수동변속기

수동변속기(Manual Transmission, M/T)는 자동차의 변속을 운전자가 직접 하는 형태의 변속기, 자동변속기와는 달리, 변속을 위한 모든 과정을 직접 조작해야 한다. 클러치를 밟아 자동차의 동력을 끊고 변속기 레버를 조작하여 기어의 단수를 올리고 액셀레이터를 밟아서 다시 동력을 발생시키는 과정을 직접 실행한다.

개요

자동변속기의 별명이 '오토'라고하면 수동변속기의 별명은 '스틱(Stick)'이다. 흔히 콩글리시로 알려져 있으나, 영미권에서도 쓰이는 말이다. 미국이나 영국에서 'Do you drive stick?"이라고 물으면 다 알아듣고, 인터넷에 'Stick Shift'라고 검색하면 수동 차량이 검색되는 등 영어권에서도 통하는 별명이다. 영화 배트맨 비긴즈에서도 배트맨이 고든 경감에게 텀블러의 키를 주면서 "Can you Drive Stick?"하고 묻는 장면이 나온다.

기본 조작

수동변속기의 변속레버에는 조작 위치가 있으며, 자동차의 주행 상태에 따라서 조작 위치를 변경할 필요가 있는데, 그 조작 위치를 레인지라고 부른다. 클러치를 완전히 밟은 상태에서 변속레버를 움직인다. 변속레버를 고단에 넣은 상태에서 자동차를 출발시키면 시동이 꺼질 수 있기 때문에 변속 레버를 1단에 넣고 출발한다.(단, 트럭이나 대형 차량은 변속레버를 1단이 아닌 2단에 넣고 출발한다.)

레인지의 개요

• 1레인지(1단) : 출발할 때 사용한다. 가속페달을 밟자마자 시끄러운 소리가 나므로 이 소리가 나면 경사진 정도가 심한 오르막길을 오르거나 내리막길을 내려갈 때 2단 이상의 기어로 감속 및 제동하기가 너무 곤란한 경우를 제외하면 곧바로 2단 기어로 변속해야한다.
• 2레인지(2단) : 1단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 기어를 변속해야 한다. 0km/h~20km/h까지만 적용한다.
• 3레인지(3단) : 2단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 20km/h 이상부터 기어를 변속해야한다. 20km/h~40km/h까지만 적용한다.
• 4레인지(4단) : 3단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 40km/h 이상부터 기어를 변속해야한다. 40km/h~60km/h까지만 적용한다. 기어가 4단까지 적용되어있는 자동차는 4단을 항속으로 사용한다.
• 5레인지(5단) : 4단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 60km/h 이상부터 기어를 변속해야한다. 60km/h~80km/h까지만 적용한다. 기어가 5단까지 적용되어있는 자동차는 5단을 항속으로 사용한다.
• 6레인지(6단) : 5단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 80km/h 이상부터 기어를 변속해야 한다. 단, 6단까지 적용된 고속버스일 경우, 5단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 자동차 종류별로 셋팅되어있는 기어비로 인한 다소 차이가 있겠지만, 90km/h 혹은 95km/h 이상부터 기어를 변속해야 한다. 최근에는 다른 자동차에도 6단 수동변속기가 적용되는 경우가 있다. 기어가 6단까지 적용되어있는 자동차는 6단을 항속으로 사용한다.
• 7레인지(7단) :최신형 스포츠카 일부에만 적용되어 있으며, 보통 항속으로 사용한다. 6단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 80km/h 이상부터 기어를 변속해야 한다.
• 8레인지(8단) : 대부분의 트럭에 적용되어 있으나, 차체중량이 너무 무거울 경우, 8단이 아닌 10단부터 최대 18단까지 적용되는 경우가 있다. 7단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 100km/h 이상부터 기어를 변속해야 한다
• R레인지(Reverse) : 후진할 때 사용한다.
• N레인지(Neutral) : 보통 중립이라고 불리며, 정차할 때 사용한다. 타이어로부터의 힘도 변속기나 엔진에 전해지지 않는다.

수동변속기에는 자동변속기와 달리 'P'레인지가 없어 주차 시에는 주차 브레이크를 채워줘야 한다. 만일 주차한 장소가 주차 브레이크만으로는 안되는 경사로에 주차를 했을 경우에는 주차 블레이크를 채운 상태에서 변속 레버를 오르막길에서는 1단에, 내리막길에서는 R단에 넣어준다. 이 외에도, 바퀴를 벽 쪽에 붙이거나 고임목을 괴어 놓아도 된다. 단, 트럭의 경우, 짐이 너무 많이 실려 있어서는 안 된다.

종류

수동변속기는 섭동기어식(sliding gear type), 상시치합식(constant-mesh 또는 dog clutch type), 동기치합식(synchro-mesh type)의 3종류로 나뉜다.

섭동기어식

가장 먼저 개발된 섭동기어식은 단순히 단기어를 밀어 움직이는 것만으로 변속이 가능하다. 속력을 조절하기엔 좋지만, 소음이 심하고 단을 변경할 때 기어가 맞물리기가 까다롭다는 것이 단점이다.

상기치합식

섭동기어식의 단을 변경할 때 기어가 맞물리기 까다로운 점을 개선하기 위해 고안된 방식이다. 단기어들은 입력축의 동력을 받는 부축기어와 항상 맞물려 있다. 하지만 단기어들은 주축에 고정되어 있지 않기 때문에 자유롭게 돌아가는 상태이다. 여기서 단기어들을 주축에 고정시켜서, 엔진으로부터의 동력을 바퀴에 전달할 수 있게 하는 역할이 바로, 도그 클러치의 역할이다.

동기치합식

상시치합식과 작동방식이 거의 유사하지만, 단점을 조금 개선한 동기치합식이 등쟁했다.변속 시 슬렉터슬리브와 싱크로나이저 링에 의해 기어와 주축을 부드럽게 연결하여 동력을 전달한다는 점이 도그 클러치를 사용하는 상시치합식과 비교해 개선된 점이다.

일반적으로 토크가 큰 대형차량이나 속도가 생명인 레이싱 경주용 차량에는 상시치합식이 사용되고, 일반 자동차에는 동기치합식 변속기가 사용된다. 현재 섭동기어식의 수동변속기는 거의 사용되지 않는다.

원리

수동변속기 변속 원리

자동차는 일정 속도로 전진만 하는 것이 아니라 때로는 엔진의 동력전달도 끊어야 하고, 후진하려고 회전방향을 바꾸기도 합니다. 이러한 동력전달을 단속하는 장치를 클러치(Clutch)라 하며, 운전자가 클러치를 발로 조정하면서 손으로 변속 레버를 직접 조작하는 변속기를 수동변속기라 부릅니다. 동력은 플라이휠(크랭크샤프트에 장착되어 큰 중량의 관성력으로 에너지를 저장하는 역할)에서 시작해 클러치, 변속기 순으로 전달되며, 클러치가 엔진과 변속기 사이에서 동력을 연결하거나 차단합니다. 클러치 페달을 밟고 있을 때는 엔진의 플라이휠과 클러치 디스크가 떨어지면서 동력을 전달하지 않습니다. 그리고 클러치 페달에서 발을 떼면 엔진의 플라이휠과 클러치 디스크, 클러치 압력판이 결합하면서 엔진의 회전력을 변속기로 보내주게 됩니다.

장점

• 자동변속기 차량에 비해 연비가 상대적으로 좋은 편이다. 단, 이는 운전자의 운전 습관 및 성향에 따라 조금씩 달라질 수 있는 부분인데, 가속을 위해 저단 주행을 자주 하는 경우에는 연비가 떨어지기도 한다. 최근 자동변속기 차량들은 기술의 발달로 인해 연비가 좋아지면서 옛말이 되어가고 있다.
• 차량 가격과 유지비가 자동변속기 차량에 비해 상대적으로 저렴하다. 미션 오일 교환 주기도 상대적으로 길며 변속 계통에 문제가 생길 경우 정비성이 상대적으로 좋아 수리 비용도 보다 저렴하다. 단, 최근 자동변속기의 내구성이 좋아지면서 앞으로는 상황이 역전될 가능성이 크지만, 상대적으로 차량 구입 비용이 저렴한 것은 여전한 사실이다.
• 돌발 상황 시의 대처가 자동변속기에 비해 쉬우며 보다 안정적이다. 자동변속기 차량에 비해 급발진의 위험이 없으며, 노면이 미끄럽거나 급경사 비탈길에서 엔진브레이크를 보다 강하게 걸 수 있는데다, 클러치 페달만 밟아주면 급발진 등의 돌발 상황에서 쉽게 대처할 수 있다.
• 직진 가속력이 좋아서 운전의 재미를 추구하는 사람들이 선호하기도 한다. 일정 속도하고 RPM 영역대에서 기어가 강제로 변속되는 자동변속기 차량과는 달리, 운전자가 기어를 임의로 낮추어 보다 높은 기어 돌림힘으로 가속력을 높일 수 있기 때문이다.

단점

• 운전이 자동변속기보다 까다롭고 번거롭다. 매 순간마다 변속 레버를 일일이 바꾸어야 하기 때문이다. 속도와 엔진 회전 수를 수시로 보면서 변속을 해주어야 하는데, 계기판을 확인하면서 운전하기는 어렵기 때문에 잘못 변속하여 자동차에 과부하가 되기도 한다.
• 출발이 까다롭다. 특히, 엔진을 돌리는 힘이 상대적으로 약한 휘발유 차량의 경우, 숙달된 운전자가 아니라면 출발을 시도하다가 시동을 꺼뜨리기 쉽다.
• 승차감이 떨어진다. 속도에 맞는 엔진 회전 수 조정을 하면서 변속을 한다면 변속 충격이 거의 발생하지 않지만, 상술했다시피 상시로 이렇게 운전하기는 어렵기 때문에 변속 충격을 완전히 피하면서는 운전하기가 쉽지 않으며, 이는 수동변속기의 판매량이 감소하는 주된 이유이기도 하다.
• 대한민국 자동차 제조사들의 경우 원가 절감, 개발비 절감 등을 이유로 수동변속기를 적용할 경우, 편의 장치 등이 제공되지 않는 경우가 많다.

기타

대한민국의 경우 수동변속기의 비중이 10%로 스포츠카와 트럭을 제외하면 자동변속기의 비중이 높다. 1990년대까지만 해도 수동변속기가 높은 비중을 차지했지만, 2000년대에 들어서면서 승용차를 기준으로 수동변속기의 비중이 점점 낮아지기 시작하였다. 높은 인구 밀도로 하여 교통량이 늘어났고 운전의 피로도도 높아지면서 일어난 현상으로 보이기도 하나, 2000년대에는 자동변속기 차량에 대한 보험 할인 혜택을 주어 자동변속기의 대세화를 더욱 가속화하였다. 미국의 경우에도 1980년대에 이미 자동변속기 차량이 보편화되어 현재는 일부 매니아들을 제외하면 수동변속기를 거의 찾지 않는 편이다. 일본의 경우 역시 압도적으로 자동변속기가 많고 수동은 2%에 불과하다. 반면, 유럽에서는 여전히 수동변속기 차량이 대세이며 인기가 높다.

유럽에서 인기, 우리나라는 외면

현대자동차는 2016년도 국내에 판매한 62만7309대(15t 이상 대형 트럭ㆍ버스 등 제외) 중 수동 변속기를 장착한 차량은 7734대(1.2%)에 불과했다. 다른 국내 업체들도 비슷한 상황이다. 2016년 쌍용자동차가 국내에 판매한 전체 차량중 수동변속기차량은 508대(0.49%)에 불가했고, 2017년 전체 판매 차량중 200대(0.37%)만이 수동변속기 차량이다. 르노삼성자동차는 수동변속기를 장착한 모델이 아예 없었다. 그나마 한국GM의 경우 경차와 소형차인 스파크와 아베오의 수동변속기 차량 판매 비중이 가각 15%, 7%로 높은 편이지만 스포츠유틸리티차량(SUV)인 트랙스는 역시 2% 수준이었다. 한국에서 수동변속기가 외면 받는 것과 달리, 유럽에서는 아직까지 수동변속기가 대세다. 연비에 따라 세금을 다르게 부과하는 것이 이유인데 자동변속기에 비해 연비가 뛰어난 수동변속기를 여전히 선호하는 것이다. 글로벌 회계법인 프라이스우터하우스쿠퍼스(PwC)가 지난해 낸 자료에 따르면 2015년 유럽에서 판매된 차량 중 자동변속기 차량은 312만여대, 수동변속기 차량은 1192만여대로, 수동변속기의 판매량이 훨씬 높았다. 현대차의 경우만 놓고 봐도 2016년 유럽에서 팔린 차 중 80.6%가 수동변속기 차량, 19.4%만이 자동변속기 차량었다. 한국에서 수동변속기가 빠른 속도로 사라지고 있는 이유 중 한국만의 도로 상황이 첫 번째로 꼽힌다. 교통 정체가 심해 잠깐씩 정차했다가 출발하는 일이 잦고, 언덕과 오르막이 많아 운전에 서툰 사람이 수동변속기 차량을 몰기에 어려운 면이 있다. 또한 자동변속기 기술이 빠르게 발전하면서 가격과 연비 차이가 줄었다는 점도 이유 중 하나다.

국내 수동변속기 자동차

국내에서 수동변속기인 승용차는 보기 힘들다. 하지만 듀얼 클러치 변속기와 자동화 수동 변속기를 채용 하는경우가 많아졌다. 그렇기에 옵션으로 수동변속기를 적용한다.

• 쉐보레 스파크 : 쉐보레를 책임지는 경차 스파크에서는 기본 사양이 적용된 승용밴 모델부터 최고 사양인 1.0 프리미엄까지 5단 수동변속기를 장착한 모델을 선택할 수 있다. 972만원부터 1,275만원까지이다. 1.0리터 에코텍 가솔린 엔진을 적용해 최고출력 75마력 최대토크 9.7kg.m을 발휘한다.
• 쉐보레 아베오 : 쉐보레의 소형차 아베오는 기본 사양이 L부터 LS까지 6단 수동변속기를 장착한 모델을 선택할 수 있다. 가격은 4도어 세단 1,385만원 해치백 1,492만원이다. 1.4리터 터보엔진을 장착해 최고출력 140마력 최대토크 20.4kg.m을 발휘한다.
• 현대자동차 엑센트 : 현대자동차의 대표적인 소형차 엑센트에서는 기본사양이 적용된 스타일 등급에서 6단 수동변속기를 장착한 모델을 고를 수 있다. 가격은 1,138만원이며 가솔린 1.4리터 카파엔진을 적용해 최고출력 100마력 최대토크 13.6kg.m의 성능을 발휘한다.
• 기아자동차 모닝 : 기아자동차의 경차 모닝에서는 기본사양이 적용된 베이직 플러스 등급에서부터 디럭스, 트렌디까지 5단 수동변속기가 적용된 모델을 고를 수 있다. 가격은 950만원부터1,110만원까지이며 카파 1.0리터 엔진을 장착해 최고출력 76마력 최대토크 9.7kg.m을 발휘한다.
• 쉐보레 트랙스 : 한국GM이 주도적으로 개발한 트랙스는 지난 2016년 10월 새로운 패밀리룩을 적용해 '더 뉴 트랙스'로 출시됐다. 1.4LS, LS디럭스 모델에서 6단 수동변속기를 장착한 모델을 고를 수 있다. 가격은 1,634~1,693만원이다. 1.4리터 가솔린 터보엔진을 장착해 최고출력 140마력 최대토크 20.4kg.m의 성능을 발휘한다.
• 현대자동차 아반떼 : 현대자동차의 대표적인 준준형차 아반떼에서는 기본사양이 적용된 스타일 모델에서 6단 수동변속기를 장착한 모델을 고를 수 있다. 가격은 1,404만원이며 1.6리터 가솔린엔진을 적용해 최고출력 123마력 최대토크 15.7kg.m을 발휘한다. 성능을 끌어올린 아반떼 스포츠모델에서는 모던MT를 선택하면 1.6리터 가솔린 터보엔진과 6단 수동변속기를 적용한 모델을 살 수 있다. 최고출력은 204마력 최대토크는 27.0kg.m을 발휘한다.
• 현대자동차 i30 : 현대자동차가 유럽 공략을 위해 만든 해치백 i30은 스포츠성을 극대화한 N라인에서 6단 수동변속기가 장착된 모델을 고를 수 있다. 가격은 2,379만원이며 1.6리터 가솔린 터보엔진을 적용해 최고출력 204마력 최대토크27.0kg.m을 발휘한다.
• 현대자동차 벨로스터 : 현대자동차의 준중형 해치백 벨로스터에서도 5단 수동변속기가 장착된 모델을 선택 할 수 있다. 스포츠등급에서 1.6리터 가솔린 터보엔진을 적용해 최고출력 204마력 최대토크 27.0kg.m의 성능을 발휘한다. 별도의 고성능 모델 벨로스터N의 경우 6단 소동변속기만 적용됐다. 2.0리터 가솔린 터보엔진을 적용해 최고출력 250마력 최대토크 36.0kg.m을 발휘한다. 퍼포먼스 패키지를 적용하면 최고출력은 275마력까지 올라간다.
• 기아자동차 스포티지 : 기아자동차의 준중형 SUV 스포티지에서 6단 수동변속기가 장착된 모델을 만날 수 있다. 가격은 2,2224만원이며 R 2.0디젤의 럭셔리M/T등급을 선택하면 2.0리터 디젤엔진을 장착해 최고출력 186마력 최대토크 41.0kg.m의 성능을 발휘하는 모델을 선택할 수 있다.
• 기아자도아 K3 GT : 기아자동차의 준중형 세단 K3의 슾츠성을 극대화한 모델 K3 GT 4도어 세단에서 수동변속기가 장착된 모델을 선택 할 수 있다. 가격은 1,993만원이며 4도어 GT베이직 M/T등급을 선택함녀 1.6리터 가솔린 토보엔진과 6단 수동변속기가 적용된다. 최고출력은 204마력 최대토크 27.0kg.m의 성능을 발휘한다.
• 토요타 86 : 국내에서 판매되는 86은 수동변속기 모델만 판매되고 있다. 가격은 4,260만원이며 2.0리터 가솔린 수평대향엔진을 적용해 203마력 최대토크 20.9kg.m을 발휘한다.
• 로터스 엘리스 스포츠 : 영국 스포츠카 제조사 로터스는 국내에서 판매되는 수입차중 유일하게 전 차종이 모두 수동변속기를 장착했다. 로터스는 말레이시아의 자동차 회사인 프로톤에 인수됐지만 이후 중국의 지리자동차가 프로톤을 사들여 로터스는 지라자동차 산하에 들어갔다. 가격은 7,200만원이며 엘리스 스포츠는 1.6리터 가솔린 엔진을 적용해 최고출력 136마력 최대토크 16.3kg.m을 발휘한다.

발전

SAT

반자동변속기(Semi Automatic Transmission)
세미오토라고도 불린다. 클러치 패달이 없는 수동 변속기이며 자동으로 클러치가 작동하여 엑셀을 밟고 있는 중에도 변속이 되며, 플러스(+)/마이너스(-)로 쉽게 조작할 수 있다는 장점이 있다. 반자동 변속기는 수동기반과 자동기반 변속기가 있는데, 차이점은 RPM에서 자동으로 기어가 넘어가는가, 그렇지 않은가로 쉽게 구분할 수 있다. 수동기반 반자동 변속기는 고급 스포츠카에 많이 적용되어 있으며, 자동기반 반자동 변속기는 보급형 세단에 많이 스포츠 모드라는 이름으로 많이 장착되어 있다.

AMT

자동화 수동변속기(Automated Manual Transmission)
말 그대로 수동변속기를 '자동화'시킨 것이다. 단수로 변속하는 과정까지 포함하여 자동화한 경우인데 시퀀셜방식 수동변속기에 도그 클러치(Dog Clutch)를 이용한 경우이다. 빠른 기어변속과 즉각적인 동력전달을 최우선으로 하는 경주용 자동차나 일부 초고성능차를 위한 형태이다.

DCT

듀얼클러치변속기(Dual Clutch Transmission)
주행상황과 운전자의 의지에 따라 필요한 속도와 구동력이 다르므로 그에 맞게 기어를 변경하게 되는데 DCT는 두 개의 클러치를 사용한 연속적 변속으로 부드러운 주행과 빠른 변속을 가능하게 해준다. 또한 수동변속기 구조를 기반으로 하기 때문에 연비 및 가속 성능 또한 우수하다.

참고자료

• 〈수동변속기〉, 《위키백과》
• 〈수동변속기〉, 《나무위키》
• 모토야편집부, 〈수동변속기는 살아 있다〉, 《MOTOYA》, 2019-03-26
• 윤정민, 〈'100대 중 1대' 멸종 위기 수동 차량.."연비 좋고 운전 재밌는데 살 차가 없다" 선택권 제한 지적도〉, 《중앙일보》, 2017-07-05
• 휠라이프, 〈"수동변속기" -변속기의 종류 1편-〉, 《네이버 포스트》, 2017-09-21
• 에바씨,〈자동차 변속기 종류(자동, 반자동, 무단 변속기)와 전기차〉, 《씨티카 공식 블로그》, 2013-10-17

같이 보기

• 자동변속기
• 기어레버
• 변속기

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