[르포] 자동차 변속기의 변천사. 그리고 CVT _현대차 이해 그리고 소통

[Seosan, Korea -- reporterpark.com] Gimin, 2013. 11.12. Tue.

엔진과 더불어 연비와 주행감을 책임지는 가장 중요한 부품은 뭘까요? 

  제가 국민학교를 다니던 90년대에는 “승용차는 휘발유, 상용차는 디젤”이라는 인식이 일반적이었습니다. 하지만 요새는 고유가와 각종 환경 규제로 디젤을 넘어, 하이브리드와 전기차, 심지어 수소를 연료로 쓰는 자동차들이 출시되기 시작했습니다. 그만큼 동력원(엔진)과 바퀴를 잇는 변속기 역시 다양해질 수 밖에 없는데요. 특히, 변속기는 엔진에 비해 연비개선 효과가 높고, 주행감에 대한 소비자들의 선호도가 다양해지면서 그 중요성이 나날이 증가하고 있다고 합니다.

 지난 12일, 저는 충남 서산에 위치한 현대파워텍을 다녀왔습니다. 현대파워텍은 2001년 출범한 자동차 변속기 전문 기업으로, 현대기아차에 탑재되는 자동변속기를 전문 생산하는 업체입니다. 모닝에 탑재되는 전륜 4단 변속기부터 에쿠스나 제네시스에 탑재되는 후륜 8단 변속기까지, 무려 12종류가 넘는 자동변속기를 생산하고 있습니다. 

"부드러움에 가속성능을 더하다"

  본격적으로 생산라인을 돌아보기에 앞서, 현대자동차에서 변속기를 담당하는 서태석 책임연구원이 새롭게 출시된 ‘카파 CVT’의 특징과 주요 제원에 대해 입을 열었습니다.

  카파 CVT는 경, 소형급 차종에 탑재되며 ▲부변속단 적용 독자 레이아웃 구조, ▲세계 최소형 다단 강성 토크 컨버터, ▲신형 금속벨트 및 경량화 등의 특징이 있다고 합니다. 특히 2단 부변속 기술(CVT와 2단 A/T가 혼합된)을 통해 연비와 동력성능을 극대화했다고 합니다.

  rpm 변화 없이 변속해 부드러운 주행감이 장점이었던 CVT에 가속성능과 연비를 더했다고 서태석 책임연구원은 덧붙였습니다. 변속비 폭이 클수록 연비에 유리한데, 2단 부변속단을 적용해 이를 늘릴 수 있었다는 거죠. 기존 경, 소형 모델에 적용되던 4단 변속기와 비교해 연비는 6%, 가속 능력은 9%가 향상됐다고 합니다. 

  이어 카파 CVT를 생산하는 4공장으로 자리를 옮겼습니다. 이날 방문했던 서산 본사에는 경합금 공장을 포함해 5개의 공장과 주행시험장이 있었는데요. 주행시험장이 무려 6만 5천 평에 달한다고 합니다. 또한, 이곳에서는 매년 180만대 분량의 변속기가 생산된다고 합니다. 

  4공장은 카파 CVT와 그랜저, 소나타 등에 탑재되는 전륜 6단 변속기를 같이 생산하는 곳입니다. 이렇게 2가지 변속기를 만들어 생산유연성을 꾀했다고 하네요. 모든 공정은 RFID로 자동관리되며, 바닥엔 스틸 재질의 타일을 깔아 먼지 발생을 최소화하고 있다고도 하고요. 

  견학이 상당히 빨리 진행돼 자세히 보지는 못했지만 공장 내부가 아주 환했습니다. 그만큼 더 깔끔해 보이기도 했구요. 천장에 햇빛이 들어올 수 있도록 창이 많았던 것 같은데, 이 부분은 물어보질 못했습니다. 

  이렇게 만들어진 변속기는 '파라곤 센터'라는 곳에서 테스트를 거치게 됩니다. 실제 생산 라인에서 만들어진 변속기로 테스트가 이뤄집니다. 일반적으로 800~1000시간 동안 풀악셀과 기어 변경을 하며 테스트 한다고 합니다. 

  또한, 실제 주행 상황과 비슷한 조건(주행풍)을 구현하기 위해 별도의 쿨링 장치를 달아 120~150도 전후의 오일 온도를 유지하며 소음과 유압 등을 측정한다고 하네요.

마지막으로 Q&A 세션이 진행됐습니다. 

Q. CVT는 언제부터 계획/개발하기 시작했나?

A. 연구 자체는 1990년대부터 시작했다. 경쟁에서 뒤처지지 않게 타사가 개발하는 거의 모든 기술은 현대도 연구한다. 다만 시장 상황에 따라 출시기간을 저울질한다. CVT를 양산 전제로 개발하기 시작한 건 3년 전부터다.

Q. 카파 CVT에 2단 A/T가 적용됐다고 했는데, 더 높은 부변속기로 발전시킬 계획은 없나?

A. 단순히 단수를 늘리는 것보다, 동력 성능을 최적화시키는 게 우선이다. 최적화를 위해 변속비 폭을 결정하며, 현재로써는 2단으로 충분하다고 생각한다. 

Q. 중대형 모델에 CVT 적용 계획은 없나? 

A. 카파 CVT는 경, 소형 차종에 적용되는 카파 엔진에 맞게 개발된 변속기다. 드라이브 샤프트 간섭이나 내부 압력 등의 이유로 중대형 모델에 적용은 어렵다. 중대형 모델은 다단화 A/T를 적용할 계획이다.  

Q. 고성능 모델을 만든다면 이에 맞는 변속 패턴을 개발한건가?

A. 물론 개발 컨셉을 다변화하는 노력은 계속하고 있다. 다만 국내외 시장 고객들의 요구에 맞는 패턴을 우선시한다. 아직 국내 고객들이 유럽 등과 비교해 변속 충격에 민감하다보니 거기에 맞춰 만들고 있다. 

Q. CVT에 2단 부변속기가 달린 방식은 현대만 생산하고 있나?

A. 개념은 예전부터 있었고, 경쟁사에서 먼저 만들기 시작했다. CVT + 2단 부변속기의 컨셉은 같으나, 클러치나 브레이크를 어떻게 제어하는지 등 자세한 방식은 다르다.

Q. 카파 CVT에 터보나 슈퍼차저를 달아 튜닝하면 얼마나 견딜 수 있나?

A. 일반적인 상황보다 가혹한 조건을 전재로 실험하지만, 튜닝까지 감안해서 개발할 수는 없다. 다만 튜닝을 한다고 해서 바로 망가지지는 않을 거라 생각한다. CVT는 연비 위주로 개발됐기 때문에 최적화를 위해 감당할 수 있는 압력과 토크의 범위를 한정할 수밖에 없다.

Q. 보증기간 내에 생기는 문제들에 대응하기 위한 방법이 있나? 

A. 변속기뿐만 아니라 정비현장에서 발생하는 문제는 사진을 찍어 품질 정보 보호서를 작성하게 돼 있다. X레이 투과 등 여러 방법을 통해 확인 후, 개선이 필요하다면 관련 회사와 같이 개선해나간다. 

  세계 5위 자동차 제조사로 거듭난 현대기아차와 함께 세계 3위 자동변속기 생산 업체로 발돋움한 현대 파워텍. 앞으로도 지속적인 연구, 개발을 통해 뛰어난 변속기를 만들어주기를 바랍니다. 

 이상 서산에서 Gimin이었습니다. 감사합니다.