상의 자동차에서는 1.3에서 1.5 정도가 일반적이다.<ref>〈[https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1655196&cid=42330&categoryId=42330 서드 기어]〉, 《네이버 지식백과》</ref> | 기어 비는 전진 3단의 경우에는 엔진 직결의 1, 전진 4단 이상의 자동차에서는 1.3에서 1.5 정도가 일반적이다.<ref>〈[https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1655196&cid=42330&categoryId=42330 서드 기어]〉, 《네이버 지식백과》</ref> | ||
| 46번째 줄: | 45번째 줄: | ||
=== 수동변속모드 === | === 수동변속모드 === | ||
| − | 수동변속모드 및 스포츠모드는 3레인지, 2(또는 S) 레인지, 1(또는 L) 레인지가 아닌 + 레인지, - 레인지로 되어 있는 것이 특징이다. 기존 | + | 수동변속모드 및 스포츠모드는 3레인지, 2(또는 S) 레인지, 1(또는 L) 레인지가 아닌 + 레인지, - 레인지로 되어 있는 것이 특징이다. 기존 자동변속기의 기술적 특성을 유지한 상태로 운전자가 기어 비율을 수동기어처럼 임의로 조정할 수 있도록 한다. 레버를 위아래로 올리거나 내려 기어 단수를 조정한다. 또는 수동 모드로 레버를 옮긴 후 레버에 달린 스위치를 눌러 단수를 조정하기도 한다. 긴 내리막길을 달릴 때는 안전을 위해서 엔진 브레이크를 사용해야 하는데, 이때 수동모드가 필요하다. 평상시보다 낮은 기어를 선택하면 엔진 브레이크 상태가 되면서 브레이크를 적게 밟고 내려올 수 있다. 덤으로 연료 소모 또한 줄일 수 있다. 다만, 회전수가 높아지면서 엔진 소리가 커지지만 지극히 정상적인 상황이다.<ref name="모터포커스">박기돈 기자, 〈[https://m.etnews.com/201007070206?obj=Tzo4OiJzdGRDbGFzcyI6Mjp7czo3OiJyZWZlcmVyIjtOO3M6NzoiZm9yd2FyZCI7czoxMzoid2ViIHRvIG1vYmlsZSI7fQ%3D%3D 자동변속기의 수동모드 사용하기]〉, 《모터포커스》, 2010-07-08</ref> |
=== 오버드라이브 스위치 === | === 오버드라이브 스위치 === | ||
| 53번째 줄: | 52번째 줄: | ||
== 장점 == | == 장점 == | ||
=== 안전성 === | === 안전성 === | ||
| − | + | 자동변속기는 기어 변속 중의 실수, 또는 조작 미숙으로 인해 일어나는 엔진 정지 문제를 근본적으로 차단할 수 있어서 편안하고 안전한 운전이 가능하다. 만약 자동변속기가 장착된 차량이 수동기어처럼 출발 시 엔진이 꺼지거나, 기어가 제대로 작동되지 않거나 한다면 엔진이나 기어에 중대한 문제가 발생한 것으로 볼 수 있기에 즉시 점검 및 수리를 받아야 한다. 자동변속기를 이용하는 차량이 많을수록 도로 주행 시 변속 시간이 크게 줄어들어 도로 교통이 원활해지고, 기어 오조작 가능성이 작아져 사고 발생 건수가 상당히 줄어든다. 또한 운전 시 잦은 변속 조작으로 인한 피로감을 크게 낮출 수 있다. 차량 운전이 재미를 위한 용도가 아니라 '노동'이 되기 쉬운 직장인들과 운수업자에 종사하는 사람들의 입장에서는 커다란 이점이다. 그리고 저속 쪽의 구동력이 커서 경사로 출발이 쉬우며 최대 등판능력도 크다. 그렇지만 수동기어는 운전자가 일부러 엑셀을 끝까지 밟지 않더라도 저단 기어를 유지하여 RPM을 높여 더 강한 출력으로 출발이 가능하기에 저속의 구동력 자체는 거의 비슷하다고 봐도 된다. 그리고 자동변속기는 [[클러치]]가 없어 운전의 난도가 크게 낮아지고 훨씬 간편해진다.<ref name="나무위키"></ref> 출발했다 멈추기를 반복해야 하는 정체 상황과 저속주행이 필요한 상황에서 클리핑 현상으로 인해 브레이크만 조작하면서 편하게 주행할 수 있다. 수동기어는 클러치를 통해 조절해야 하는데, 실수로 시동을 꺼뜨리거나 브레이크와 혼동하는 등의 실수를 할 수 있다. 단을 넣은 채로 가만히 있어야 하는 상황에는 항상 브레이크를 밟고 있어야 한다는 단점이 있었지만, 이 또한 요즘에 나오는 차량에는 오토 홀드 기능이 탑재되어서 해소했다.<ref>송주오 기자, 〈[https://www.edaily.co.kr/news/read?newsId=01203766622586008&mediaCodeNo=257 내 차에 있는 오토홀드 기능이 뭐야]〉, 《이데일리》, 2019-08-10</ref> | |
=== 긴 수명 === | === 긴 수명 === | ||
| − | + | 자동변속기의 유체클러치는 충격 완화 작용을 한다. 이로 인해 [[파워트레인]]에 가해지는 충격이 적어져서 엔진 보호가 되어 수명이 늘어난다. 위의 장점과 더불어 이러한 장점 덕에 실제 수백 톤 이상의 중장비나 초고 중량물 운송용 트럭들은 모두 자동변속기를 사용한다. 또한 클러치의 마모로 인한 고장을 차단할 수 있다. 유체클러치나 토크컨버터는 기어오일로 가동되므로 기계적 마찰이 없기 때문이다. 하지만 마찰에 의한 고장이나 마모 이외의 고장은 일어날 수 있다.<ref>고석연 기자, 〈[https://m.encarmagazine.com/bible/bible3/view/15029 (기술팁)수동변속기의 차가 자동변속보다 연비가 좋은 이유는?]〉, 《엔카매거진》, 2015-08-25</ref> | |
=== 다단화 === | === 다단화 === | ||
| − | + | 자동변속기는 [[다단화]]에서 유리하다. [[대형트럭]]용 수동기어에서 볼 수 있듯이 수동기어로도 12단이 넘어가는 다단 기어를 제작할 수 있다. 그렇지만, H 시프터의 구조적 한계로 인해 조작 난도가 너무 높아지기 때문에 초기 진입 장벽이 높아지며, 조작 실수의 가능성도 매우 높아 일반 [[승용차]]에 사용하기에는 무리다. 하지만 자동변속기는 4단이든, 8단이든, 18단이든 조작 방법은 일치하고, 진입장벽도 굉장히 낮은 수준이 되어 일반 승용차에도 8단을 뛰어넘어 많은 단수를 구현할 수 있게 됐다. 대형트럭의 경우 큰 힘이 필요할 때 사용하는 크롤러 기어 등에 대한 지식을 갖출 필요가 있긴 하지만 이건 수동기어도 갖춰야 하는 부분이다. 이렇게 기어단수가 다단화되는 이유는 변속단이 많아질수록 기어비가 커지고 변속충격이 적어 승차감 향상은 물론 연비를 향상시킬 수 있다.<ref name="오토헤럴드">〈[http://www.autoherald.co.kr/news/articleView.html?idxno=21155 (아롱테크)무단과 다단, 진화하는 자동변속기]〉, 《오토헤럴드》, 2017-02-02</ref> | |
== 단점 == | == 단점 == | ||
=== 비싼 가격대 === | === 비싼 가격대 === | ||
| − | + | 자동변속기는 수동기어보다 비싸다.<ref>박영국 기자, 〈[https://www.ebn.co.kr/news/view/557446 토요타 86, 자동변속기 값이 800만원?]〉, 《이비엔》, 2012-06-19</ref> 현대에 와서는 큰 차이는 없지만 1990년대 이전에는 저렴한 차량이라도 자동변속기 옵션을 추가시 많은 비용이 추가되며, 대형트럭이나 [[버스]]처럼 업무를 위해 이용하는 대형 상용차 같은 경우에는 지금도 자동변속기 옵션이 수백만 원, 천만 원 이상까지 나가기 때문에 차량 비용 절감 등을 이유로 수동기어 차량을 선호하는 회사들이 많다. 만약 수동기어 사양 기준 가격대가 1억 근처인 차량에 자동변속기 옵션을 추가하면 차량 가격이 1억 천만원까지 올라가는 것인데, 이 것은 곧 자동변속기 차량 10대를 구매할 돈으로 수동기어 차량 11대를 도입할 수 있다는 것을 의미한다.<ref name="나무위키"></ref> | |
=== 비싼 유지비 === | === 비싼 유지비 === | ||
| − | 경우에 따라 차량 자체의 유지비도 더 비쌀 수 있다. 수동기어에 보다 | + | 경우에 따라 차량 자체의 유지비도 더 비쌀 수 있다. 수동기어에 보다 자동변속기가 더 복잡하므로 기어 자체의 비용도 더 비쌀뿐더러, 자동변속기의 미션오일은 수동기어와 다르게 기계적 마모와 부식 방지, 청정효과를 내기 위한 것 뿐만 아니라, 토크컨버터 안으로 들어가 실제로 동력을 전달하는 기능도 있기 때문이다. 그래서 기어의 내구성과 효율을 유지하는 것을 위해 미션오일을 교체하는 경우가 있고 제조사에서도 가혹 조건으로 주행시에는 약 10만km마다 미션오일 교환을 권장하기도 한다.<ref>정나래 기자, 〈[http://www.energy-news.co.kr/news/articleView.html?idxno=15517 ATF 교환, 10만km 주행 후가 적절]〉, 《에너지신문》, 2013-01-10</ref> 그러나 수동기어 역시 클러치 디스크라는 소모품이 있기 때문에 어떤 환경에서 주행하고 운전자가 어떤 운전습관을 가지고 있는지에 따라 다른 편이다.<ref name ="나무위키"></ref> |
=== 낮은 연비 === | === 낮은 연비 === | ||
| − | + | 자동변속기는 엔진의 토크를 오일의 순환을 통하며 전달하기 때문에 동력 전달 효율이 마찰식 클러치에 비해 비경제적이다. 수동기어에 비해서 연비가 낮다고 할 수 있다. 연비 및 가속력에 민감한 스포츠카, 모터사이클, 버스, 트럭 등의 수동기어 비중이 여전히 높은 이유가 이 때문이다. 최근에는 토크컨버터 기술도 많이 발전해서 동력 전달효율이 95% 이상으로 많이 높아지긴 했지만, 처음 등장했을 때부터 동력의 전달효율이 거의 100%였던 직결식 기술보다는 효율이 조금 낮은 편이다. 그러나 오늘날에 와서는 연비면에서 큰 차이가 없거나 오히려 자동기어가 수동기어보다 더 연비가 낮은 경우도 있기에 장시간 운전을 해야하는 특성도 같이 고려하여 자동변속기 사양으로 출고하는 경우가 늘어나고 있다.<ref name="오토헤럴드"></ref> | |
=== 사고 위험성 === | === 사고 위험성 === | ||
| − | 수동기어보다 [[급발진]] 사고의 위험성이 높다. 여태까지 | + | 자동변속기는 수동기어보다 [[급발진]] 사고의 위험성이 높다. 여태까지 자동변속기 차량과 수동기어 차량 중 어느 쪽이 급발진이 발생하는 확률이 더 높은지는 밝혀지지 않았으나, 일단 지금까지는 수동기어 차량에서 급발진으로 의심되는 현상이나 그로 인한 사고가 보고된 적이 없다.<ref>이동준 기자, 〈[https://m.segye.com/view/20170519001082 조작 쉬운 자동차 자동변속기…교통사고 증가원인]〉, 《세계일보》, 2017-05-19</ref> 그러나, 급발진이 발생했을 때 클러치 페달을 밟는 것만으로 동력 전달을 끊어서 쉽게 정지할 수 있는 수동기어에 비해 자동변속기는 동력을 끊는 것이 쉽지 않아 브레이크로만 해결해야 하기 때문에 상대적으로 위험하다고 할 수 있다. 변속레버까지 전자화되어 있을 경우 전자제어장치 오류가 발생했을 때 레버를 옮겨도 중립으로 빠지지 않는 상황이 발생하기도 하는데, 이때 브레이크가 작동하지 않으면 큰 사고로 이어질 수 있다. 최대한 충격을 줄일 수 있는 장소에 충돌하여 멈추는 방법을 선택해야만 한다. 그리고 수동기어는 기어 단수를 운전자가 직접 바꾸지 않는 이상 차량이 스스로 변속을 하지 못하기 때문에 가령 1단 기어인 상태에서 엔진이 폭주해 봐야 3~40km/h 수준의 속도까지밖에 올라가지 못하며, 고단 기어였던 경우라고 가정해도 이미 충분히 빠른 속도로 달리고 있던 것이 아니라면 폭발적으로 가속하는 것이 아니라 엔진의 힘이 모자라서 시동 자체가 꺼져 버린다. 그에 반해 자동변속기는 [[엔진]]의 [[폭주]]가 시작되면 동시에 기어도 엄청나게 올라간 엔진 회전수에 맞춰서 자동으로 변속되고 차량은 운전자가 제어할 수 없는 수준의 고속으로 폭발적으로 가속하게 되어 버린다.<ref>정재원 기자, 〈[https://newstapa.org/article/50Xzm ‘급발진 사고’ 의혹... 현대기아차·국과수가 덮었나]〉, 《뉴스타파》, 2017-01-26</ref> |
; 단점의 개선 | ; 단점의 개선 | ||
| − | + | 자동변속기의 가장 큰 문제점은 [[연비]]다. 하지만 기술 발전에 따라 컴퓨터는 사람의 판단과는 비교할 수 없을 만큼 최적화된 변속 타이밍을 찾아낸다. 또한, 무단변속기의 등장으로 변속의 개념을 바꾸기도 했다. 토크컨버터의 미끄럼 손실을 줄이는 기술도 이전보다 크게 진화했다. 이 덕에 자동변속기와 수동기어의 연비 차이는 갈수록 줄어들고 있다.<ref name="엔카매거진2">고석연 기자, 〈[https://news.v.daum.net/v/gP4am1ZJJF?s=print_news 수동변속기 차가 자동변속보다 연비가 좋은 이유]〉, 《엔카매거진》, 2018-08-17</ref> 그리고 예전의 자동변속기는 수동기어보다 상대적으로 더 관리를 요구했지만 자동변속기의 기술 발전을 통해 개선해 나가고 있다. 기어 자체가 일단 맞물려 있는 상태를 유지하고 있으면 마모되는 부분이 없어 수명이 엄청나게 길다. 그래서 폐차하기 전까지 무교환으로 타기도 하며, 가령 교체하더라도 미션오일이 엄청 비싸지도 않다. 과격한 운전 조건에서는 10만km 주기인데, 많이 갈면 1~2번이기 때문에 유지비 자체의 변화가 크다고 보기는 어렵다.<ref>김한용 기자, 〈[https://www.motorgraph.com/news/articleView.html?idxno=4262 카센터가 절대 말해주지 않는 '자동차 관리 상식' 5가지]〉, 《모터그래프》, 2014-10-14</ref> | |
{{각주}} | {{각주}} | ||
2022년 9월 12일 (월) 19:27 판
자동변속기는 자동차 등에서 기어를 자동으로 바꾸어주는 변속기를 말한다. 오토기어(auto gear)라고도 한다. 자동변속기는 클러치와 변속기의 작동이 자동차의 속도나 부하에 따라 자동으로 이루어지게 하는 장치이다. 자동변속기 컨트롤 유닛(Transmission Control Unit)의 제어를 통한 유압-유체식으로 작동된다. 반대말은 수동변속기이다.
목차
개요
자동변속기는 수동기어 중에서 클러치 없이 자동으로 기어 변속을 하는 변속기이다. 수동기어와 달리 클러치가 없고 악셀과 브레이크만으로 자동차를 운전할 수 있다. 클러치가 없기 때문에 운전 난이도가 상대적으로 매우 낮고 편안한 분위기에서 즐겁게 운전할 수 있다는 특징이 있다. 1990년대에는 자동변속기가 상당히 고급 옵션이었다.[1] 차량 가격에서 차지하는 비중도 상당히 컸으며 기술력 발전이 더뎠기 때문에 수동기어에 비해 내구성, 출력, 연비 등의 부분에서 불리한 점이 상당히 많았다. 그렇기에 자동변속기는 사실상 부유한 사람들의 전유물처럼 여겨졌다. 자동변속기는 1930년대에 등장하여 현재까지 여러 방식으로 발전되어 왔다. 자동변속기에는 여러 가지 장점과 단점이 존재하는데, 대한민국에서는 장점이 더 부각되어 스포츠카나 대형차를 제외하면 현재까지 자동변속기가 90%의 비중을 차지하고 있다. 토크컨버터, 무단변속기, 듀얼클러치 등 여러 종류로 분류된다. 또한 자동변속기의 P 레인지, R 레인지, N 레인지, D 레인지 같은 여러 레인지들이 존재하며 각각 다른 기능을 한다.[2]
역사
현대적인 유압식 자동변속기는 1930년대에 이르러 등장했다.[3] 미국 제너럴모터스(General Motors)의 브랜드 중 하나이며 현재는 사라진 브랜드인 올즈모빌(Oldsmobile)이 개발한 '하이드라매틱(Hydramatic)'이 자동변속기의 시초라고 볼 수 있다. 그 당시의 자동변속기는 운전대의 중앙에 위치되어 있었고 2~3단이었으며, 기어 순서도 지금과 달랐다. 현시대에 가장 비슷한 자동변속기를 뽑으라고 한다면 컬럼식 자동변속기라고 할 수 있다. 컬럼식 자동변속기는 미국산 자동차에서 흔히 볼 수 있는데, 2005년부터 메르세데스-벤츠(Mercedes-Benz)에서 컬럼식 자동변속기를 W221형 S클래스(S-Class)부터 많이 퍼뜨렸다. 과거의 컬럼식 자동변속기는 클러치 페달이 없었다. 하지만 D 레인지가 없고 레버를 위아래로 움직여 기어를 수동으로 선택해야 했다. 컬럼 시프트식 자동변속기 차량인 닷지 호넷은 페달이 3개 있었는데, 기어의 단수를 제한하는 장치였다.[2] 이후 자동으로 기어를 변경해 주는 방식으로 발전하게 되었다. 초반에는 드라이브 샤프트(Drive Shaft)를 통해 가해지는 압력과 현재 속도에 따라 기계적으로 기어가 자동으로 선택되었다. 가속 페달은 스로틀에 직결되어 있으며, 연료의 주입량만 관장했다. 그리고 기어의 반응과는 상관이 없었다. 이 반응으로 인해 엔진의 토크가 변하게 되고, 이것이 변속에 관여되기도 한다. 이런 기계식 자동변속기 차량은 연비가 엄청나게 나쁘다는 치명적인 단점이 있었지만, 수동기어에 비해 조작이 간편하고 주행이 편안하므로 주로 개인용 자동차를 위주로 보급되었다.[2] 전자제어식 자동변속기는 컴퓨터에 의한 전자작용과 입력된 알고리즘에 따라 변속한다. 이에 따라 기어를 컨트롤하는 자동변속기 컨트롤 유닛에 입력되는 프로그램에 따라 변속의 경향이 변화한다.[4] 현대에는 수동기어에 기반한 자동변속기가 실용화됐다. 페라리(Ferrari), 람보르기니(Lamborghini), 포르쉐(Porsche) 등의 회사에서는 듀얼클러치 기어를 적용하는 경우가 많다.[5] 기계적인 구조는 명백히 수동기어와 비슷하지만, 운전자의 개입 없이도 자동으로 변속을 하므로 자동변속기라고 부를 수 있다.[2] 마찬가지로 자동변속기에도 수동기어의 기능을 추가하기도 한다. 예를 들면 차량이 많고 사람이 많은 시내같은 곳에서는 자동변속 모드로, 속도를 내야 할 때는 수동변속 모드로 바꿔서 직접 변속하는 방식이다. 이러한 기어를 팁트로닉이라고 부르기도 하며, 팁트로닉은 포르쉐에서 제일 먼저 개발됐다.[6] 하지만 자동변속기는 경제성이 중요한 트럭이나 대형 상용차에는 잘 쓰이지 않았다. 중량물 운반차량에만 제한적으로 자동변속기가 사용되었으나, 기술의 발전으로 속속 자동변속기를 도입하고 있다. 모두 전자식 자동변속기이며 전자제어 기능을 제외한 나머지는 수동기어와 거의 비슷한 구조다. H-시프터의 단수 제약으로부터 자유롭기 때문에 16단 이상의 세밀한 기어를 적용하기도 한다. 제조사의 주장에 따르면 수동기어에 기반하므로 연비도 수동기어와 같거나 오히려 높게 나온다고 한다. 하지만 치고 나가는 힘은 확실히 수동기어에 뒤쳐지지 않지만 아직 연비는 수동에 비해 낮은 것 같다는 실제 사용자들의 의견이 지배적이다. 저상버스는 모두 자동변속기가 사용되며, 버튼식으로 나오고 있다. 일반적인 고상형 차량에 자동변속기가 달린 차량은 주로 경상남도 쪽에 많이 보이며, 역시 버튼식 기어가 사용된다. 16인승 이상 25인승 이하의 마이크로버스 중 카운티에도 앨리슨제 자동변속기가 달리기 시작했다.[7]
2006년에 렉서스(Lexus)가 LS 4세대를 출시하고 토요타(Toyota)의 자회사 아이신(Aisin)의 후륜형 8단 자동변속기를 장착한 후 많은 자동차 제조자들이 8단 자동변속기를 많이 선택하여 사용하는 추세이다. 주로 전륜구동 차량에 많이 사용하는 추세지만 최근에 전륜구동 자동차도 8단 기어가 나온다. 심지어 혼다는 전륜형 10단 자동변속기를 개발하여 실제로 혼다(Honda) 오딧세이 전륜 구동(FF)모델에 10단 자동변속기를 장착하여 출시했다.[8] 메르세데스-벤츠와 닛산(Nissan)은 7단 자동변속기를 유달리 많이 사용한다. 메르세데스-벤츠는 자체 제작한 자동변속기를 사용하고 닛산은 기어를 만드는 닛산의 자회사 자트코(Jatco)의 것을 사용하는데, 현재 메르세데스-벤츠와 디젤엔진을 같이 쓰는 Q50 같은 차량은 메르세데스-벤츠의 7지-트로닉(7G-Tronic)을 사용하기도 한다.[9] 자동변속기 안에는 미션오일이 빠르게 운동하면서 엄청난 발열을 일으킨다. 과열은 미션오일을 변질시키고 장기적으로 자동변속기의 주요 고장 원인이 된다. 그렇기에 자동변속기는 엔진과 같이 별도의 냉각 시스템을 갖추고 있는 손에 꼽는 부품이다. 보통 엔진과 함께 라디에이터를 통해 식힌 냉각수를 공급받는데, 자동변속기의 용량이 클 경우에 이것만으로는 냉각 기능이 부족하기 쉬워 냉각을 보조하기 위해 별도의 쿨러를 다는 경우도 있다. 보조용 기어 쿨러가 기본이 아닌 경우에도 자동변속기 차량에 스포츠 튜닝을 하면서 따로 달기도 한다.[2] 수동기어가 보편화되어 있던 시기에 자동변속기는 거의 고급 옵션으로 취급되어서 자동변속기 차량에는 엠블럼을 붙여 놓는 경우가 대다수였다. 심지어 저상버스를 포함한 시내버스의 경우 미션오일 온도계가 따로 부착되어 나왔을 정도였다. 2006년 이후로는 시내버스에 미션오일 온도계가 부착되어 나오지 않기 시작했다.[2] 한때는 자동변속기가 보험료 할인의 대상이기도 했는데, 당시에는 자동변속기가 수동변속기보다 동력 효율이 매우 좋지 않아서 가속력이 낮아 사고 발생률이 적다는 이유다. 하지만 수동기어 차량 구매자들의 반발이 상당히 강했고, 자동변속기 차량의 비중이 점점 높아지게 되면서 자동변속기 손해율이 수동기어 손해율을 뛰어넘자 결국 2010년에 모든 보험사에서 자동변속기를 할인 항목에서 제외했다.[10] 현대자동차그룹(Hyundai Motor Group)이 이르면 2023년 말 대표 소형 상용차 포터(Porter)와 봉고(Bongo)의 완전변경차를 판매한다. 세대교체에 따라 두 차 모두 디젤엔진을 탑재하지않고 전기차와 LPG차로만 운영하는데, LPG차의 경우 신형 엔진에 자동변속기가 탑재될 전망이라고 한다. 점점 더 자동변속기의 점유율은 올라갈 것으로 볼 수 있다.[11]
종류
자동변속기는 크게 세 종류로 나눌 수 있다. 전통적인 토크컨버터식 자동변속기를 시작으로 변속기 대신 풀리가 있는 무단변속기(CVT)와 최근 늘어나고 있는 듀얼클러치(DCT)이다. 셋은 조작 관점에서 동일하지만 움직이는 원리는 완전히 다르다.[12]
토크컨버터
토크컨버터(Torque converter)는 자동변속기에서 사용되는 장치로 엔진과 유성기어 사이에서 유체커플링을 통해 동력을 전달하는 장치이다. 유체커플링을 이용하므로 엔진의 급격환 회전수 변화나 토크 충격이 동력 축으로 전달되지 않고 노면이나 바퀴에서 생겨나는 충격들도 엔진으로 전달되지 않기 때문에 승차감이 매우 좋다. 현재 한국에서 판매되고 있는 승용차의 90% 이상이 자동변속기를 장착하고 있지만, 유체커플링을 사용하므로 수동기어처럼 기어를 통한 동력 전달에 비교했을 때 동력 손실이 크다. 이로 인해 연비가 좋지 않다.[13]
무단변속기
무단변속기는 동력을 전달하는 하나의 방법이다. 대부분 각 기어의 변속비를 일정하게 유지하지만, 동작점에 따른 효율 변화가 민감한 엔진의 특성 때문에 일반적인 다단 변속기는 변속기 자체의 효율이 높아질 수는 있어도 엔진 효율을 온전히 끌어내기 어렵다는 문제점이 있다. 무단변속기는 변속비의 조정량을 무제한으로 가져감으로써 엔진의 최적 동작점을 정확하게 예측해 연비를 높일 수 있고 다른 변속기들이 필연적으로 가지는 변속 충격을 아예 배제할 수 있어 매끄럽게 주행할 수 있다.[14]
듀얼클러치
듀얼클러치는 두 개의 클러치를 사용하는 자동 변속기이다. 수동변속기를 자동 변속화한 것이다. 수동변속기에서 가장 중요한 것이 클러치를 다루는 것인데, 사람이 발로 하던 것을 기계가 대신 하도록 만든 것이다. 두 개의 클러치가 맞물리며 부드럽고 빠르게 변속할 수 있다는 장점이 있다.[12] 하지만 토크컨버터 방식과 비교해 동력 전달 느낌이 조금 더 거칠고, 도로 정체가 많은 국내 도심 운전에서는 발진과 감속이 반복되어 매끄럽지 않은 주행감을 주기도 한다.[15]
주요 기능
P레인지
P레인지(Parking)는 주차 스프래그 기어로 링 기어를 고정하여 엔진과 미션이 연결되어 있지 않게 하여 동력 자체를 전달하지 않게 만든다. 요즘에는 브레이크를 밟지 않으면 P단에서 다른 레인지로 넘어갈 수 없도록 설계되고 있다. P단은 링 기어를 움직이지 않게 하는 방식이기에 주차 브레이크를 채우지 않은 채로 P단을 유지하면 차량이 불안정한 느낌을 받을 수 있다. 특히 급격한 경사에서 차량 밀림이 발생할 수도 있다. 경사로에 주차할 시 반드시 주차 브레이크와 함께 사용해야한다. 하지만 자동변속기 차량 중에서는 P레인지가 없는 경우도 있다. P레인지가 없을 시 기어를 중립에 두고 주차 브레이크를 채워야 한다.[16]
R레인지
R레인지(Reverse)는 차를 뒤로 움직이는 용도로 주차 시 자주 이용한다. 인히비터 스위치에 의해 엔진 시동을 걸 수 없고 후진등을 킨다. 자동변속기에서 D->R 또는 R->D 로의 급격한 기어 변경은 기어에 상당한 데미지를 가져오므로 브레이크를 밟아 정지시킨 후 기어를 바꿔야 한다.[2]
N레인지
N레인지(Neutral)는 엔진과 기어는 연결되어 있지만, 동력만 끊은 상태이다. 오랜시간 정차할 때 사용하고, 주차를 해도 차를 밀거나 움직일 수 있도록 해야하는 상황에도 사용한다. 그리고 오르막길이나 내리막길에서 N레인지를 체결한다면 경사를 따라 차량이 움직이고 아주 큰 사고로 이어질 수도 있다. 항상 N레인지로 정차 할 시에는 브레이크를 밟아야 한다. 또한 N레인지에서 D레인지나 R레인지 등의 주행기어로 변경할 때 기어가 잘 체결되었는지 확인하고 차량을 움직여야한다. D레인지로 바꾸자마자 곧바로 엑셀을 밟는다면 기어에 큰 무리가 간다. P단이 없는 차량에 경우엔 N레인지에 핸드브레이크를 사용해야 한다.[16]
D레인지
D레인지(Drive)는 차량을 앞으로 이동시킬 때 사용한다. 자동변속기의 경우 D레인지를 체결하고 브레이크를 밟고 있어도 시동이 꺼지지 않는다. 반면에 수동변속기 차량은 브레이크를 밟으면 시동이 꺼져버린다. 그렇기 때문에 자동변속기가 상대적으로 오르막길에서 훨씬 쉽게 출발할 수 있다. 기본적으로 D레인지를 사용하면 악셀을 밟지 않아도 차가 앞으로 나간다. 이 특성 때문에 실제로 졸음운전을 하거나 물건을 찾느라 브레이크를 밟은 발의 힘이 빠지면서 사고를 일으키는 경우를 주변에서 꽤 볼 수 있다. 그러므로 안전거리를 확보한 상태에서는 D레인지에서 브레이크를 계속 밟는 것이 기본이지만 좁은 골목이나 차량이 많이 몰려 붙어있어야 하는 경우에는 N레인지로 변경하여 브레이크를 밟는 것이 좋다.[17]
3레인지
3레인지(Third, 3단)는 전진 3단 변속기(three-speed transmission)를 설치한 자동차에서 톱 기어(top gear)로, 주행 중 빈번히 사용되는 기어로, 전진 4단 이상의 자동차에서는 앞지르기를 할 때 가속으로 사용되는 경우가 많으나, 저속 주행이나 등판 또는 내리막길에서 엔진 브레이크로도 이용된다. 기어 비는 전진 3단의 경우에는 엔진 직결의 1, 전진 4단 이상의 자동차에서는 1.3에서 1.5 정도가 일반적이다.[18]
2레인지
2 또는 S(Second, 2단) 레인지는 수동 변속기에서 출발 후의 가속에 사용하는 것으로, 극히 저속의 주행이나 급경사를 등판할 때 사용되는 변속 위치를 말한다. 기어 비는 2 정도가 일반적이다.[19]
1레인지
1 또는 L(Low) 레인지는 1단 기어라고도 부르는데, 가장 낮은 기어를 말한다. 바텀 기어(bottom gear)라고도 하며, 퍼스트 스피드(first speed), 스타팅 기어(starting gear)라고도 부른다.[20]
수동변속모드
수동변속모드 및 스포츠모드는 3레인지, 2(또는 S) 레인지, 1(또는 L) 레인지가 아닌 + 레인지, - 레인지로 되어 있는 것이 특징이다. 기존 자동변속기의 기술적 특성을 유지한 상태로 운전자가 기어 비율을 수동기어처럼 임의로 조정할 수 있도록 한다. 레버를 위아래로 올리거나 내려 기어 단수를 조정한다. 또는 수동 모드로 레버를 옮긴 후 레버에 달린 스위치를 눌러 단수를 조정하기도 한다. 긴 내리막길을 달릴 때는 안전을 위해서 엔진 브레이크를 사용해야 하는데, 이때 수동모드가 필요하다. 평상시보다 낮은 기어를 선택하면 엔진 브레이크 상태가 되면서 브레이크를 적게 밟고 내려올 수 있다. 덤으로 연료 소모 또한 줄일 수 있다. 다만, 회전수가 높아지면서 엔진 소리가 커지지만 지극히 정상적인 상황이다.[21]
오버드라이브 스위치
오버드라이브 스위치는 평탄한 도로를 주행할 때 엔진의 여유 출력을 이용하여 추진축의 회전 속도를 엔진의 회전 속도보다 빠르게 하는 장치이다. 여유 출력은 엔진에 실제 발생하는 출력과 자동차의 주행에 필요한 출력과의 차이를 말하며, 오버 드라이브를 사용하면 평탄한 도로 주행 시 연료를 약 20% 절약할 수 있다. 또한 엔진의 운전이 조용하고 수명이 연장된다. 통상 주행시에는 오버 드라이브 스위치를 온(ON)으로 놓고 주행하며, 차속에 따라 1단에서 4단(오버드라이브)까지 자동 변속된다. OFF 상태에서는 1단에서 3단까지만 변속이 되며 주로 언덕길을 내려갈 때 OFF 상태로 주행을 한다.[22]
장점
안전성
자동변속기는 기어 변속 중의 실수, 또는 조작 미숙으로 인해 일어나는 엔진 정지 문제를 근본적으로 차단할 수 있어서 편안하고 안전한 운전이 가능하다. 만약 자동변속기가 장착된 차량이 수동기어처럼 출발 시 엔진이 꺼지거나, 기어가 제대로 작동되지 않거나 한다면 엔진이나 기어에 중대한 문제가 발생한 것으로 볼 수 있기에 즉시 점검 및 수리를 받아야 한다. 자동변속기를 이용하는 차량이 많을수록 도로 주행 시 변속 시간이 크게 줄어들어 도로 교통이 원활해지고, 기어 오조작 가능성이 작아져 사고 발생 건수가 상당히 줄어든다. 또한 운전 시 잦은 변속 조작으로 인한 피로감을 크게 낮출 수 있다. 차량 운전이 재미를 위한 용도가 아니라 '노동'이 되기 쉬운 직장인들과 운수업자에 종사하는 사람들의 입장에서는 커다란 이점이다. 그리고 저속 쪽의 구동력이 커서 경사로 출발이 쉬우며 최대 등판능력도 크다. 그렇지만 수동기어는 운전자가 일부러 엑셀을 끝까지 밟지 않더라도 저단 기어를 유지하여 RPM을 높여 더 강한 출력으로 출발이 가능하기에 저속의 구동력 자체는 거의 비슷하다고 봐도 된다. 그리고 자동변속기는 클러치가 없어 운전의 난도가 크게 낮아지고 훨씬 간편해진다.[2] 출발했다 멈추기를 반복해야 하는 정체 상황과 저속주행이 필요한 상황에서 클리핑 현상으로 인해 브레이크만 조작하면서 편하게 주행할 수 있다. 수동기어는 클러치를 통해 조절해야 하는데, 실수로 시동을 꺼뜨리거나 브레이크와 혼동하는 등의 실수를 할 수 있다. 단을 넣은 채로 가만히 있어야 하는 상황에는 항상 브레이크를 밟고 있어야 한다는 단점이 있었지만, 이 또한 요즘에 나오는 차량에는 오토 홀드 기능이 탑재되어서 해소했다.[23]
긴 수명
자동변속기의 유체클러치는 충격 완화 작용을 한다. 이로 인해 파워트레인에 가해지는 충격이 적어져서 엔진 보호가 되어 수명이 늘어난다. 위의 장점과 더불어 이러한 장점 덕에 실제 수백 톤 이상의 중장비나 초고 중량물 운송용 트럭들은 모두 자동변속기를 사용한다. 또한 클러치의 마모로 인한 고장을 차단할 수 있다. 유체클러치나 토크컨버터는 기어오일로 가동되므로 기계적 마찰이 없기 때문이다. 하지만 마찰에 의한 고장이나 마모 이외의 고장은 일어날 수 있다.[24]
다단화
자동변속기는 다단화에서 유리하다. 대형트럭용 수동기어에서 볼 수 있듯이 수동기어로도 12단이 넘어가는 다단 기어를 제작할 수 있다. 그렇지만, H 시프터의 구조적 한계로 인해 조작 난도가 너무 높아지기 때문에 초기 진입 장벽이 높아지며, 조작 실수의 가능성도 매우 높아 일반 승용차에 사용하기에는 무리다. 하지만 자동변속기는 4단이든, 8단이든, 18단이든 조작 방법은 일치하고, 진입장벽도 굉장히 낮은 수준이 되어 일반 승용차에도 8단을 뛰어넘어 많은 단수를 구현할 수 있게 됐다. 대형트럭의 경우 큰 힘이 필요할 때 사용하는 크롤러 기어 등에 대한 지식을 갖출 필요가 있긴 하지만 이건 수동기어도 갖춰야 하는 부분이다. 이렇게 기어단수가 다단화되는 이유는 변속단이 많아질수록 기어비가 커지고 변속충격이 적어 승차감 향상은 물론 연비를 향상시킬 수 있다.[25]
단점
비싼 가격대
자동변속기는 수동기어보다 비싸다.[26] 현대에 와서는 큰 차이는 없지만 1990년대 이전에는 저렴한 차량이라도 자동변속기 옵션을 추가시 많은 비용이 추가되며, 대형트럭이나 버스처럼 업무를 위해 이용하는 대형 상용차 같은 경우에는 지금도 자동변속기 옵션이 수백만 원, 천만 원 이상까지 나가기 때문에 차량 비용 절감 등을 이유로 수동기어 차량을 선호하는 회사들이 많다. 만약 수동기어 사양 기준 가격대가 1억 근처인 차량에 자동변속기 옵션을 추가하면 차량 가격이 1억 천만원까지 올라가는 것인데, 이 것은 곧 자동변속기 차량 10대를 구매할 돈으로 수동기어 차량 11대를 도입할 수 있다는 것을 의미한다.[2]
비싼 유지비
경우에 따라 차량 자체의 유지비도 더 비쌀 수 있다. 수동기어에 보다 자동변속기가 더 복잡하므로 기어 자체의 비용도 더 비쌀뿐더러, 자동변속기의 미션오일은 수동기어와 다르게 기계적 마모와 부식 방지, 청정효과를 내기 위한 것 뿐만 아니라, 토크컨버터 안으로 들어가 실제로 동력을 전달하는 기능도 있기 때문이다. 그래서 기어의 내구성과 효율을 유지하는 것을 위해 미션오일을 교체하는 경우가 있고 제조사에서도 가혹 조건으로 주행시에는 약 10만km마다 미션오일 교환을 권장하기도 한다.[27] 그러나 수동기어 역시 클러치 디스크라는 소모품이 있기 때문에 어떤 환경에서 주행하고 운전자가 어떤 운전습관을 가지고 있는지에 따라 다른 편이다.[2]
낮은 연비
자동변속기는 엔진의 토크를 오일의 순환을 통하며 전달하기 때문에 동력 전달 효율이 마찰식 클러치에 비해 비경제적이다. 수동기어에 비해서 연비가 낮다고 할 수 있다. 연비 및 가속력에 민감한 스포츠카, 모터사이클, 버스, 트럭 등의 수동기어 비중이 여전히 높은 이유가 이 때문이다. 최근에는 토크컨버터 기술도 많이 발전해서 동력 전달효율이 95% 이상으로 많이 높아지긴 했지만, 처음 등장했을 때부터 동력의 전달효율이 거의 100%였던 직결식 기술보다는 효율이 조금 낮은 편이다. 그러나 오늘날에 와서는 연비면에서 큰 차이가 없거나 오히려 자동기어가 수동기어보다 더 연비가 낮은 경우도 있기에 장시간 운전을 해야하는 특성도 같이 고려하여 자동변속기 사양으로 출고하는 경우가 늘어나고 있다.[25]
사고 위험성
자동변속기는 수동기어보다 급발진 사고의 위험성이 높다. 여태까지 자동변속기 차량과 수동기어 차량 중 어느 쪽이 급발진이 발생하는 확률이 더 높은지는 밝혀지지 않았으나, 일단 지금까지는 수동기어 차량에서 급발진으로 의심되는 현상이나 그로 인한 사고가 보고된 적이 없다.[28] 그러나, 급발진이 발생했을 때 클러치 페달을 밟는 것만으로 동력 전달을 끊어서 쉽게 정지할 수 있는 수동기어에 비해 자동변속기는 동력을 끊는 것이 쉽지 않아 브레이크로만 해결해야 하기 때문에 상대적으로 위험하다고 할 수 있다. 변속레버까지 전자화되어 있을 경우 전자제어장치 오류가 발생했을 때 레버를 옮겨도 중립으로 빠지지 않는 상황이 발생하기도 하는데, 이때 브레이크가 작동하지 않으면 큰 사고로 이어질 수 있다. 최대한 충격을 줄일 수 있는 장소에 충돌하여 멈추는 방법을 선택해야만 한다. 그리고 수동기어는 기어 단수를 운전자가 직접 바꾸지 않는 이상 차량이 스스로 변속을 하지 못하기 때문에 가령 1단 기어인 상태에서 엔진이 폭주해 봐야 3~40km/h 수준의 속도까지밖에 올라가지 못하며, 고단 기어였던 경우라고 가정해도 이미 충분히 빠른 속도로 달리고 있던 것이 아니라면 폭발적으로 가속하는 것이 아니라 엔진의 힘이 모자라서 시동 자체가 꺼져 버린다. 그에 반해 자동변속기는 엔진의 폭주가 시작되면 동시에 기어도 엄청나게 올라간 엔진 회전수에 맞춰서 자동으로 변속되고 차량은 운전자가 제어할 수 없는 수준의 고속으로 폭발적으로 가속하게 되어 버린다.[29]
- 단점의 개선
자동변속기의 가장 큰 문제점은 연비다. 하지만 기술 발전에 따라 컴퓨터는 사람의 판단과는 비교할 수 없을 만큼 최적화된 변속 타이밍을 찾아낸다. 또한, 무단변속기의 등장으로 변속의 개념을 바꾸기도 했다. 토크컨버터의 미끄럼 손실을 줄이는 기술도 이전보다 크게 진화했다. 이 덕에 자동변속기와 수동기어의 연비 차이는 갈수록 줄어들고 있다.[13] 그리고 예전의 자동변속기는 수동기어보다 상대적으로 더 관리를 요구했지만 자동변속기의 기술 발전을 통해 개선해 나가고 있다. 기어 자체가 일단 맞물려 있는 상태를 유지하고 있으면 마모되는 부분이 없어 수명이 엄청나게 길다. 그래서 폐차하기 전까지 무교환으로 타기도 하며, 가령 교체하더라도 미션오일이 엄청 비싸지도 않다. 과격한 운전 조건에서는 10만km 주기인데, 많이 갈면 1~2번이기 때문에 유지비 자체의 변화가 크다고 보기는 어렵다.[30]
각주
- ↑ 박병하 기자, 〈소형차에 이어 멸종위기, 수동변속기〉, 《모토야》, 2020-08-19
- ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 〈자동변속기〉, 《나무위키》
- ↑ 〈자동차 발전사 2. 왼발에 자유를, 자동변속기〉, 《엠파크》, 2019-07-05
- ↑ 박병하 기자, 〈차체 자세 제어 장치에 대해 알아보자〉, 《모토야》, 2017-07-07
- ↑ 김상영 기자, 〈듀얼클러치 변속기(DCT) 선택 아닌 필수...변속기 역사 크게 변한다〉, 《모터그래프》, 2015-03-31
- ↑ 오종훈 기자〈수동 변속 기능을 가진 자동변속기, 팁트로닉〉, 《오토다이어리》, 2009-05-29
- ↑ 박태준 기자, 〈앨리슨 트랜스미션 전자동 변속기 탑재한 현대 카운티 버스 출시〉, 《탑라이더》, 2013-08-26
- ↑ 이한승 기자, 〈혼다, 차세대 어코드 일부 공개..10단 변속기 적용〉, 《탑라이더》, 2017-06-10
- ↑ 김준혁 기자, 〈(시승기)지치지 않는 디젤 심장을 가진 인피니티 Q50 2.2d〉, 《IT조선》, 2014-07-25
- ↑ 강병철 기자, 〈차보험 할인 대상, 블랙박스 · 자동변속기 빠질 듯〉, 《중앙일보》, 2016-01-14
- ↑ 안효문 기자, 〈단독 현대차 포터·기아 봉고, 수동변속 사라진다..전기차·LPG차로 ‘변신’〉, 《데일리카》, 2021-07-05
- ↑ 12.0 12.1 정상현 편집장, 〈특집 자동변속기도 종류가 있다고? 내게 어울리는 변속기 찾기〉, 《엔카매거진》, 2018-08-10
- ↑ 13.0 13.1 고석연 기자, 〈수동변속기 차가 자동변속보다 연비가 좋은 이유〉, 《엔카매거진》, 2018-08-17
- ↑ 이상원 기자, 〈CVT(무단변속기), 자동변속기와 이렇게 다르다.〉, 《오토데일리》, 2010-01-17
- ↑ 〈자동변속기 종류와 장단점〉, 《금호타이어》, 2017-09-21
- ↑ 16.0 16.1 〈경사로에 주차할 때 사이드 브레이크, 안 잠궈도 괜찮을까?〉, 《오토트리뷴》, 2018-05-18
- ↑ 변금주 기자, 〈자동변속기, 제대로 운전하는 법2〉, 《오토데일리》, 2005-09-30
- ↑ 〈서드 기어〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 〈세컨드 기어〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 〈퍼스트 기어〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 박기돈 기자, 〈자동변속기의 수동모드 사용하기〉, 《모터포커스》, 2010-07-08
- ↑ 장기호 기자, 〈자동차상식입니다.〉, 《고양신문》, 2001-11-06
- ↑ 송주오 기자, 〈내 차에 있는 오토홀드 기능이 뭐야〉, 《이데일리》, 2019-08-10
- ↑ 고석연 기자, 〈(기술팁)수동변속기의 차가 자동변속보다 연비가 좋은 이유는?〉, 《엔카매거진》, 2015-08-25
- ↑ 25.0 25.1 〈(아롱테크)무단과 다단, 진화하는 자동변속기〉, 《오토헤럴드》, 2017-02-02
- ↑ 박영국 기자, 〈토요타 86, 자동변속기 값이 800만원?〉, 《이비엔》, 2012-06-19
- ↑ 정나래 기자, 〈ATF 교환, 10만km 주행 후가 적절〉, 《에너지신문》, 2013-01-10
- ↑ 이동준 기자, 〈조작 쉬운 자동차 자동변속기…교통사고 증가원인〉, 《세계일보》, 2017-05-19
- ↑ 정재원 기자, 〈‘급발진 사고’ 의혹... 현대기아차·국과수가 덮었나〉, 《뉴스타파》, 2017-01-26
- ↑ 김한용 기자, 〈카센터가 절대 말해주지 않는 '자동차 관리 상식' 5가지〉, 《모터그래프》, 2014-10-14
참고자료
- 〈나무위키 자동변속기〉, 《나무위키》
- 〈자동차 발전사 2. 왼발에 자유를, 자동변속기〉, 《엠파크》, 2019-07-05
- 안효문 기자, 〈단독 현대차 포터·기아 봉고, 수동변속 사라진다..전기차·LPG차로 ‘변신’〉, 《데일리카》, 2021-07-05
- 정상현 편집장, 〈특집 자동변속기도 종류가 있다고? 내게 어울리는 변속기 찾기〉, 《엔카매거진》, 2018-08-10
- 강병철 기자, 〈차보험 할인 대상, 블랙박스 · 자동변속기 빠질 듯〉, 《중앙일보》, 2016-01-14
- 〈서드 기어〉, 《네이버 지식백과》
- 박태준 기자, 〈앨리슨 트랜스미션 전자동 변속기 탑재한 현대 카운티 버스 출시〉, 《탑라이더》, 2013-08-26
- 이상원 기자, 〈CVT(무단변속기), 자동변속기와 이렇게 다르다.〉, 《오토데일리》, 2010-01-17
- 〈세컨드 기어〉, 《네이버 지식백과》
- 송주오 기자, 〈내 차에 있는 오토홀드 기능이 뭐야〉, 《이데일리》, 2019-08-10
- 이한승 기자, 〈혼다, 차세대 어코드 일부 공개..10단 변속기 적용〉, 《탑라이더》, 2017-06-10
- 〈퍼스트 기어〉, 《네이버 지식백과》
- 이동준 기자, 〈조작 쉬운 자동차 자동변속기…교통사고 증가원인〉, 《세계일보》, 2017-05-19
- 박병하 기자, 〈차체 자세 제어 장치에 대해 알아보자〉, 《모토야》, 2017-07-07
- 박병하 기자, 〈소형차에 이어 멸종위기, 수동변속기〉, 《모토야》, 2020-08-19
- 오종훈 기자, 〈수동 변속 기능을 가진 자동변속기, 팁트로닉〉, 《오토다이어리》, 2009-05-29
- 김상영 기자, 〈듀얼클러치 변속기(DCT) 선택 아닌 필수...변속기 역사 크게 변한다〉, 《모터그래프》, 2015-03-31
- 정나래 기자, 〈ATF 교환, 10만km 주행 후가 적절〉, 《에너지신문》, 2013-01-10
- 박기돈 기자, 〈자동변속기의 수동모드 사용하기〉, 《모토포커스》, 2010-07-08
- 박영국 기자, 〈토요타 86, 자동변속기 값이 800만원?〉, 《이비엔》, 2012-06-19
- 〈(아롱테크)무단과 다단, 진화하는 자동변속기〉, 《오토헤럴드》, 2017-02-02
- 정재원 기자, 〈‘급발진 사고’ 의혹... 현대기아차·국과수가 덮었나〉, 《뉴스타파》, 2017-01-26
- 고석연 기자, 〈수동변속기 차가 자동변속보다 연비가 좋은 이유〉, 《엔카매거진》, 2018-08-17
- 김한용 기자, 〈카센터가 절대 말해주지 않는 '자동차 관리 상식' 5가지〉, 《모터그래프》, 2014-10-14
- 〈자동변속기 종류와 장단점〉, 《금호타이어》, 2017-09-21
- 고석연 기자, 〈(기술팁)수동변속기의 차가 자동변속보다 연비가 좋은 이유는?〉, 《엔카매거진》, 2015-08-25
- 김준혁 기자, 〈(시승기)지치지 않는 디젤 심장을 가진 인피니티 Q50 2.2d〉, 《IT조선》, 2014-07-25
- 〈경사로에 주차할 때 사이드 브레이크, 안 잠궈도 괜찮을까?〉, 《오토트리뷴》, 2018-05-18
- 변금주 기자, 〈자동변속기, 제대로 운전하는 법2〉, 《오토데일리》, 2005-09-30
- 〈자동차상식입니다.〉, 《고양신문》, 2001-11-06
같이 보기
