자동차학과, 자동차 정비 기능사 등 차의 모든것 자동차 셰시 핵심 요점 27장. 무단변속기의 구성

27장. 무단변속기의 구성
 

무단변속기는 롤러 방식과 가변직경 풀리 방식이 있지만 본 장에서는 현재 주로 사용되고 있는 가변직경 풀리 방식에 대해 알아본다.

가변직경 풀리 방식 무단변속기 구성도

무단변속기는 토크컨버터, 전·후진 전환 기구, 무단 변속을 위한 벨트 풀리부 및 변
속 기구 등으로 구성된다.

가. 토크컨버터

토크컨버터는 자동변속기에 사용하는 토크 컨버터와 동일하며 내부에는 댐퍼클러치
가 내장되어 있다. 하지만 자동변속기는 고속 구간에서 댐퍼클러치를 사용하고 있는 반
면, 무단변속기는 벨트-풀리부와 토크컨버터부 양쪽에서 변속이 가능하기 때문에 자동
변속기에 비해 댐퍼클러치 작동영역을 넓게할 수 있어 저속구간에서도 댐퍼클러치 사
용이 가능하여 연비개선에 큰 효과를 볼 수 있다.

 
나. 중립 및 전·후진 변환 기구

중립 및 전·후진 변환부는 중립에서 시동을 걸수 있도록 동력을 차단하고 시동후에
는 차량을 전진과 후진이 가능하도록 한다. 구성부품은 전진클러치, 유성기어, 후진브
레이크로 구성된다.

중립 및 전후진 변환 기구

중립 및 전·후진 변환부는 더불피니언 유성기어를 사용하는 것이 특징이며 선기어,
링기어, 캐리어로 구성된다. 또한 유성기어를 통제하기 위해 별도의 클러치 및 브레이크
가 설치되는데 전진시에는 1차풀리와 연결된 캐리어를 직접구동하기 위해 전진클러치를
제어하고, 후진시에는 링기어를 고정시키기 위해 후진브레이크를 제어한다.

다. 변속부

변속 기구에는 1차, 2차 풀리와 금속벨트로 구성된다.
(1) 1차, 2차 풀리
1차, 2차 풀리는 유압을 이용하여 1차 풀리와 2차 풀리의 폭을 변화시키면 접촉 반경
이 바뀌어 변속이 이루어 진다. 1차 풀리와 2차 풀리는 모두 고정시이브와 가변시이브
로 구성되며, 고정시이브와 가변시이브 사이에는 스플라인을 사용하여 축 방향으로 이
동하는 구조로 되어 있다. 변속 시 1차 풀리와 2차 풀리의 유압이 가해지면 이동시이브
가 고정시이브 측으로 이동하여 접촉반경이 바뀌게 되고 결과적으로 풀리의 변속비가
변하게 된다.

① 저속 시
2차 풀리의 유압이 커지게 되면 1차 풀리의 접촉반경이 적어지면서 변속비는 커져
구동력이 커지게 된다.

② 고속 시
1차 풀리의 유압이 커지게 되면 2차 풀리의 접촉반경이 적어지면서 변속비는 적어지
고 회전속도는 증가하게 된다.

(2) CVT 벨트
가변직경 풀리 방식은 두쌍의 풀리에 금속 벨트가 끼워져서 구동되는 구조로, 벨트
는 1차 풀리에서 2차 풀리로 엔진의 동력을 전달하는 역할을 하며, 무단변속기의 핵심 부품이라 할 수 있다. 현재 무단변속기에 사용되는 벨트로는 고무벨트, 금속체인 및 금
속벨트 등이 있다.

고무벨트

① 고무벨트
고무(rubber belt)는 진동을 차단하는 성질이 있어 좋은 재질이지만, 강도적으로
약하기 때문에 동력전달 효율은 매우 낮다. 또한 운전중에 벨트 내측이 인장과 압
축을 반복하여 고무의 내부마찰열이 발생하므로 회전속도에 한계가 있다. 따라서
출력손실과 내구성 저하 등 큰 토크의 힘을 전달하기에 부족하여 비교적 배기량이
작은 차량의 무단변속기에 적용되지만 최근에는 거의 사용되지 않고 있다.

금속체인

② 금속체인
금속체인(metal chain)은 일반적인 동력 전달용 체인을 개량하여 무단변속기용으
로 개발한 것으로 풀리의 축 방향 하중을 로드 블록(load block)이 받도록 한 구조
이며, 핀(pin)의 마모로 인한 체인의 인장 및 소음 그리고, 링크(rink)의 길이 때문
에 풀리 상에서 금속벨트나, 고무벨트에 비해 작은 회전반경을 얻을 수 없다는 단
점을 지니고 있다. 체인구조는 비용 측면에서는 유리하나, 마디가 있기 때문에 풀리와 부딪힐 때 발생하는 충돌음은 피할 수
가 없는 것 또한 단점으로 꼽힌다.

금속벨트

③ 금속벨트
금속벨트(metal belt)는 풀리의 축력을 받는 블록(block)과, 이들 블록을 연결하는 유
연한 얇은 판 형상으로 된 2개조의 밴드(band)로 구성된다. 벨트는 풀리를 따라 쉽게
휘어질 수 있도록 유연하면서도 표면은 견고하게 되어 있다. 블록과 풀리 사이는 윤
활이 되며, 블록의 압축력에 의해 동력을 전달하는 구조로써 현재 실용화된 무단변속
기용 벨트 중 가장 널리 사용되고 있다.