자동차 내부/연소엔진

작동원리

여러 가지 다양한 방식의 CVT가 연구되어 왔지만, 현대에 많이 사용되고 있는 방식이 벨트 구동 방식과 마찰 방식(toroidal)이다. 그 중에서 반도르네가 개발한 벨트 구동 방식이 가장 많이 사용되고 있다.

벨트 구동 방식은 그림처럼 두 개의 풀리(pulley, 도르래) 사이에 벨트를 걸어 동력을 전달한다. 이때 동력을 전달하는 과정에서 풀리의 지름을 바꾸어 기어비를 조절한다. 예컨대, 저속에서는 엔진측 풀리의 지름을 바퀴측 지름보다 작게 만들어 바퀴측 풀리에 큰 힘이 전달될 수 있도록 하고, 고속에서는 각 풀리의 지름 크기를 반대로 만들어 고속의 회전이 가능토록 한다. 풀리는 양쪽 면 사이의 거리를 유압으로 조절하는 구조로 되어 있다. 양면을 좁히면 벨트가 풀리 바깥쪽에 걸리고, 양면을 넓히면 벨트가 풀리 안쪽에 걸려 풀리의 지름이 작아지는 효과를 얻을 수 있다. 따라서 엔진측 풀리와 바퀴측 풀리를 서로 반대로 제어하면 원하는 기어비를 얻을 수 있게 된다. 벨트 구동 방식에서 사용되는 벨트는 주로 금속 벨트를 사용하는데, 금속 벨트는 반도르네 트란스미시에서만 생산된다.

마찰 방식은 2개의 마찰판(disc)을 마주보게 하고, 그 사이에 동력을 전달하는 롤러(roller)로 구성되어 있다. 롤러의 회전축은 각도를 바꿀 수 있는데, 이 회전축의 각도에 따라 두 마찰판의 기어비가 결정된다.

역사

여러 가지 다양한 방식의 CVT가 연구되어 왔지만, 현대에 많이 사용되고 있는 방식이 벨트 구동 방식과 마찰 방식(toroidal)이다. 그 중에서 반도르네가 개발한 벨트 구동 방식이 가장 많이 사용되고 있다.

벨트 구동 방식은 그림처럼 두 개의 풀리(pulley, 도르래) 사이에 벨트를 걸어 동력을 전달한다. 이때 동력을 전달하는 과정에서 풀리의 지름을 바꾸어 기어비를 조절한다. 예컨대, 저속에서는 엔진측 풀리의 지름을 바퀴측 지름보다 작게 만들어 바퀴측 풀리에 큰 힘이 전달될 수 있도록 하고, 고속에서는 각 풀리의 지름 크기를 반대로 만들어 고속의 회전이 가능토록 한다. 풀리는 양쪽 면 사이의 거리를 유압으로 조절하는 구조로 되어 있다. 양면을 좁히면 벨트가 풀리 바깥쪽에 걸리고, 양면을 넓히면 벨트가 풀리 안쪽에 걸려 풀리의 지름이 작아지는 효과를 얻을 수 있다. 따라서 엔진측 풀리와 바퀴측 풀리를 서로 반대로 제어하면 원하는 기어비를 얻을 수 있게 된다. 벨트 구동 방식에서 사용되는 벨트는 주로 금속 벨트를 사용하는데, 금속 벨트는 반도르네 트란스미시에서만 생산된다.

마찰 방식은 2개의 마찰판(disc)을 마주보게 하고, 그 사이에 동력을 전달하는 롤러(roller)로 구성되어 있다. 롤러의 회전축은 각도를 바꿀 수 있는데, 이 회전축의 각도에 따라 두 마찰판의 기어비가 결정된다.

장점

					CVT는 효율을 극대화하면서 엔진의 회전력을 유지시켜 준다. 이 기능은 연비를 향상시켜 준다.
CVT는 기어가 변속될 때 차량이 잠시 가속을 멈추었다가 다시 급격히 움직이는 변속충격 현상을 없애 주어 차량이 부드럽게 주행될 수 있도록 해준다.
CVT 변속기는 비용이 적게 들 뿐만이 아니라, 고장률이 매우 낮다.
CVT 변속기의 유동 부품이 다른 변속기에 비해 25% 낮다.
수리비용이 적게 소요된다.
자동변속기보다 변속기 오일 교체 회수가 적다.

단점

					초창기의 CVT 차량들은 성능이 낮았다. 예를 들어, 포드 피에스타 1.1 CTX는 도심 주행시 수동변속기 차량보다 8.2% 더 연료를 소모했다.
CVT는 주행이 매우 부드럽지만, 이러한 특성이 운전자들에게 이질감을 느끼게 한다. 대부분의 운전자들은 차량이 움직일 때 변속 충격을 기대하기 때문에, CVT의 경우 엔진 출력이 낮다는 인식을 주기 쉽다. 어떤 경우는 CVT 제어 소프트웨어를 통해 변속 충격을 그대로 재현해 주는 모델도 있다.
CVT가 일정한 RPM을 유지시켜 주기 때문에, 운전자가 가속 페달을 밟을 때 차량은 가속되지만 엔진에서 기어 변속시 발생하는 소리 변화가 없게 된다. 이 현상은 몇몇 운전자들에게 혼란을 주어 엔진 출력이 약하다는 인식을 준다.
오르막길 브레이크 상태에서 출발한 직후에 RPM이 급속도로 올라가면서 급출발이 일어나는 경우가 있다. 심할 경우 과속방지턱에서도 RPM 급증이 나타난다.
마찰식의 경우, 사각사각하는 금속성 소리가 발생하는 경우가 있다.