대부분의 사람들은 자동차에 두 가지 기본 변속기 유형이 있다는 것을 알고 있습니다. 운전자가 클러치 페달을 밟고 스틱 시프트를 사용하여 기어를 변경해야 하는 수동과 운전자가 클러치, 즉 토크 컨버터를 사용하여 모든 변속 작업을 수행하는 자동입니다. 및 유성 기어 세트. 그러나 그 사이에는 두 세계의 장점을 모두 제공하는 듀얼 클러치 변속기가 있습니다. , 반자동 변속기, "클러치리스" 수동 변속기 및 자동 수동 변속기라고도 합니다.
시퀀셜 수동 변속기와 같은 반자동 변속기는 경주용 자동차의 세계에서 (또는 SMG)는 수년 동안 필수품이었습니다. 그러나 양산 차량의 세계에서는 상대적으로 새로운 기술입니다. 이중 클러치 또는 직접 변속 기어박스로 알려진 매우 구체적인 설계로 정의되는 기술입니다.
이 기사에서는 듀얼 클러치 변속기가 작동하는 방식, 다른 유형의 변속기와 비교하는 방법, 그리고 일부 사람들이 이것이 미래의 변속기라고 예측하는 이유에 대해 알아볼 것입니다.
듀얼 클러치 변속기는 2개의 수동 기어박스 기능을 하나로 제공합니다. 이것이 의미하는 바를 이해하려면 기존 수동 기어박스의 작동 방식을 검토하는 것이 좋습니다. 표준 스틱 시프트 자동차에서 운전자가 한 기어에서 다른 기어로 변경하려면 먼저 클러치 페달을 밟습니다. 이것은 단일 클러치를 작동시켜 엔진을 기어박스에서 분리하고 변속기로의 동력 흐름을 차단합니다. 그런 다음 운전자는 스틱 시프트를 사용하여 한 기어 휠에서 다른 크기의 다른 기어 휠로 톱니 칼라를 이동하는 프로세스인 새 기어를 선택합니다. 동기화 장치라는 기기 연삭을 방지하기 위해 맞물리기 전에 기어를 맞춥니다. 새 기어가 맞물리면 운전자가 클러치 페달을 놓으면 엔진이 기어박스에 다시 연결되고 바퀴에 동력이 전달됩니다.
따라서 기존의 수동 변속기에서는 엔진에서 바퀴로 동력이 지속적으로 흐르지 않습니다. 대신 전원 공급이 on에서 변경됩니다. 꺼짐 켜기 기어 변속 중 "변속 충격" 또는 "토크 인터럽트"로 알려진 현상을 일으킵니다. 미숙련 운전자의 경우 기어를 변경할 때 승객이 앞뒤로 밀리는 결과를 초래할 수 있습니다.
대조적으로 듀얼 클러치 기어박스는 두 개의 클러치를 사용하지만 클러치 페달이 없습니다. 정교한 전자 장치와 유압 장치는 표준 자동 변속기에서와 마찬가지로 클러치를 제어합니다. 그러나 DCT에서는 클러치가 독립적으로 작동합니다. 하나의 클러치는 홀수 기어(1, 3, 5, 후진)를 제어하고 다른 클러치는 짝수 기어(2, 4, 6)를 제어합니다. 이 배열을 사용하면 엔진에서 변속기로의 동력 흐름을 방해하지 않고 기어를 변경할 수 있습니다. 순차적으로 다음과 같이 작동합니다.
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두 부분으로 구성된 변속기 샤프트는 DCT의 핵심입니다. 단일 입력 샤프트에 모든 기어를 수용하는 기존 수동 기어박스와 달리 DCT는 두 개의 입력 샤프트에서 홀수 및 짝수 기어를 분할합니다. 이것이 어떻게 가능한지? 외부 샤프트는 속이 비어 있어 내부에 중첩된 내부 샤프트를 위한 공간을 만듭니다. 외부 중공 축은 두 번째 및 네 번째 기어를 공급하고 내부 샤프트는 첫 번째, 세 번째 및 다섯 번째 기어를 공급합니다.
아래 다이어그램은 일반적인 5단 DCT에 대한 이러한 배열을 보여줍니다. 하나의 클러치는 2단 및 4단 기어를 제어하고 다른 하나의 독립 클러치는 1단, 3단 및 5단 기어를 제어합니다. 그것이 번개처럼 빠른 기어 변경을 가능하게 하고 동력 전달을 일정하게 유지하는 트릭입니다. 표준 수동 변속기는 모든 홀수 및 짝수 기어에 대해 하나의 클러치를 사용해야 하기 때문에 이를 수행할 수 없습니다.
듀얼클러치 변속기는 자동변속기와 비슷하기 때문에 토크컨버터가 필요하다고 생각할 수 있는데, 이는 자동으로 엔진의 토크를 엔진에서 변속기로 전달하는 방식이다. 그러나 DCT에는 토크 컨버터가 필요하지 않습니다. 대신 현재 시장에 나와 있는 DCT는 습식 다판 클러치를 사용합니다. "습식" 클러치는 마찰을 줄이고 열 생성을 제한하기 위해 윤활유에 클러치 구성 요소를 담그는 것입니다. 여러 제조업체에서 일반적으로 수동 변속기와 관련된 것과 같은 건식 클러치를 사용하는 DCT를 개발하고 있지만 오늘날 DCT가 장착된 모든 생산 차량은 습식 버전을 사용합니다. 많은 오토바이에는 단일 다중 플레이트 클러치가 있습니다.
토크 컨버터와 마찬가지로 습식 다판 클러치는 유압을 사용하여 기어를 구동합니다. 유체는 위의 다이어그램에서 볼 수 있듯이 클러치 피스톤 내부에서 작동합니다. 클러치가 결합되면 피스톤 내부의 유압이 코일 스프링 부품 세트에 힘을 가하여 일련의 적층된 클러치 플레이트와 마찰 디스크를 고정된 압력 플레이트에 밀어 넣습니다. 마찰 디스크에는 클러치 드럼의 스플라인과 맞물리는 크기와 모양의 내부 톱니가 있습니다. 차례로 드럼은 전달력을 받을 기어 세트에 연결됩니다. Audi의 듀얼 클러치 변속기는 습식 다판 클러치에 소형 코일 스프링과 대형 다이어프램 스프링을 모두 갖추고 있습니다.
클러치를 풀기 위해 피스톤 내부의 유체 압력이 감소합니다. 이렇게 하면 피스톤 스프링이 이완되어 클러치 팩과 압력판에 가해지는 압력이 완화됩니다.
다음은 듀얼 클러치 변속기의 장단점을 살펴보겠습니다.
DCT가 자동 수동 변속기로 분류되는 이유가 분명해지고 있기를 바랍니다. 원칙적으로 DCT는 표준 수동 변속기처럼 작동합니다. 기어, 싱크로나이저 및 클러치를 수용하기 위한 입력 및 보조 샤프트가 있습니다. 컴퓨터, 솔레노이드 및 유압 장치가 실제 변속을 수행하기 때문에 클러치 페달이 없습니다. 클러치 페달이 없어도 운전자는 패들, 버튼 또는 기어 변속을 통해 언제 조치를 취해야 하는지 컴퓨터에 "알릴" 수 있습니다.
따라서 운전자 경험은 DCT의 많은 장점 중 하나일 뿐입니다. 고단 변속 시간이 8밀리초에 불과하기 때문에 많은 사람들은 DCT가 시장에 나와 있는 차량 중 가장 역동적인 가속을 제공한다고 생각합니다. 수동 변속기 및 일부 자동 변속기에서 기어 변속에 수반되는 변속 충격을 제거하여 확실히 부드러운 가속을 제공합니다. 무엇보다도 운전자가 변속을 제어할 것인지 아니면 컴퓨터가 모든 작업을 처리하도록 할 것인지 선택할 수 있는 사치를 제공합니다.
아마도 DCT의 가장 강력한 이점은 향상된 연비일 것입니다. 엔진에서 변속기로의 동력 흐름이 중단되지 않기 때문에 연비가 크게 향상됩니다. 일부 전문가들은 6단 DCT가 기존의 5단 자동변속기에 비해 상대 연비를 최대 10%까지 높일 수 있다고 말합니다.
많은 자동차 제조업체가 DCT 기술에 관심이 있습니다. 그러나 일부 자동차 제조업체는 새로운 유형의 변속기를 수용하기 위해 생산 라인을 수정하는 것과 관련된 추가 비용을 우려하고 있습니다. 이는 초기에 DCT가 장착된 자동차의 비용을 증가시켜 비용에 민감한 소비자를 낙담시킬 수 있습니다.
또한 제조업체는 이미 대체 전송 기술에 막대한 투자를 하고 있습니다. 가장 주목할만한 것 중 하나는 무단 변속기 또는 CVT입니다. CVT는 움직이는 풀리 시스템과 벨트 또는 체인을 사용하여 광범위한 범위에서 기어비를 무한대로 조정하는 일종의 자동 변속기입니다. CVT는 또한 변속 충격을 줄이고 연료 효율성을 크게 높입니다. 그러나 CVT는 고성능 자동차의 높은 토크 요구 사항을 처리할 수 없습니다.
DCT는 이러한 문제가 없으며 고성능 차량에 이상적입니다. 성능과 연비 때문에 수동 변속기가 선호되는 유럽에서는 DCT가 시장의 25%를 차지할 것으로 일부 예측합니다. 2012년까지 서유럽에서 생산되는 자동차의 1%만 CVT가 장착될 것입니다.
다음으로 DCT의 역사를 살펴보고 미래가 어떻게 될지 살펴보겠습니다.
듀얼 클러치 기어박스를 발명한 사람은 자동차 공학의 선구자였습니다. Adolphe Kégresse는 다양한 형태의 지형에서 오프로드 주행이 가능한 끝없는 고무 트레드가 장착된 차량 유형인 하프 트랙을 개발한 것으로 가장 잘 알려져 있습니다. 1939년에 Kégresse는 듀얼 클러치 기어박스에 대한 아이디어를 생각해냈고 이를 전설적인 시트로엥 "트랙션" 차량에 사용하기를 희망했습니다. 불행히도 불리한 사업 상황으로 인해 더 이상의 개발이 이루어지지 않았습니다.
Audi와 Porsche 모두 듀얼 클러치 개념을 채택했지만 처음에는 사용이 경주용 차량으로 제한되었습니다. 956 및 962C 경주용 자동차에는 Porsche Dual Klutch가 포함되었습니다. , 또는 PDK. 1986년, Porsche 962는 PDK 반자동 패들 시프트 변속기가 장착된 자동차의 첫 번째 우승인 Monza 1000km 세계 스포츠 프로토타입 챔피언십 레이스에서 우승했습니다. Audi는 1985년 듀얼 클러치 변속기가 장착된 스포츠 콰트로 S1 랠리카가 4,300m 높이의 산을 오르는 경주인 파이크스 피크(Pikes Peak) 힐 클라임에서 우승하면서 역사를 만들었습니다.
그러나 듀얼 클러치 변속기의 상용화는 최근까지 실현 가능하지 않았습니다. Volkswagen은 BorgWarner의 DualTronic 기술을 라이선스하는 듀얼 클러치 변속기의 개척자였습니다. DCT가 장착된 유럽 자동차로는 폭스바겐 비틀, 골프, 투란, 제타, 아우디 TT, A3 등이 있습니다. 스코다 옥타비아; 및 Seat Altea, Toledo 및 Leon.
Ford는 유럽의 Ford와 50/50 합작 투자 변속기 제조업체인 GETRAG-Ford가 만든 듀얼 클러치 변속기에 전념하는 두 번째 주요 제조업체입니다. 2005년 프랑크푸르트 국제 모터쇼에서 6단 듀얼 클러치 변속기인 파워시프트 시스템을 시연했습니다. 그러나 1세대 Powershift를 사용하는 양산 차량은 약 2년 후에 나옵니다.
듀얼 클러치 변속기 및 관련 주제에 대한 자세한 내용은 아래 링크를 확인하십시오.
최초 발행일:2006년 4월 6일
