[기획]자동차, 2030년을 말하다③-변속기

입력 2012-06-23 08:00 수정 2012-06-23 08:00

 한국 자동차산업이 서서히 위기에 봉착하고 있다. 글로벌 시장이 친환경으로 급속히 이동, 기존 제품 대응에 한계가 오고 있어서다. 이에 따라 현재 진행형인 친환경 기술 선점을 위한 노력은 더욱 절실해졌다. 이에 따라 오토타임즈는 한국자동차공학회가 발간한 “2030년 자동차 기술 전망”을 통해 미래를 내다보기로 했다.

 변속기는
전통적으로 수동과 자동으로 나뉘어 발전해 왔다. 북미 및 일본, 한국은 자동변속기 선호도가 높은 반면 유럽은 여전히 수동변속기가
일반화 돼 있다. 하지만 유럽도 점차 자동변속기 비중이 높아지는 추세다. 변속기 전문업체 ZF에 따르면 서유럽 수동변속기 비중은
지난 1990년 90.7%에서 2005년 80%로 떨어진 후 계속 하락세다.

 변속기 개발의 기본 고려 사항 중 하나는 패키징이다. 특히 유럽 보행자 안전 법규 영향을 받아 엔진 상단이 낮게 위치될 필요가 있는 만큼 중요한 설계 인자가 된다는 게 전문가들의 얘기다. 현재 변속기 기술이 직면한 주요 난제 가운데 하나는 중량 감축이다. 이에 따라 가벼운 마그네슘 재질 활용을 적극 연구 중이다.

 ▲수동변속기
 수동변속기는 모든 변속기 중에서 기계적
효율이 가장 높고, 중량이 가볍다. 또한 제조비용도 적게 든다. 이에 따라 앞으로도 소음과 진동 문제 개선이 이뤄지면서
“스톱-스타트” 시스템과의 결합이 활발해 질 전망이다. 2013년 기준으로 인도와 중국에서 각 500만대와 800만대의 수동변속기
채택이 이뤄질 것으로 전망됐다.

 그러나 유럽의 경우 2015년 비중은 54%로 줄어든다는 예측이 많다. 북미도 10% 미만으로 떨어질 전망이다. 이런 추세라면 2030년 수동변속기 선택 비중은 2015년 대비 절반으로 내려갈 수밖에 없다는 시각이 지배적이다.

 ▲자동변속기
 자동차회사들이 가장 심도있게 연구하는 분야 가운데 하나다. 2030년 글로벌 시장에서 자동변속기 선택율이 70%에 달할 것이란 전망이 있어서다. 한 때 3단과 4단이 대세였던 자동변속기는 5단으로 대체된 뒤 최근에는 8단까지 다단화됐다. 이를 통해 수동변속기 효율에 근접하는 www.powertest.co.kr&affiliate_id=autotimes2_web&type=_kl&where=text&keyword=%B5%BF%B7%C2&url=http%3A%2F%2Frc.asia.srv.overture.com%2Fd%2Fsr%2F%3Fxargs%3D20AbUMVY4AvHPPJXMhzo-wUvNz2v8g66LIrXZf22ZkuRmvc2DAXmQzl-LNLek4AwqBon4XmKH75zJAP14tAe8eCJhuiGMeBcRFOq5hnSMwhbxDHdCaQF9yyQx_sVsA_JXoNJp-hfsz9b3GfLVJswQ2IIhyIsM25rBwXKvVzLCLuQRVFqNW0iBNaTxNxwzUfYRfb3O8KeRUEDFwGRAGEZ0LbqMdxJPSoufromCbLz0v4IXqwTiuF4UCclQ.000000006c6ffa1d" style="text-decoration:underline;color:#002F74;font-weight:700;letter-spacing:normal;cursor:pointer;font-family:Gulim;font-size:14px" id="KL_POP_ID7">동력전
달 능력을 나타내고 있다. ZF에 따르면 4단에서 5단으로 바뀌면 동일조건일 때 연료효율은 5% 개선되고, 6단 변속기는 5단
대비 6% 향상된다. 수동변속기의 동력전달 효율인 96%에는 아직 미치지 못하지만 현재 90%에 육박한다. 

메르세데스 벤츠 8단 자동변속기

 자동변속기의 경우 2030년 4단은 사라질 것으로 점쳐지고 있다.
자동변속기의 가장 큰 시장인 북미에서 4단이 조금씩 줄어들고 있어서다. 반면 현재 8단까지 진화한 다단화는 더욱 세분화 될
전망이다. 일부 전문가는 10단 이상까지 다단화 경쟁이 펼쳐져 수동변속기 효율을 넘을 수 있을 것으로 보기도 한다. 

 ▲AMT
 ”자동화 된 수동변속기(AMT, Automated-Manual Transmission)”는 연비 향상을 꾀할 수 있다. 클러치 및 기어변속 작동을 위한 모듈은 LUK가 개발한 “이지트로닉”과 같은 전자기계식, 또는 BMW가 개발한 “시퀀셜 M 기어박스”, 마그네티 마렐리의 ”셀레스피드”와 같은 전자유압식 등이 있다. 그러나 엔진 제어 및 통합성이 떨어지고, 변속기 제어 소프트웨어가 부족해 문제가 적지 않다.

푸조 308 MCP 변속기

 이에 따라 전문가들은 한 때 AMT 기술은 사라질 것으로 내다보기도
했다. 그럼에도 운전자가 클러치 조작법을 배울 필요 없이 쉽게 운전할 수 있고, 비용이 저렴해 여전히 잠재성이 높다는 평가도 분명
존재한다. AMT의 변속감이 개선되면 틈새 시장을 형성할 수도 있다. 중국과 인도의 경우 경상용차, 소형차 등 비용에 민감한
차종 수요가 많아서다.

 ▲CVT
 CVT는 기존 자동변속기 장착의 높은 비용과
저효율 개선을 위해 개발됐다. 현재까지 대부분 2.0ℓ 이하 엔진에 많이 적용되지만 2005년 일본 자트코가 새로운 CVT
변속기를 선보이면서  엔진 적용도 가능해졌다. 조작감이 좋고, 효율이 좋은 동력전달장치로 인식돼 있다. 일반적으로 4단
자동변속기에 비해 10%, 5단 자동변속기 대비로는 5~9% 가량 효율이 높은 것으로 알려져 있다. 

닛산 큐브 무단변속기(CVT)

  향후 CVT는 일본을 중심으로 확대될 전망이다. 일본의 경우
2020년까지 CVT 비중이 30%가 넘을 것으로 전망되고 있다. 한국도 CVT의 비중이 점차 확대될 가능성이 높은 시장으로
분류되고 있다. 그만큼 소비자들이 연료효율과 변속감에 민감하기 때문이다.

 ▲DCT
 “DCT(Dual
Clutch Transmission)” 개발의 원동력은 AMT다. AMT가 분명 효율 향상은 가져왔지만 변속충격이 적지 않았기
때문이다. 특히 유럽이 DCT를 수용하면서 일본도 자동변속기와 CVT, DCT 개발에 상당한 공을 들이고 있다. 그러나 북미는
자동변속기 시장이 워낙 커서 다른 변속기 개발에는 속도를 내지 않고 있다. 

현대차 벨로스터 DCT 변속기. 출처:현대자동차 홈페이지

 기본적으로 유럽은 DCT의 성장률이 클 것으로 전망되고 있다. 미국도
특히 앞바퀴굴림 차종에 DCT 확대 가능성이 높다. 이에 따라 DCT 시장 점유율은 2015년 유럽 29%, 북미 7%, 아시아
13%로 예측됐다. 나아가 2030년에는 그보다 비중이 두 배 가량 늘어날 수 있다는 게 전문가들의 견해다.

 권용주 기자 soo4195@autotimes.co.kr