자동차학과, 자동차 정비 기능사 등 차의 모든것 자동차 셰시 핵심 요점 26장. 무단변속기의 종류

26장. 무단변속기의 종류

무단변속기는 전동체 사이의 접촉에 의해 동력을 전달하는 롤러 방식과 벨트 또는 체
인과 가변홈 폭 풀리를 이용한 가변 직경 풀리(VDP : Variable Diameter Pulley)방식
이 실용화 되어 사용되고 있다.

 

가. 롤러 방식

롤러 방식은 트랙션 드라이브방식(traction drive type)또는 트로이달(toroidal) 방
식이라고도 한다. 이 방식은 원판의 입력축과 출력축 디스크에를 설치하고 두 디스크
사이의 구동력을 전달하는 매체로 롤러를 이용한다. 롤러는 두 디스크 사이에 비스듬
히 물려 있으며, 유압에 의해 롤러의 각도가 바꿈에 따라 접촉 반경이 변화되고 그 반
경비에 의해 변속, 즉 입력축에서 회전축으로 전달되는 회전수가 달라진다. 이 방식은
구조 및 구동 원리상 후륜 구동용 변속기에 주로 사용되며, 넓은 변속 범위 및 고효율
성과 정숙성을 가지는 것이 장점이지만 큰 출력 및 회전력에 대한 높은 강성이 필요로
하며, 변속기의 무게가 크고 또한 슬립방지를 위해 특수한 오일을 사용하여야 하는 단
점을 가지고 있다.

① 발진 및 저속 시
[그림 5-4]의 (a)와 같이 롤러가 출력축으로 각도가 기울어지면 입력축의 회전반경은
작아지고 출력축의 회전반경은 커져 엔진의 회전수에 비해 저속으로 회전하게 된다.
② 고속 주행 시
[그림 5-4]의 (b)와 같이 롤러가 입력축으로 각도가 기울어지면 출력축의 회전반경
은 작아지고 입력축의 회전반경은 커져 고속으로 회전하게 된다.

롤러방식의 작동 원리

그림(c)와 같이 두개를 연속으로 장착하는 경우에는 변속비의 변화폭을 늘릴 수가 있다.

 

나. 가변직경 풀리 방식

가변직경 풀리(variable diameter pulley)방식은 금속벨트나 체인으로 두 개의 풀리
(pulley)를 연결한 것이다. 각각의 풀리는 원뿔 형태로, 안쪽 지름이 작고 바깥쪽 지름
이 크다. 크랭크샤프트와 연결된 입력축 풀리는 원심력 또는 전자적으로 제어되는 유압
등에 의해 체인 또는 벨트가 풀리의 안쪽과 바깥쪽을 움직이게 된다. 즉, 가속시나 고부
하시 강력한 구동력이 필요할 때는 입력축 풀리의 홈 폭을 넓게 하여 유효 반지름을 작
게 함과 동시에 출력축 풀리의 홈 폭을 좁게 하여 유효 반지름을 크게 한다. 그 결과 변
속비는 크게 되어 저단 상태로 된다. 반대로 부분 부하 등 변속비를 작게 하고 싶을 때
에는 압력축 풀리의 홈 폭을 좁히고 출력축 풀리의 홈 폭을 넓힌다. 그 결과 변속비는
작게 되어 고단 상태로 된다. 따라서, 이 풀리 홈 폭의 변화를 무단계로 함으로써 변속
비를 저단에서 고단까지 연속적으로 얻을 수 있다. 이 방식은 구조 및 구동원리상 전륜
구동용 변속기에 주로 사용된다.

가변직경 풀리 방식 무단변속기

① 발진 및 저속 시
[그림 5-6]의 (a)와 같이 엔진 축 풀리의 홈 폭이 넓어져 벨트와의 접촉반경이 작아
지고, 반대로 출력축 풀리의 접촉 반경은 크게 되어 엔진의 회전력을 더욱 크게 타이어
에 전달함으로써 순조롭게 발진하게 된다.
② 가속 및 감속 시
엔진 축, 출력 축 풀리 홈폭이 변화하여 변속되므로 변속 쇼크가 없으며 기어 변속에
의한 손실이 없어 빠르고 부드럽게 가속과 감속이 이루어진다.

③ 고속 주행 시
[그림 5-6]의 (c)와 같이 엔진 축 풀리와 출력 축 풀리가 저속시와는 반대로 작용한
다. 엔진 회전수를 작게할 수 있어 연료를 절약 하면서 효율적으로 고속 주행을 할 수
있도록 한다.

벨트 드라이브 방식 작동 원리