수동변속기 수명 연장시킬 기아의 클러치-바이-와이어 기술
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수동변속기 수명 연장시킬 기아의 클러치-바이-와이어 기술
  • 제시 크로스(Jesse Crosse)
  • 승인 2020.07.30 12:28
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클러치-바이-와이어 시스템이 있는 기아의 인텔리전트 매뉴얼 트랜스미션(iMT)가 <오토카> 타워 꼭대기에서 돌아가고 있는 안테나에 포착되었다. 클러치-바이-와이어는 48V 마일드 하이브리드 동력계통과 함께 작동하도록 특별히 설계된 전자제어 전기유압식 클러치 작동 시스템이다.

배출가스가 중요한 관심사가 된 이후, 동력계통 엔지니어들이 직면한 문제들 중 하나는 운전자다. 운전자가 아무리 운전을 능숙하게 하더라도, 엔진과 변속기로부터 최상의 효율을 이끌어내기란 쉽지 않다. 그래서 ‘통합 동력계통’ 개념의 접근이 시작되었다. 엔진과 자동변속기 제어 시스템을 결합해 최상의 효율을 얻도록 하는 것이다.

값이 비싼 차들이라면 상관없겠지만, 작고 저렴한 차들이라면 자동화 기술은 값을 부담스럽게 만든다. 클러치-바이-와이어는 수동변속기에 경제성을 더해준다. 엔진 시동을 끈 상태로 관성 주행을 하는 등 경제성을 높이는 기술을 더할 수 있기 때문이다. 아직까지는 이런 기능은 자동변속기로만 구현할 수 있었다.

클러치는 일반적으로 두 가지 방법, 즉 유압식 또는 케이블을 활용한 기계식 중 하나로 작동한다. 유압 시스템은 대개 마스터 실린더와 슬레이브 실린더로 이루어진다. 마스터 실린더는 클러치 페달에 연결되고, 슬레이브 실린더는 물리적으로 클러치 연결을 해제한다. 클러치-바이-와이어 시스템에서는 클러치 페달이 전자제어 장치로 신호를 보내고, 전기유압식 액추에이터(일반적인 마스터 실린더를 대체한다)가 유압을 만들어 낸다. 슬레이브 실린더는 일반적인 방식으로 클러치 연결을 해제한다.

기아가 전동식 클러치 메커니즘을 쓰고 유압 장치가 전혀 없는, 완전한 ‘건식’ 전기기계식 시스템을 선택하는 요령을 부리지는 않은 것은 확실하다. 그러나 기아가 선택한 방식은 엔진과 변속기 설계를 전혀 바꿀 필요가 없기 때문에, 특히 소형차에서 훨씬 더 실용적인 구성을 가능하게 만든다. 시속 124km 이하에서 정속 주행하거나 신호등 또는 교차로를 앞두고 속도를 줄일 때, 운전자가 액셀러레이터에서 발을 떼면 엔진을 완전히 꺼버려 관성 주행으로 적절히 효율을 높일 수 있다(기아는 이산화탄소 배출량을 3% 줄일 수 있다고 한다). 

다만 내리막길에서는 관성 주행이 이루어지지 않는다. 운전자가 브레이크 페달을 밟으면, 회생 제동 및 엔진 브레이크를 활용할 수 있도록 엔진 시동이 다시 걸린다.

관성 주행을 하는 동안에는 시스템이 자동변속기에 결합되었을 때와 마찬가지로 작동한다. 클러치 연결은 해제되고(그러나 운전자는 클러치 페달을 밟지 않는다), 엔진 시동은 꺼지고, 차는 기어가 회전하는 상태로 관성 주행한다. 운전자가 마음을 바꿔 다른 단 기어를 넣기 위해 클러치 페달을 밟거나 액셀러레이터 또는 브레이크 페달을 밟으면, 48V 스타터-제너레이터가 다시 엔진 시동을 건다. 그럴 때, 차의 속도가 떨어졌거나 기어가 알맞은 단보다 높은 단에 물려 있다면 엔진은 스타터-제너레이터로부터 전기적 도움을 약간 받아 주행을 이어나간다. 신호등을 만나 정지하면, 시스템은 일반적인 스톱-스타트 기능과 아주 비슷하게 운전자가 클러치나 액셀러레이터 페달을 밟으면 엔진 시동을 다시 건다. 

 

나만의 전기차를 재배한다 

영국 업체 DH2가 개발하고 있는 툭툭(tuk-tuk)은 좀 더 환경 친화적인 것으로, 문자 그대로 집에서 재배할 수 있다. 무게 480kg인 소형 저전압 전기차의 구조에는 황마 섬유 강화 복합재료가 포함되어 있다. 황마는 이 전기차가 만들어져 판매될 곳에 이미 준비되어 있다. 주류 자동차 업체들도 복합 소재 차체 패널에 쓰기 위해 천연 섬유를 연구하고 있다.


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