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무단 자동변속기란(CVT)
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수동기어보다 기름을 덜 먹고, 가속력도 수동기어 못지 않은 트랜스미션으로 알려진 무단변속기 CVT(Continuously Variable Transmission)는 최신의 메커니즘은 아니다. 트럭이나 대형버스 등 상용차만 생산하는 네덜란드의 DAF사가 바리오매틱이라는 이름으로 50년대 말에 첫 선을 보였고, 그 뒤 네덜란드에서 생산된 볼보340과 360에도 처음 장착한 바 있다.
당시 효율과 운동성능, 내구성에서 오토 트랜스미션보다 나을 것이 없었다. 단 변속충격이 없는 것이 장점이었지만, 가속감을 둔하게 하기 때문에 자동차회사나 소비자로부터 외면 당했다. 그러다 80년대 말 일본의 스바루와 이탈리아 피아트에 의해 무단변속기가 부활했다. 피아트는 판다, 스바루는 1000㏄급 저스티에 CVT를 달았다. 뒤이어 혼다는 1600㏄급 소형차 시빅에 장착해 미국에도 수출한 바 있다.
무단변속기의 메커니즘은 의외로 간단하다. 엔진축에서 나오는 회전력을 구동축까지 전달해주는 트랜스미션 구조가 2개의 가변 풀리로 되어 있다. 엔진축과 구동축에 이어진 풀리는 금속벨트나 체인으로 연결되고, 각 풀리는 회전속도 또는 풀리에 걸리는 부하에 따라 폭이 넓어지거나 좁아진다. 저속이나 큰 힘이 필요한 때에는 엔진축에 연결된 풀리가 좁아지고, 반대로 구동축 풀리가 벌어진다. 기본원리는 간단하지만 실용화에는 난제가 많았다. 가변풀리의 조작과 풀리를 연결하는 벨트의 내구성, 신뢰성 등에서 수동과 자동에 뒤지지 않아야 하기 때문이다. 이 때문에 무단변속기는 주로 소형차나 경차에 사용되어 왔었다.
기존 수동, 자동의 유단 변속기는 일정 기어비로 고정되어 작동되기 때문에 최적의 출력과 연비를 사용하기 어려운 단점이 있다. 따라서 변속비를 다단화하고 있으나 중량 및 원가 상승 등의 이유로 한계가 있다. 이에 비해 무단자동변속기는 가변 풀리를 사용하여 연속적으로 기어비를 자동 변속 함에 따라 최적의 동력 성능과 연비를 실현 시킬 수 있다.
수동변속기보다 기름을 덜 먹고, 가속력도 수동변속기보다 좋고, 자동변속기처럼 사용이 편리한 트랜스미션으로 알려진 무단변속기CVT(Continuously Variable Transmission). 요즘 대우자동차 마티즈에 장착되어 관심을 끌고 있는 무단자동변속기에 대해서 알아 보기로 한다.
CVT의 구조
기존의 수동 및 자동변속기의 변속원리
기어를 사용하는 변속기는 변속단계가 넓은 범위로 이루어져 변속 쇼크가 있으며 그만큼의 출력과 연비에 손실이 발생한다. 자동변속기도 변속 시엔 기어를 사용하므로 수동동변속기와 마찬가지이다.
CVT의 변속원리
기존의 수동/자동변속기와는 달리 변속단계가 아주 좁은 범위로 이루어져 무단변속으로 최고의 가속능력, 고연비, 무변속 쇼크의 운전이 가능하다.
CVT의 구조
무단변속기는 엔진과 구동축 사이에 설치되어 주행 상태에 따라 적절한 회전력과 속도를 바꾸어 타이어에 전달하며, 특수 가변풀리를 사용하여 연속적으로 부드럽게 자동 변속시켜 주므로 최적의 출력과 고연비를 실현시킨다.
CVT의 작동원리
발진할 때나 저속시
엔진축 도르래 A의 홈폭이 넓어져 벨트와의 접촉반경이 작아지고 반대로 타이어축 엔진의 회전을 더욱 크게 타이어에 전달함으로써 순조롭게 발진하게 된다.
가속이나 감속시
A와 B 도르래 모두의 홈폭이 변화함에 따라 변속이 되므로 변속쇼크가 없을 뿐만 아니라, 기어변속에 의한 손실이 거의 없어 부드러운 가감속이 이루어진다
고속 주행시
A와 B 도르래 홈폭이 저속시와 정반대로 작용한다. 엔진회전수를 작게 전달하여 연료를 절약하면서 효율적으로 고속주행할 수 있도록 해 준다.
<출처:하나오토>
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