아마도 운전 면허증은 우리나라 사람들이 가장 많이 가진 자격증일 겁니다. 총인구 5천만 명, 성인 인구 4천만 명 가운데 3천만 명이 가진 자격증이기 때문입니다. 이 운전 면허증에는 종류가 참 많습니다. 가장 중요한 기준은 운전할 수 있는 차량의 범위와 차량의 크기입니다. 그런데 이것 말고도 중요한 기준이 하나 더 있습니다. 2종 보통 면허증에만 적용되는 기준인 ‘오토매틱’ 또는 ‘수동’ 면허증입니다. 그 기준은 바로 변속기의 종류입니다.


이렇듯 변속기는 우리나라 성인 75%가 보유한 운전 면허증에도 등장할 만큼 우리에게 이미 매우 친숙하고 중요한 요소였습니다. 하지만 그 중요성에 비교하여 우리는 변속기를 잘 이해하고 있다고는 할 수 없습니다. 거기에는 우리나라의 신차 판매의 98% 이상이 이미 자동 변속기로 채워지고 있기 때문에 굳이 수동 변속기를 알아야 할 필요성을 느끼지 못하고 있으며 내부 구조는 어떻든 간에 운전자가 신경 쓸 필요 없이 D를 선택하면 전진하고 R을 선택하면 후진하며 주차할 때는 P를 선택하면 된다고만 알면 충분하다고 생각하기 때문입니다.


그런데 우리가 미처 이해할 기회도 주지 않고 변속기가 사라질지도 모릅니다. 전기 자동차는 우리가 아는 이른바 ‘6단 수동’이나 ‘8단 오토매틱’과 같은 변속기가 굳이 없어도 되기 때문입니다. 즉 엔진과 함께 동고동락하며 한 세기 이상을 발전해오던 변속기가 중요한 전환점을 맞이하고 있는 것입니다. 그래서 아직 늦지 않은 지금 변속기에 대하여 알아보려고 합니다.




변속기는 자동차의 동력 계통에서 매우 중요한 장치입니다. 이유는 변속기가 없으면 엔진을 사용하는 자동차는 출발할 수가 없기 때문입니다. 내연 기관, 즉 엔진을 큰 힘을 낼 수 있다는 것이 장점이지만 힘을 발휘하는 회전 영역이 좁다는 단점이 있습니다. 즉 엔진에 직접 바퀴에 연결하면 저회전 영역에서 토크가 부족한 엔진은 차를 출발시킬 수 없습니다. 따라서 출발할 때는 큰 감속비로 속도를 희생하는 대신 토크를 몇 배로 증가시키는 1단 기어를 사용해야 합니다. 그리고 차의 속도가 빨라지면 이번에는 반대로 엔진이 너무 빨리 돌아서 힘을 쓰지 못하게 됩니다. 이때는 고단 기어로 변속하면서 토크를 얻기 위한 기어에서, 속도를 얻기 위한 기어로 바꾸게 됩니다.  이는 속도를 유지하는 데에는 큰 토크가 필요하지 않기 때문입니다.


변속기의 역사는 자동차의 역사와 똑같습니다. 현대적 자동차의 조상인 벤츠의 파텐트모토바겐 Der Patent-Motowagen은 벨트 방식의 고정식 1단 변속기를 사용했습니다. 2/3마력 엔진으로 출발하려면 큰 감속비로 토크를 늘려야 했지만 속도가 사람이 걷는 정도로 느렸기 때문에 굳이 여러 단수를 가진 변속기는 필요하지 않았기 때문이었습니다. 하지만 차량의 속도가 빨라질수록 변속기의 단수는 늘어나기 시작했습니다. 그리고 50년이 지난 1939년 자동 변속기가 태어납니다. 제너럴 모터스가 개발한 하이드라매틱(Hydramatic) 변속기입니다. 최신형 자동 변속기들이 다양한 기능과 높은 효율을 발휘하지만 기본적인 원리는 하이드라매틱 변속기가 거의 완성했다는 점이 놀랍습니다. 


요즘 변속기의 두드러진 한 가지 추세는 다단화, 즉 기어의 단수가 많아지는 것입니다. 불과 10년 전에는 4단 자동 변속기가 주종이었던 것에 비교하여 요즘은 소형차도 6단 이상, 중형차는 8단 자동 변속기를 주로 사용하고 있으며 이미 9단 변속기가 상용화되고 있습니다. 최근 포드가 10단 자동 변속기를 머스탱에 탑재하였고 혼다는 11단 듀얼 클러치 변속기의 특허 출원하기도 했습니다. 



▲포드 머스탱에 적용된 10단 자동 변속기 (출처 : 포드)


이렇게 기어 단수가 늘어나는 것은 효율과 승차감을 높이기 위한 것입니다. 앞서 이야기했듯이 내연 기관 엔진은 좁은 회전 영역에서 높은 토크를 발휘하며 엔진이 가장 높은 효율을 보일 때가 바로 최대 토크를 내는 회전수입니다. 따라서 기어를 변경할 때마다 엔진 회전수가 큰 폭으로 변하는 4단 변속기보다 엔진 회전수가 최대 토크 시점의 상하로 작은 폭으로 오르내리는 8단 변속기를 사용하는 차가 높은 효율을 낼 수 있습니다. 또한, 엔진 회전수가 덜 오르내린다는 것은 변속기 이루어질 때 차에 전달되는 충격이 작다는 뜻입니다. 즉 승차감이 좋아지는 것입니다.


그러나 변속기의 단수를 무턱대고 계속 늘리기는 어렵습니다. 변속기의 구조가 복잡해지므로 가격도 올라가고 내구성에도 위협이 됩니다. 따라서 발상의 전환을 한 변속기가 바로 무단 변속기입니다. 무단 변속기는 이론적으로는 일반 자동 변속기가 기어 단수를 무한대까지 촘촘하게 늘린 것입니다. 따라서 변속의 충격이 전혀 없으며, 엔진 회전수를 최대 효율점에 고정하고 속도만 변화시킬 수 있으므로 효율이 매우 높습니다. 기어비의 폭도 매우 넓습니다. 그러나 기어의 이빨이 맞물려서 동력을 전달하는 일반 변속기보다 벨트의 마찰력에 의존하여 동력을 전달하는 무단 변속기는 전달하는 힘의 한계가 낮습니다. 


그래서 무단 변속기는 운전자가 가속 페달을 갑자기 깊게 밟더라도 엔진 회전수만 올라가고 차의 속도는 늘어나지 않는 특이한 성격을 보여줍니다. 벨트가 미끄러지지 않도록 토크를 순간적으로 기어비를 조절하여 흡수하기 때문입니다. 마치 힘을 가하면 늘어나는 고무줄 같다고 하여 이를 ‘고무줄 효과’라고 부릅니다. 효율은 높지만 운전자에게는 차량과의 일체감이 떨어지는 어색함이 무단 변속기의 가장 큰 단점입니다. 그래서 현재 무단 변속기는 연비와 효율성이 가장 중요한 시장인 하이브리드 자동차와 경차 등에서 주로 사용되고 있습니다. 



▲유성 기어 세트가 추가된 닛산 x트로닉 무단 변속기 (출처 : 닛산)


다단화 이외에도 변속기의 발전에 주역이 하나 더 있는데 바로 클러치입니다. 클러치는 엔진과 바퀴 사이에서 동력을 전달하거나 끊어주는 기능을 담당합니다. 또한, 무단 변속기를 제외한 모든 변속기는 기어를 변경할 때도 클러치가 동력을 끊어주어야 합니다. 그래서 변속할 때마다 충격이 느껴지고 동력의 손실이 발생할 수밖에 없는 것입니다. 이 문제점을 해결하면서 동시에 수동 변속기의 효율과 직결감을 이룩한 것이 듀얼 클러치 변속기입니다. 듀얼 클러치 변속기는 홀수 단과 짝수 단을 두 개의 축으로 분리하여 별도의 클러치로 제어합니다. 즉 홀수 축에서 1단 기어가 체결되어 있을 때 변속기는 이미 짝수 축에서 2단 기어를 선택해 놓고 아직 클러치만 연결하지 않고 기다립니다. 2단 기어로 변속할 때는 홀수 축의 클러치를 끊고 짝수 축의 클러치를 이어주기만 하면 되므로 단절이 없는 변속기 이루어지는 원리입니다. 듀얼 클러치 변속기가 최근 주목받고 있는 이유는 바로 효율과 감성을 모두 만족시킨다는 점입니다. 



▲현대 7단 듀얼 클러치 변속기 (출처 : 위키피디아)


하지만 글 첫머리에 이야기했듯이 전기차는 변속기를 사용하지 않습니다. 정확하게 말하면 고정 감속비를 사용하는 감속기 하나만을 사용하는 경우는 있지만 기어 단수를 사용하는 경우가 거의 없다는 뜻입니다. 그 이유는 전기 모터는 돌기 시작하는 순간부터 최대 토크를 발휘하기 때문이고 엔진 보다 상당히 높은 속도까지 회전할 수 있기 때문에 고성능 스포츠카의 속도 영역까지도 굳이 기어 단수를 바꾸는 변속기를 사용할 필요가 없기 때문입니다.


그러나 아이러니하게도 순수 전기차로 가는 과도기적인 단계인 하이브리드 자동차의 변속기는 매우 복잡합니다. 내연 기관과 전기 모터라는 특성이 전혀 다른 두 개의 동력 기관을 효율적으로 조합해야 하기 때문입니다. 저속에는 저회전 토크가 좋고 응답성이 우수한 모터에, 중속 이상에서는 큰 힘을 내는 엔진을 주로 사용하지만, 상황에 따라 모터와 엔진을 동시에 사용해야 하고 제동 시에는 버려지는 에너지를 전기 에너지로 다시 회수하는 등 그 구조는 물론 기능상으로도 매우 복잡합니다. 따라서 똑똑한 변속기와 변속기 제어 프로그램이 필수적인 것입니다.



▲토요타의 멀티 스테이지 하이브리드 트랜스미션 (출처 : 토요타)


이렇듯 변속기는 매칭되는 동력 기관과 차량의 성격에 따라서 다양한 방식으로 사용됩니다. 그러나 속도와 힘을 주무르면서 높은 효율과 부드러운 승차감을 추구한다는 본질에는 차이가 없습니다. 변속기는 속도와 힘의 연금술사인 것입니다.





※ 본 콘텐츠는 집필가의 의견으로, 삼성화재의 생각과는 다를 수 있습니다. 



 


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안녕하세요~ 화제만발 가족여러분! 오지라퍼입니다 ^^
가을은 독서의 계절이라는 말처럼 요즘 버스나 지하철에서 독서 삼매경에 푹 빠진 분들이 많은 것 같아요. 하지만 책을 읽고 싶어도 어떤 책부터 읽어야 할지 잘 모르겠다면... 많은 사람들의 사랑을 받은 스테디셀러 도서에 눈독을(?) 들이는 건 어떨까요? 오히려 더 빨리 책의 매력에 빠질 수도 있답니다~!
그럼 오지라퍼가 가을에 꼭 읽어야 하는 스테디셀러 도서에 대해 소개해드릴게요 ^^  


'설득의 심리학'
로버트 치알디니 지음, 이현우 번역 / 21세기북스

사람의 심리를 알 수 있는 심리학 도서들이 한동안 유행처럼 큰 바람을 일으킨적이 있었어요~ 무궁무진한 심리학 책들 중, 지금까지도 독자들의 많은 사랑을 받은 스테디셀러를 꼽으라면 '설득의 심리학'이 단연 앞서있지 않을까 생각해 봅니다. '설득의 심리학'에서는 누군가를 설득하기 위해 사람의 심리를 이용하는 방법을 담고 있습니다. 책의 표지에도 명시되어 있는 '사람의 마음을 사로잡는 6가지 불변의 법칙'이라는 문구만 보더라도 호기심이 솔솔 생겨나기 마련이죠.  

실제로 저자는 본인의 이론을 증명하기 위해 다양한 사례와 재미있는 상황들을 책 속에 풀어놓았습니다. 상호성의 법칙, 일관성의 법칙, 사회적 증거의 법칙, 호감의 법칙, 권위의 법칙, 희귀성의 법칙 등 사람의 마음을 사로잡는 6가지 불변의 법칙을 강조하고 있는데 평소 다른 사람을 설득하는데 어려움이 있다거나 본인의 마음 표현을 잘하지 못하는 사람들에게는 적절한 지침서가 되어줄 거예요~ ^^
 

'연금술사'
파울로 코엘료 지음, 최정수 번역 / 문학동네

연금술사는 파울로 코엘료의 대표작이자 그의 이름을 널리 알려지게 해준 책이기도 합니다. 스테디셀러인만큼 많은 분들이 연금술사를 읽어보셨을 텐데요. 자신의 꿈을 찾아 떠나는 양치기 소년, 산티아고의 담백한 이야기를 축으로 해서, 신비로운 체험과 심오한 생의 물음들을 던져주는 것이 바로 이 책의 줄거리이자 교훈입니다. 내용자체가 철학적이면서 종교적이지만 의외로 어렵지 않게 술술 읽힌다는 것도 연금술사의 매력(?)이에요.
 
하지만 그 속에서 뼈저리게 느끼는 것들이 있기 마련이죠. 바쁜 일상에 치여 살던 이제까지의 삶을 돌아보는 일은 물론, 작은 말 한마디에도 귀를 기울일 줄 알며 자신이 제쳐두었던 꿈과 대면할 줄 아는 용기가 생겨나게 된다는 사실!! 이것이 바로 작가가 우리에게 전달하고자 하는 인생의 연금술이 되겠구요.
너무 바쁘게 사느라 중요한 걸 놓치고 있었다면, 스테디셀러인 '연금술사'를 통해 소중한 무언가를 되찾아 보는건 어떨까요? ^^ 


'시크릿(수 세기 동안 단 1% 만이 알았던 부와 성공의 비밀)'
론다 번 지음, 김우열 번역 / 살림BIZ  

성공과 부를 꿈꾸는 사람이라면 성공과 부를 거머쥔 사람들의 스토리에 귀를 기울이거나 그들을 벤치마킹(?) 하려는 마음을 먹을 때가 많습니다. '시크릿'은 성공을 바라는 모든 사람들을 위한 '위대한 성공의 비밀!'을 갖고 있는 책이기도 하죠. 그냥 얼렁뚱땅나오는 성공 비법이 아니라 플라톤, 레오나르도 다빈치, 아인슈타인 등... 지금까지도 많은 이들의 존경을 받는 위인들이 알고 있었던 '위대한 비밀'에 대해 알려주는 것입니다.

벌써부터 귀가 솔깃하시다구요? 흐흐흐. 책에서는 유인력의 법칙이라고 해서 자신의 생각대로 된다는 것을 이야기하고 있는대요. 쉽게 말하면 마음먹기 나름인 셈이겠죠. 하지만 책에서는 이 모든 것들을 좀더 구체적으로 실행할 수 있는 비밀을 돈, 인간관계, 건강 등의 항목으로 세부적으로 나누어 설명을 해줍니다. 마음을 다잡거나 마인드 컨트롤을 하는데에는 많은 도움이 된다고 생각해요. 지금보다 즐겁고 행복한 삶을 꿈꾼다면 주저하지 말고 스테디셀러인 '시크릿'을 펼쳐보세요~ ^^


'냉정과 열정사이'
에쿠니 가오리, 츠지 히토나리 지음 / 김난주, 양억관 번역 / 소담출판사

영화 '냉정과 열정사이'의 원작소설로 잘 알려진 소설 '냉정과 열정사이'. 두권의 책은 에쿠니 가오리와 츠지 히토나리가 2년여에 걸쳐 실제 연애하는 마음으로 써내려간 릴레이식의 러브스토리 입니다. 덕분에 남녀를 불문하고 지금까지도 호평을 받으며 많은 사람들에게 스테디셀러로 읽히고 있어요. 책의 줄거리는 10년 뒤의 재회를 마음속으로 꿈꾸며 서로 다른 삶을 살고 있는 헤어진 연인들의 이야기를 담고 있는대요. 단순하게 헤어진 후의 삶에서, 남자와 여자가 다른 관점으로 이야기를 풀어나가는 스토리는 아닙니다.

오히려 냉정과 열정이라는 테마처럼 츠지 히토나리는 남자의 인생을, 에쿠니 가오리는 여자의 인생을 덤덤하게 써내려 간 것이죠. 그래서 서로 다른 두 권의 이야기가 합쳐져야 소설이 완성될수 밖에 없답니다. 그게 이 소설의 매력이기도 하구요. 로맨스의 계절, 애틋하고도 감성적인 러브 스토리를 만나보고 싶다면 '냉정과 열정사이'를 선택해 보세요. 책을 읽은 후에는 영화를 감상해보는 것도 괜찮은 하루가 되겠죠~? ^^


오지라퍼가 추천해드린 스테디셀러는 잘 살펴보셨나요?
어쩌면 읽어보신 책들도 있으실거예요. 꼭 스테디셀러만이 좋은 책이라고 우길순(?) 없지만... 이미 많은 사람들에게 검증받은만큼 끌리는 책이 있다면 과감하게 읽어보는 것도 좋을 것 같아요.

그럼 오지라퍼는 이만 물러가보겠습니다.
다음에 또 좋은 도서정보로 찾아올게요.
지금까지 오지라퍼였습니다, 감사합니다~ ^^



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  1. 오드리햇반 2011.10.05 10:05 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    좋은 책소개 감사해요~
    계절을 핑계삼아서라도 책을 좀 봐야겠어요..ㅎ

  2. hameeru 2011.10.19 20:11 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    하핫~ 다 재미있게 읽은 책들이네요!!
    정말 추천할만 하죠.
    전 개인적으로 무라카미 하루키와 에쿠니 가오리 광팬이예요. ^^
    하루키상의 책도 한번 다뤄주세용 :)

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