듀얼 클러치 변속기(DCT)의 원리, 장단점

자동차의 고성능화가 요구되면서 듀얼 클러치 변속기(DCT 또는 Dual-Cltch Transmission)가 적용된 자동차들이 1980년대부터 출시가 되었습니다. 빠른 변속과 연료 효율성 등등 많은 장점이 있는 듀얼 클러치 변속기는 최근 운전자들로부터 상반된 평판을 받고 있는데요. 왜 그런지 이번시간에는 듀얼 클러치 변속기(DCT / Dual-Clutch Transmission)의 원리 및 장단점 등에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

듀얼 클러치 변속기(DCT / Dual-Clutch Transmission)란 무언인가?

더블 클러치 변속기라고도 부르는 듀얼 클러치 변속기(DCT / Dual-Clutch Transmission)는 작동 방식 측면에서 수동 변속기와 자동 변속기의 중간 정도라고 이해하시면 편하실 것 같습니다. 수동 변속기의 경우 운전자는 주행 중 변속을 하기 위해서 엔진에서 오는 동력을 잠시 끊어주는 클러치 페달을 밟은 상태에서 기어 시프트 레버를 조작하여 원하는 변속 위치에 올리고 다시 클러치에서 발을 떼어 변속을 하게 됩니다. 이러한 과정에서 변속 시간은 길어지고 그 시간 동안 동력은 손실되는 단점이 있었습니다. 이러한 단점을 해결하기 위해서 하나의 변속기 내부에 두 개의 클러치를 적용하여 변속시간을 짧게 하고 (몇 밀리 초 단위)), 또한 이 모든 과정을 클러치를 밟고 기어 시프트 레버를 조작할 필요가 없이 자동으로 하는 변속기를 개발하게 되었으며 이러한 변속기 타입을 우리는 듀얼 클러치 변속기(DCT / Dual-Clutch Transmission)라 합니다.

듀얼 클러치 변속기는 성능에 맞는 규정된 오일을 사용해야 합니다. 관련 내용을 확인하시려면 아래 글을 참고해 주세요. ↓↓↓

미션오일 교환주기 및 종류, 기능, 역할, 부족시 증상에 대하여 바로가기

폭스바겐 MK4 Golf R32 — 듀얼 클러치 변속기의 역사적인 자동차들

듀얼 클러치 변속기의 간단한 역사를 살펴보면 1980년대 포르쉐에서 PDK(Porsche Doppelkupplungsgetriebe) 듀얼 클러치 변속기를 개발하여 최초로 경주용 자동차인 포르쉐 962에 적용하기 시작했으며, 양산차로는 2003년에서야 폭스바겐의 DSG(Direct Shift Gearbox)라는 듀얼 클러치 변속기가 MK4 Golf R32에 적용되어 출시를 시작하게 되었습니다. 이후 여러 자동차 제조사 버전으로 개발되어 주로 고성능 자동차에 적용하여 출시를 하고 있습니다.

듀얼 클러치 변속기(DCT / Dual-Clutch Transmission)의 원리

위의 그림에서 볼 수 있듯이 변속기 내부에 같은 축선 상으로 두 개의 클러치가 배치되어 있으며 각각의 클러치는 역시 동심축선상으로 안쪽과 바깥에 각각의 트랜스미션 축(Transmission Shaft)과 연결되어 있는 구조입니다. 일반적으로 각각의 클러치는 홀수 단수의 기어와 짝수 단수 기어로 나뉘어 연결되어 있는 구조입니다. 위의 그림에서는 클러치 1(Clutch 1)은 1, 3, 5단의 기어와 연결되어 있고, 클러치 2(Clutch 2)는 2, 4, 6단의 기어와 연결되어 있는 모습을 확인할 수 있습니다.

간단하게 작동 원리를 말씀드리면 운전자가 가속 페달을 밟아 자동차를 출발시키면 클러치 1은 케이스와 연결되어 동력이 전달되고, 클러치 샤프트를 통해 클러치 1에 연결되어 있는 1단 기어와 맞물려 출발을 하게 됩니다. 이때 클러치 2에 연결되어 있는 2단 기어는 가속을 대비해 기어가 물린 상태로 변속을 대기하고 있다가 가속이 되면 클러치 1은 케이스와 떨어지게 되고 바로 클러치 2가 케이스에 연결되면서 2단으로 변속을 하게 되는 원리입니다. 모든 작동은 TCU(Transmission Control Unit)를 통해서 모든 주행 상황에 맞게 제어되며 각각의 기어 단수 상황에 따라 다른 클러치는 변속을 대비해서 기어가 물린 상태로 주행 상황에 맞게 준비하고 있기 때문에 몇 미리 초 단위로 변속 시간을 크게 줄일 수 있는 원리입니다.

듀얼 클러치 변속기(DCT / Dual-Clutch Transmission)의 종류

건식 듀얼 클러치 변속기

건식 듀얼 클러치 변속기는 오일을 적게 쓰면서 주행 풍으로 냉각을 하는 시스템으로 습식 대비 구조가 간단하고 가격이 낮은 대신 냉각 효율이 떨어지고 내구성에 불리하기 때문에 허용하는 토크의 크기가 작게 설계될 수밖에 없어 일반적인 승용차에 적용되어 오다 최근에는 이러한 문제점 때문에 조금씩 습식 듀얼 클러치 변속기로 변경하는 추세입니다.

미션오일 교환주기 및 종류, 기능, 역할, 부족시 증상에 대하여 바로가기

습식 듀얼 클러치 변속기

습식 듀얼 클러치 변속기는 오일을 이용하여 냉각시키기 때문에 냉각 효율과 내구성이 우수하고 허용하는 토크를 크게 설계할 수 있으나 건식 대비 구조가 복잡하고 가격이 비싸 보통 고성능을 요구하는 고급 자동차에 적용하고 있습니다.

듀얼 클러치 변속기(DCT / Dual-Clutch Transmission)의 장단점

장점

짧은 변속 시간
적은 토크 손실
높은 연료 효율성 (자동 변속기 대비 약 15% 이상)
다른 타입의 변속기 대비 변속 충격 작음
다를 타입의 변속기 대비 가속력 우수

단점

복잡한 구조와 무게
높은 가격
내구 성능 부족
전 후진 전환 시 지연 현상
정차 후 출발이나 주차 시의 저속이 필요할 때 지연 현상이나 속도 제어 어려움

미션오일 교환주기 및 종류, 기능, 역할, 부족시 증상에 대하여 바로가기

글을 마치며

지금까지 듀얼 클러치 변속기 관련하여 작동 원리 및 종류, 장단점 등등에 대해서 알아보았습니다. 위에서 설명드렸듯이 듀얼 클러치 변속기에는 여러 큰 장점이 있지만 아직까지 해결해야 할 문제도 아직 많이 있는 것 같습니다. 이 글이 여러분의 자동차 선택과 즐거운 드라이빙에 조금이라도 도움이 되었으면 하는 바람입니다.

자동차 터보차저 시스템의 원리 및 관리 방법

기존 자동차에서 터보차저 시스템이 적용된 엔진(Turbocharger Engine)은 디젤 엔진에 주로 적용되었으나 최근에 출시되는 대부분의 가솔린 엔진의 자동차의 경우도 터보차저 시스템을 적용하여 출

basic7.tistory.com

미션오일 교환주기 및 종류, 기능 역할, 부족시 증상 등에 대하여

자동차의 소모품 관련하여 가장 중요한 것 중에 하나가 트랜스미션 오일(Transmission Oil)입니다. 우리가 보통 미션 오일이라 부르고 있습니다. 미션오일은 자동차의 동력을 전달하고 있는 트랜스

basic7.tistory.com