현재 글로벌 자동차 시장의 최대 화두는 연비와 CO₂ 배출 규제. 그러나 소비자 입장에서는 드라이빙 퍼포먼스를 포기하기란 힘든 일입니다. DCT(Double Clutch Transmission)는 이에 대한 명쾌한 해답을 제시합니다. 3세대 투싼에 장착된 7단 DCT는 현대자동차 순수 독자 기술로 개발됐다는 점에서 더욱 큰 의미를 갖고 있습니다. 


DCT, 수동변속기와 자동변속기의 장점만 취하다


올 뉴 투싼


자동차는 엔진의 동력을 이용해 달리는데 이에 필요한 회전속도 및 구동 토크를 적절히 유지하기 위해서는 일반적으로 수동변속기 또는 자동변속기를 사용하게 됩니다. 수동변속기는 운전자가 직접 기어를 움직여 변속하는 번거로움이 있지만, 연비가 뛰어나다는 장점이 있습니다. 이에 반해 자동변속기는 운전자가 액셀 페달을 밟으면 자동으로 변속 돼 조작이 간편하지만, 상대적으로 연비는 불리합니다. 전륜 7단 DCT는 수동변속기의 장점에 자동변속기의 장점을 더한 기술이라고 할 수 있습니다. 엔진의 동력을 전달받아 주행하는 자동차는 언덕길을 올라가거나 고속도로를 주행하는 등 갖가지 상황과 맞닥뜨리게 됩니다. 이때 저마다의 상황에 필요한 동력이 다르므로 그에 맞게 기어를 변속하게 되는데, DCT는 두 개의 클러치를 사용한 연속적 변속으로 부드러운 주행과 빠른 변속이 가능합니다. 수동변속기 구조 기반이기 때문에 연비 및 가속성능 또한 우수하다는 장점이 있습니다. DCT의 핵심 기술은 총 세 가지로 제어 로직과 더블 클러치, 액추에이터가 그 주인공입니다. 제어 로직은 변속기에 지령을 내리는 총사령관 역할을 하며, 홀수 기어를 담당하는 클러치와 짝수 기어를 담당하는 클러치가 동시 적용되어 있는 더블 클러치는 자동차의 상황에 맞게 재빠르게 기어를 바꾸며 분주히 움직입니다. 액추에이터는 고효율 전기 모터를 적용해 기어와 클러치의 변속을 자동으로 해주는 장치입니다. 즉 DCT는 더블 클러치와 액추에이터를 사용해 제어 로직인 TCU에 의해 자동으로 변속되는 자동화 수동변속기라고 볼 수 있습니다. 현재 전 세계적으로 DCT에 대한 니즈는 점점 커지고 있는 상황. 환경문제에 대한 관심이 커지면서 유럽, 미국 등 선진국들을 중심으로 이산화탄소 배출 규제에 대응하기 위한 기술 개발이 활발히 이루어지고 있기 때문입니다. 그런 의미에서 DCT는 환경친화적 파워트레인으로 DCT를 장착한 차량은 자동변속기를 탑재한 차량보다 에너지 손실이 적어 수동변속기와 동등한 수준의 연비를 구현할 수 있습니다. 연비가 좋다는 것은 연료를 덜 쓴다는 뜻. 이로써 자연스럽게 이산화탄소 배출이 줄어들게 됩니다. 유수한 자동차 회사들은 이미 DCT 개발에 성공했으며, 더욱 우수한 DCT를 개발하기 위해 고군분투 중입니다.



3가지 DCT 핵심 기술의 독자 개발에 성공하다


7단 DCT


현대자동차는 2011년 국내 최초로 6단 DCT 개발에 성공해 벨로스터에 적용했습니다. 하지만 당시에는 일부 기술이 국산화되어 있지 않은 상태로, DCT 기술을 보유한 독일의 부품회사에서 부품을 들여올 수밖에 없었습니다. 3세대 투싼에 장착된 전륜 건식 7단 DCT는 현대자동차가 순수 독자 기술로 더블 클러치와 기어 및 클러치를 움직이게 하는 액추에이터 그리고 핵심 소프트웨어인 제어 로직까지 자체 개발에 성공했다는 점에서 큰 의미를 갖고 있습니다. 현대자동차의 7단 DCT는 연비 강화에 대한 세계적인 추세에 대응하고, 수동변속기의 우수한 연비와 자동변속기의 조작 편리함을 결합해 연비 및 가속성능은 물론 편의성까지 동시에 만족시키는 변속기라고 할 수 있습니다. 또한, 현대자동차가 개발한 더블 클러치는 경쟁차종에 비해 부피가 작고 가벼우며, 수동변속기 특유의 직결감과 빠른 변속 응답성을 느낄 수 있습니다. 뛰어난 연비와 스포티한 운전이 가능하다는 점도 빼놓을 수 없는 장점입니다. 변속속도가 즉각적이기 때문에 자동차의 반응속도가 빠르며, 정지 상태인 0kph에서 100kph까지의 가속 기준을 뜻하는 제로백 역시 DCT 장착 차량이 동종 자동변속기 차량보다 빠릅니다. 또한, 타사 DCT 장착 차량보다 변속기 효율 등의 여러 항목에서 더 우수한 것으로 평가받고 있습니다. 여기에 기어에서 발생하는 소음 또한 경쟁사 변속기 대비 조용합니다.



차량 내구 못지않게 잔혹한 변속기 내구


현대자동차의 내구 시험은 업계에서도 소문이 자자할 정도로 가혹합니다. 여기에 뒤지지 않는 것이 바로 파워트레인 위주로 진행되는 구동계 내구 테스트입니다. 더불어 내구의 강건성을 확보하기 위해 일명 ‘와우(Worst Of Worst)’ 테스트라고 불리는 이 테스트는 최악의 상황까지 파워트레인을 혹독하게 다루는 지옥의 관문입니다. 현대자동차의 7단 DCT는 올 뉴 투싼뿐 아니라 타 차량에도 탑재되기 때문에 지역별 환경 및 도로 특성 등을 고려한 극한 지역(중국의 험로, 고지대, 다습지와 중동의 혹서지, 러시아의 혹한지, 독일의 아우토반과 산악, 장등판로, 국내혼잡로 등)에서 테스트가 진행됩니다. 짧은 개발 기간 더 많은 테스트를 하기 위해 전 대륙에서 이루어지는 동시 다발적인 실도로 내구 테스트를 통해 완벽한 기능성과 내구성능을 개발, 확보하는 데 개발 역점을 두고 있으며 일반적인 경우라면 쉽게 발생할 수 없는 한계 상황까지도 시험하고 있습니다. 변속기에서는 한 가지 부하가 계속되는 상황이 최고로 가혹한 조건이 됩니다. 예를 들어 언덕길 장시간 등판 주행과 같은 가혹 상황을 연출한다거나, 고속도로만 한없이 달린다거나, 모래 먼지가 많은 지역을 장시간 운전하는 식입니다. 이렇게 되면 베어링이나 기어의 마모가 심해 결국 클러치 마모로 이어지게 됩니다. 실제로 타사 변속기에 같은 조건의 시험을 적용했을 때, 10만km를 제대로 못 넘기는 상황이 발생하기도 했습니다. 이처럼 현대자동차의 변속기 내구 테스트는 어떠한 상황에도 끄떡없는 변속기를 만드는 데 목표를 두고 있습니다. 향후 현대자동차는 보다 효율성이 우수하면서도 높은 단수의 강한 DCT 개발을 목표로 연구에 매진 중입니다. 



부서 간 협업으로 이룬 최고의 프로젝트 


DCT를 독자 개발하기까지의 과정은 결코 쉽지 않았습니다. 7단 DCT 개발의 성공 요인으로 많은 개발자들은 관련 부서 간 협업을 첫 손가락으로 꼽았습니다. 7단 DCT 개발은 변속기를 개발하는 전 부문이 참여한 최초이자 최고의 프로젝트였기 때문입니다. 7단 DCT 개발은 수동변속기 설계 및 시험팀과 자동변속기 설계 및 시험팀을 비롯해 파워트레인 제어개발 및 설계팀, 엔진 성능 시험팀 및 차량 평가팀 등 수많은 유관부서가 힘을 모아 이루어낸 결과입니다. 그렇기에 소통과 노력 없이는 절대 불가능했던 일. 수많은 개발자들이 현대자동차의 고유핵심기술을 만들어보자는 신념으로 핵심 부품에 대한 경쟁사의 기 출원특허를 분석하고 보다 더 우수한 성능을 확보하기 위해 여러 차례의 스터디를 거듭하며 변속기 레이아웃 및 더블 클러치, 액추에이터 등을 연구했습니다. 그리고 이 같은 노력으로 총 145건의 원천기술 고안 및 특허출원을 획득하는 쾌거를 이뤄냈습니다.



작지만 강한 심장, 진정한 다이내믹 퍼포먼스를 구현하다

 

다운사이징


연비가 운전자들의 최대 관심사로 떠오르며 자동차 경량화는 개발자들이 개발 기간 내내 금과옥조(金科玉條)처럼 붙들고 있는 화두였습니다. 그러니 엔진 역시 가벼워져야 하는 건 당연한 일. 올 뉴 투싼의 엔진 개발자들 역시 다운사이징을 위해 각고의 노력을 기울였습니다. 기존의 R2.0 디젤 엔진 외에 다운사이징 엔진인 UⅡ1.7 디젤 엔진을 추가해 고객 만족도를 극대화했습니다. 무엇보다 크기는 작아졌지만, 동력성능은 강력해졌다. 최고출력 186마력, 최대토크 41.0kgf·m, 공인연비 14.4km/L의 주행성능을 자랑하는 R2.0 디젤 엔진(2륜, 6단 자동변속기, 17·18인치 타이어 기준)은 강력한 파워로 최상의 다이내믹을 실현했고, 최고출력 141마력, 최대토크 34.7kgf·m, 공인연비 15.6km/L를 확보한 UⅡ1.7 디젤 엔진(2륜, 7단 DCT, 17·18인치 타이어 기준)은 7단 DCT와의 조화로 신개념 다이내믹을 구현했습니다. 엔진 개발자들은 친환경성 역시 놓치지 않았습니다. 질소산화물정화 촉매와 매연 정화 필터로 구성된 신규 배기가스 후처리 시스템을 적용한 R2.0 디젤 엔진은 강화된 유로6 기준을 만족시켰고, UⅡ1.7 디젤 엔진 역시 7단 DCT로 탁월한 연비 개선을 이뤘습니다


지금까지 올 뉴 투싼의 퍼포먼스에 대해 알아보았습니다. 다음 시간에는 올 뉴 투싼의 감성에 대해 알아보겠습니다. 감사합니다.


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