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| Do It Yourself (2007.08) |
| ▶ SMG란 무엇인가 ? 자동차 변속에 대한 모든 것 II |
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| SMG(Sequential Manual gearboxe: 시퀀셜 변속기)는 수동변속기의 응답성을 유지하며 자동변속기의
편안함을 동시에 누릴 수 있는 변속장치로 0.08초안에 변속이 빠르게 이뤄져 다이내믹한 주행을 선사한다. |
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SMG는 수동변속기(MT: manu al transmis sion)를 기반으로 전자 유압식 마이크로프로세서(μ-proc essor)를 사용해 전자 시스템이 클러치를 조작하는 방식으로 클러치 페달이 없다. 또한 수동변속기를 바탕으로 유압펌프를 이용해 자동으로 클러치를 제어하고 순차적이고 연속적으로 변속 해 토크 컨버터가 있는 자동변속기보다 변속이 월등히 빠르며 동력손실이 작다. 대표적으로 BMW 변속기 사업부와 GETRAG, SACHS 공동으로 6단 수동변속기를 기반으로 SMGⅡ가 개발되었다. 이는 포뮬러 원(F1) 기술에서 파생되어 1990년대 스포츠카에 장착된 이후로 고급차에 적용되고 있다.
수동변속기 조작방식은 H자 패턴의 기어노브를 조향칼럼 또는 차체 바닥에 설치하고 시프트 레버와 변속기가 떨어져 있기 때문에 그사이를 링크나 케이블로 연결해 상하 좌우로 섭동하여 변속기 내의 기어를 이동시켜 변속한다. 일반적으로 수동변속기는 클러치를 밟아서 엔진 동력을 끊고, 변속레버를 중립에서 선택 기어 단으로 옮긴다. 클러치를 떼는 과정에 있어서 동력 손실이 크고 변속시간이 길지만 SMG는 클러치를 밟고 떼는 과정이 자동으로 이루어지며 0.08초 안에 변속이 완료된다.
클러치페달 없이 빠른 변속이 가능한 SMG
SMG는 바닥에 부착된 기어 레버를 상하로 움직이거나 스티어링 휠 뒤 쪽에 장착된 로커(locker) 또는 패들(paddle)을 사용해 변속조작을 한다. 운전자는 기어변속 중에 가속 페달을 떼지 않고 바로 변속이 가능하다. 로커나 패들은 모두 편리한 버튼(buttons)으로 불리는 모양으로 되어있다. 주행 중 오른쪽 방향의 (+)패들은 한 번 당기면 기어단수가 한단씩 업시프트(upshift)되고, 반대로 왼쪽방향의 (-)패들은 당기면 조작 횟수만큼 기어단수가 다운시프트(downshift)된다. 즉 자동으로 변속된다.
스티어링 휠에서 손을 떼지 않고 손가락 하나로 간단하게 변속함으로써 운전에 집중할 수 있고 빠른 변속이 가능해 차선 변경이나 추월도 쉽게 할 수 있다. SMG는 운전조건과 운전자 스타일에 따라 수동 모드, 자동 모드, 스포츠 모드를 운전자가 선택할 수 있다. 운전의 편리함을 유지하면서도 수동 변속기가 주는 드라이빙의 즐거움을 살린 것이다.
SMG의 조작기구는 기어선택과 기어조작에서만 큰 차이점이 있다. <그림2>에서 보면, 1·2속, 3·4속, 5속의 포크는 1·2속용, 3·4속용, 5속용의 3개의 포크 축(rail)에 각각 조립되어 있으며, 포크의 선단은 각각의 도그 클러치의 홈에 끼워져 있다. 변속 레버로부터 시프트 포크 축이 이동하면 1개의 포크축이 이동해 다른 2개의 포크 축은 홈에 끼워지고 축에 고정되므로 2중 결합을 방지하는 인터록기구(interlock)가 있다.
SMG의 기어변속용 드럼(drum) 또는 배럴(barrel)은 실린더(cylinder)형상으로 하나로 되어 있으며, 이곳의 원주에 일정간격으로 3곳에 지그재그(zigzag)의 나선형 홈이 파여 있으며 나선형 홈에는 포크의 선단이 끼워져 있다. 기어변속 드럼이 선택한 일정각도로 회전하고 3곳의 나선 홈이 회전해 홈을 따라 포크들이 이동하면, 하나의 포크만 순차적으로 기어를 선택하여 체결되면 고정된다. 지그재그 나선 홈의 변화량은 변속 포크의 이동거리를 결정하고 제한한다. 다른 포크는 포크 칼라의 볼베어링에 의해 공전한다.
기어 변속신호가 입력되면 바로 기어고정용 특수한 고정 장치(lock)는 해제하고, 엔진의 점화 차단과 연료분사 중단으로 엔진의 출력을 줄인다. SMG는 변속기구는 패들과 기어 노브를 이용하는 두 가지 방법이 있다. 첫째로, <그림5>에서 보이듯 플로어에 설치된 기어 노브는 센트럴 터널을 통해 연결봉(2:drawbar)으로 이어지며 기어 휠을 동작해 순차적으로 변속한다.
둘째로, 스티어링 휠에 장착된 패들은 전자제어 유압 시스템을 사용한다. 변속 조작 제어기(ECU)는 선택 기어에서 요구하는 각도만큼 랙 기어(1)를 유압장치(3)를 이용해 변속기어의 드럼(4)을 회전시킨다. 유압 시스템의 유압밸브는 랙 기어의 양쪽 끝에 연결되어 있다. 즉 패들은 유압을 사용해 랙기어를 작동하고 기어를 자동으로 변속한다.
<그림6>는 SMG는 유압제어장치의 개념도이다. 차량의 엔진으로 동작하는 유압펌프(2)는 리저버(7)로부터 일-방향 밸브(4)를 거쳐 어큐뮬레이터(5)에 50bars로 가압되어 공급된다. 50bars 이상 되는 과도한 유압은 압력릴레이(3)가 작동하고 릴리브 밸브(8)를 통해 리저버(7)로 배출된다. 스티어링 휠의 패들이 누르면 온(on)이 되어 유압밸브(6:3-position, 4-way)에 전압이 흐르고, 랙기어는 동작한다. 만약 50bars 이상 되는 과도한 유압은 압력릴레이(3)가 작동해 연속적으로 릴리프 밸브(8)를 통해서 리저버(7)로 배출된다. 변속 시에 엔진출력을 줄이는 점화 차단과 연료분사 정지가 동시에 이루어진다.
SMG 변속기는 최대 80kg·m의 엔진 토크까지 전달이 가능하며 일반 수동 변속기보다 약 무게를 16kg 정도 줄었고 내구성도 향상되어 대중화되었다.
the option
| 글/ 장현탁 교수 (아주자동차대학) |
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