디젤 차량 연료 효율 높인 DCT 확대
승차감 개선에 무단변속기 최적

[ 김정훈 기자 ] 국내 자동차 시장의 파워트레인 경쟁이 변속기로 이동하고 있다. 자동차 제조사들은 자동 또는 수동 변속기로 대변되던 트랜스미션에 다단화 및 신기술을 대폭 적용, 연비 개선 및 주행 질감 향상을 위해 노력하고 있다.

최근 다양한 국산 모델에 CVT(무단변속기), DCT(더블 클러치 변속기) 등이 확대 적용되면서 완성차 업체 간의 변속기 경쟁이 치열해지고 있다.

르노삼성 SM5 디젤에 탑재된 게트락 6단 DCT와 쉐보레 경차 스파크에 얹은 자트코 무단변속기. (사진=각 업체)

◆ 운전 재미 강조한 디젤 차량 'DCT' 입는다

클러치 2개를 얹어 '더블 클러치'라는 이름이 붙은 DCT는 수동 변속의 구동 성능을 갖추면서 자동 변속의 편리함을 결합했다. 홀수와 짝수 기어를 담당하는 클러치가 하나씩 장착돼 하나의 클러치가 단수를 변경하면 다른 클러치가 바로 다음 단에 기어를 넣는 방식이다.

DCT는 이처럼 기어 체결 속도가 일반 자동변속기보다 빨라 동력 손실이 적고 연료 효율을 높여준다. 엔진의 순간 회전력(토크)이 크고 역동적인 움직임을 강조한 디젤 차량에 주로 쓰여진다.

현대차는 2015년형 디젤 차종에 부품 계열사인 현대다이모스가 독자 개발한 7단 DCT 변속기를 도입했다. 이전까지 해외 업체로부터 빌려왔으나 관련 기술의 국산화에 성공하면서 앞으로 장착 비중이 확대될 것으로 예상된다.

엑센트, i30, i40 등 중소형 디젤 라인업은 DCT 적용으로 고연비 효과를 보고 있다. 이전보다 연료소비효율을 약 10% 끌어올려 1등급 연비를 달성했다. 복합 연비는 각각 18.3㎞/ℓ, 17.8㎞/ℓ, 16.7㎞/ℓ다.

한 완성차 관계자는 "부드러운 주행과 승차감을 강조한 가솔린 차는 CVT를 주로 채택하는 반면 역동적인 운전 재미를 강조한 디젤 차는 DCT 추세로 가고 있다"고 말했다.

르노삼성은 SM5 D(디젤), SM5 TCE(터보), QM3 등에 변속기 전문 업체인 독일 게트락의 6단 DCT를 장착했다. DCT 적용 덕에 QM3의 연비는 ℓ당 18.5㎞로 국산차 업체가 팔고 있는 자동변속기 모델 중 최고 수준을 달성했다.

무단변속기(CVT) 구동 원리. 사진=한국GM 제공

◆ 가솔린 차 CVT 선호···"변속 충격 없애 승차감 높이고"

DCT는 유럽 디젤차 업체들이 선호하는 반면, CVT는 미국이나 일본 가솔린 차량에 확대 적용되고 있다.

CVT는 엔진의 출력구간을 지속적으로 유지할 수 있어 불연속적으로 변속이 일어나는 다른 변속 방식에 비해 변속 충격을 줄여 승차감을 높인 기술이다. 변속 충격이 없는 이유는 벨트로 연결된 두 개의 풀리(pully) 기어 폭을 자유롭게 변경하면서 구동바퀴로 전달되는 회전수의 변화를 매끄럽게 조절할 수 있기 때문이다.

한국GM의 경차 스파크에 탑재된 CVT는 운전자들이 자주 사용하는 저중속 엔진회전수(rpm)인 실용구간에서 동력 손실을 줄이고 변속 충격을 줄인 게 특징. 연비 또한 자동변속기 대비 3.4% 개선해 국내 경차 자동변속형 변속기 모델 중 최고 수준인 15.3㎞/ℓ를 달성했다.

한국GM 관계자는 "무단변속기를 탑재하면 일반 자동변속기 대비 주행 가속 성능을 좋게 하고 승차감과 연비 개선 효과가 있어 스파크 구매자 20%는 CVT를 선택한다"고 설명했다.

경차 스파크에는 변속기 전문회사인 일본 자트코에서 빌린 CVT 기술이 적용됐다. 닛산의 자회사인 자트코는 무단변속기 분야에서 세계 시장 점유율의 절반을 차지한다.

르노삼성은 닛산에서 CVT를 공급받아 SM5와 SM3 등에 적용했다. 닛산과 혼다 같은 일본차 업체들이 CVT를 확대하고 있다. 현대·기아차는 엑센트, 레이, 모닝 등 소형차에 CVT를 탑재했다.

한경닷컴 김정훈 기자 lennon@hankyung.com