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첫차연구소

저.. 이런 기어는 처음 잡아보는데요??;;;(feat. 기어노브)

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기어노브는 자동차에서 작용하는 중요한 역할에 비해 운전자의 관심이 비교적 적은 부분인 것 같아요. 기능성에 초점을 맞추다 보니 디자인도 특색 없이 일관되게 출시되었고 자동 기어가 주를 이루면서 운전할 때 가속 페달과 브레이크 페달만 밟으면 되기 때문에, 기어노브의 존재가 운전자의 인식에서 자연스럽게 멀어진 것은 아닐까요. 요즘은 제조사마다 기어노브의 디자인과 작동 방식이 다양해져서 처음 타는 차량이라면 기어 변속을 어떻게 해야 하는지 헷갈릴 때도 있어요. 유용한 상식부터 개성 있는 디자인까지 기어노브의 이모저모를 살펴봤습니다.


“이 봉이 바로 차를 움직이는 마법봉이라네!”

자동차에서 가장 중요한 부품이 무엇인지 묻는다면 대부분 엔진을 떠올릴 거예요. 자동차의 주 동력이 되는 엔진만큼이나 중요한 부품이 있는데, 바로 변속기로도 불리는 미션이랍니다. 미션이 있어야 엔진이 발생시킨 힘을 제대로 활용할 수 있기 때문이에요.

 

보통 엔진의 성능을 말할 때 100마력 10토크와 같이 마력과 토크로 표시하는데, 자동차가 움직일 수 있는 동력을 만들어내는 심장부가 엔진이라면, 엔진의 힘을 상황에 맞게 바꾸어 공급하는 전달자가 미션이에요.

 

자동차의 구동 능력 중 단순히 출력만 이야기한다면, 엔진과 미션은 개별적이면서도 한 몸이나 마찬가지인 작동 원리를 가집니다. 미션이 엔진의 동력을 100% 전달하지 못하면, 동력에 손실이 오고 더불어 연비가 떨어지는 결과를 초래하죠.

자동차 변속기는 1895년 프랑스의 르네 파나르와 에밀 레바소르가 엔진의 동력을 나눌 수 있는 변속기 개념을 처음 도입한 것이 시초가 되었어요. 당시 엔진 동력을 효율적으로 활용하기 위해 개발된 2단 변속기는 이후 기술이 발전하면서 더욱 복잡한 변속기 개발로 이어졌어요. 5단, 6단 등 여러 변속기가 잇따라 등장했고 일부 중장비는 무려 25단에 이르는 기어를 갖추는 등 용도와 크기에 따라 다양한 변속기가 개발됐어요.

 

미션의 속을 들여다보면 많은 기어들로 이루어져 있는데, 운전자가 기어노브를 조작하면 그에 따라 변속이 됩니다. 자동차의 미션이 4단, 혹은 6단, 7단이라고 하면, 미션 안에는 4개, 6개, 7개의 기어들이 들어가고, 운전자가 클러치를 밟고 기어노브를 입력해 줄 때마다 그에 맞는 기어에 물리게 되는 구조예요. 이때 클러치는 플라이 휠과 맞닿아 동력을 전달하거나 차단하는 역할을 해요.

수동 변속기 다음으로 등장한 자동 변속기는 1921년 캐나다의 알프레드 호너 먼로가 개발했는데요. 편리함을 장점으로 내세우며 1930년대 말부터 본격적으로 상용화된 이후, 승용차 위주로 널리 보급되기 시작했어요.

 

수동 변속기의 경우 엔진 플라이 휠에 클러치가 붙었다 떨어졌다 하면서 동력을 미션으로 전달하거나 차단하는 방식이었다면, 자동 변속기는 클러치가 있어야 할 곳에 토크 컨버터라는 부품이 있어서 동력을 미션으로 전달하는 역할을 해요.

 

수동 변속기처럼 기계식으로 힘을 전달하는 것이 아니라 미션 안에 오일을 채워서 오일의 압력, 즉 유압을 이용해 동력을 전달하고 또 차단하기도 하죠. 토크 컨버터가 엔진에서 발생된 힘으로 팬을 돌려서 미션 오일을 밀어내 간접 전달하는 방식이기 때문에 아무래도 수동 변속기보다는 동력 손실이 있고 연비 하락으로 이어져요.

자동차 기어노브 아래에 위치한 기어 약자를 살펴보면 P, R, N, D, LOW가 적혀 있는데요. 어떤 뜻인지 유추할 수 있지만 간단히 살펴보면, 먼저 P는 주차를 의미하는 'Parking'의 약자이고, R은 반대로 후진을 뜻하는 'Reverse'의 약자예요. N은 기어 중립을 의미하는 'Neutral", D는 주행을 의미하는 'Drive, L은 저단 기어를 의미하는 'Low'의 약자이랍니다.

 

저단 기어 L 모드는 특별한 경우가 아니라면 잘 사용하지 않는데, 가파른 오르막을 오르거나 내리막길에서 1단 엔진 기어로 활용할 수 있는 점을 알아 두면 돼요. 간혹 숫자 1,2,3 등이 적 혀 있는데, 각 숫자에 해당하는 기어 단수를 의미하므로 L 모드와 비슷한 용도로 활용할 수 있어요.

 

또한 기어노브 위나 근처에 버튼식으로 +와 -표시가 있는 것을 볼 수 있는데, 현재 기어 단수에서 한 단씩 수동으로 올리거나 내리는 기능이니 상황에 맞게 사용하면 된답니다.

최근에는 변속기의 다단화 경쟁과 함께 변속기의 전자화가 가속화되고 있어요. 변속기의 전자화는 바이-와이어(by-wire) 기술의 발전으로 가능해졌는데, 기계적인 연결로 장치를 조작하는 것이 아니라 전기적인 신호로 기계 장치를 조작하는 기술이에요. 전기 모터를 사용해 운전대와 차량 바퀴를 조작하는 것을 스티어 바이 와이어(Steer-by-wire), 전자식 변속 방식은 시프트 바이 와이어(Shift-by-wire)라고 표현한답니다.
 
전자식 변속 방식은 기계적인 결합이 사라지면서 변속기가 위치했던 자리를 보다 넓게 활용할 수 있는 장점이 있어요. 동시에 한결같던 P, R, N, D를 오가는 변속 방식에서 벗어나 제조사만의 개성을 부여할 수도 있어서 각 브랜드마다 독특한 변속 방식을 사용하기 시작했어요. 변속하는 방법에서도 자사만의 브랜드 특징을 소비자들에게 인식시키기 위한 것이죠.

BMW의 전자식 기어노브는 개성을 표현하는 하나의 상징이 됐는데요. 이제 익숙해진 형태지만 처음 등장했을 때는 신기한 방식으로 주목받았어요. 변속기를 조작해도 다시 본래 위치로 되돌아오고 특유의 조작감도 특징이랍니다. 주차를 위한 P는 버튼을 마련했고 이 버튼 하나만 눌러주면 변속기가 주차 모드로 변경돼요.

 

화려한 디자인과 빛나는 재질, 그리고 실제 쥐었을 때의 조작감은 BMW 그 자체라는 평가를 받고 있어요. 특히 수동 변속기 못지않은 손맛이 큰 쾌감을 선사한답니다. BMW의 전자식 기어노브가 등장한 이후 다른 자동차 회사에서도 디자인을 대놓고 따라 하기도 했어요.


마법봉과 이어진 변속기가
부드러움을 결정한다네.

자동차 제조사들은 수동과 자동 변속기에 만족하지 않고 또 다른 방식을 모색했는데요. 그 결과 수동 변속기의 효율성과 자동 변속기의 편리함을 모두 갖춘 듀얼 클러치 변속기가 탄생했어요. 

 

수동 변속기는 각 단의 기어가 단수에 맞춰 일렬로 배열하고 있는 반면, 6단 듀얼 클러치의 경우 1,3,5의 홀수 기어와 2,4,6의 짝수 기어를 위아래로 나누어 배열해요. 두 개의 클러치는 각각 홀수 기어축과 짝수 기어축에 물리는데, 홀수 기어가 작동하는 동안 짝수 기어는 변속을 준비하고 짝수 기어가 작동하는 동안에는 홀수 기어가 변속을 미리 준비하고 있어요.

 

클러치가 두 개이기 때문에 1단에는 클러치가 붙어 동력을 전달하는 반면 2단에는 클러치가 떨어져서 동력을 차단하기 때문에 이 같은 작동이 가능하답니다. 듀얼 클러치 변속기는 오늘날 현대차를 비롯한 거의 모든 제조사에서 확대 적용하고 있어요. 

 

변속기 성능에 따라 자동차의 성능이 좌우된다고 해도 무방하기 때문에 여러 제조사들은 엔진만큼이나 변속기 개발에 많은 자원을 쏟아붓고 있어요. 그래서인지 시간이 지날수록 자동차들은 더 부드럽고 더 효율적인 변속이 가능해지고 있죠.

2018년 현대차그룹이 새로 개발해 K3에 장착한 무단 변속기는 과거 수동 변속기 맛이 나도록 디자인했어요 기어노브를 왼쪽으로 젖히면 주행모드가 스포츠 모드로 바뀌는데, 이 상태에서 노브를 아래 위로 움직이면 기어 단수가 낮아지거나 높아져요. 자동 변속기는 물론이거니와 더블 클러치 변속기보다 직결감이 강하고, 엔진 회전수도 빠르게 높여주는 효과가 있어요. 이 무단 변속기는 동력 전달 벨트를 고무 재질에서 금속제 체인으로 바꿔 내구성을 높였다고 해요.

영어 단어 뜻 그대로, 기어를 조작하는 기어노브(Shift)가 스티어링 휠 옆 세로단(Column)에 위치하여 불리게 된 칼럼 시프트의 시초는 1939년 미국에서 시작됐어요. 최근까지 미국 차량에 거의 표준적인 관행처럼 적용되어 왔죠.

 

비록 2004년에 사라지긴 했지만, 미국 제너럴모터스 브랜드 중 하나인 올즈모빌이 개발한 최초 자동 변속기 ‘하이드라매틱’이 자동차 스티어링 휠 중앙에 위치했는데 오늘날의 칼럼식 자동 변속기와 비슷한 형태를 갖추고 있었어요.

 

이러한 이유 때문에 현재까지도 화물차나 픽업트럭이 아닌 캐딜락사의 대형 SUV 에스컬레이드와 몇몇 미국 자동차 모델이 칼럼식 기어를 유지하고 있답니다.

 

일반 세단의 경우에는 2002년식 BMW 7시리즈에 가장 먼저 적용됐어요. 이후 2005년에 벤츠의 S 클래스 W221와 혼다의 CR-V에도 이 칼럼 시프트 적용을 시도했지만, 다시 센터 터널로 위치를 변경해버리고 말았죠.

 

이 칼럼식 기어 방식을 과거 S 클래스에 최초 도입했던 메르세데스 벤츠에서는 이후 고성능 AMG, 쿠페, 카브리올레를 제외한 일반 모든 모델에 꾸준히 적용하고 있어서 미국 자동차의 전유물이 아닌 벤츠만의 고유 기어 변속기로 자리 잡기 시작했어요.

 

국산 자동차 중에서도 과거 현대의 포터, 트라제XG, 기아의 카렌스 2까지 적용되었는데, 특히 카렌스 2 같은 경우에는 다음 세대 뉴카렌스부터 국내 소비자의 의견 반영과 효율성 문제로 기어노브 위치가 센터 터널로 변경되었어요.

고급 브랜드로서 차별 요소가 필요했던 재규어는 왜 꼭 기어노브가 막대 형태여야 하는지 의문을 품고 막대 대신 다이얼을 선택했어요. 수동 변속기 시대에서 물려받은 형태에 집착하지 않고, 내리고 올리는 행위에서 돌리는 행위로 바꿈으로써 특별해진 것이죠.

 

재규어는 기어노브를 다이얼로 바꿔 매끈하게 처리했어요. 게다가 시동을 끄면 들어가기까지 해요. 보다 깔끔하게 실내를 디자인할 수 있었어요. 확 탈바꿈한 다이얼식의 돌리는 기어노브는 재규어의 1세대 XF에 최초로 적용한 이후 점차 사용 빈도를 늘렸어요. 레인지로버, 디스커버리, 이보크, 디스커버리 스포츠까지 스포티한 모델 외에는 모두 다이얼식 디자인의 기어노브를 적용하고 있답니다.

인기몰이를 하고 있는 현대차 대형 SUV 팰리세이드에는 운전석 옆에 불룩 튀어 올라온 기어노브 대신 전자식 변속 버튼이 장착돼 있어요. 국산차 중에는 코나, 아이오닉 EV에 적용되기는 했지만 내연기관 차량으로는 팰리세이드가 처음이에요. 수입차에서는 혼다 신형 어코드와 파일럿, 링컨 컨티넨탈과 MKX 같은 차량이 대표적이에요.

 

8세대 쏘나타도 전자식 변속 버튼을 달았는데, 일반 소비자에게는 생소한 모습이에요. 기어봉에 익숙한 경우라면 전자식 변속 버튼이 정말 편리한지 의구심을 갖기도 해요.

 

현대차가 대표 차종에 전자식 변속 버튼을 확대 적용하는 이유는 실내공간 설계에서 유리하다는 점이 첫 번째로 꼽혀요. 일반적인 유압식 기어노브를 사용하면 전자 신호가 아닌 기계적 변속을 하기 때문에 기어노브 아래로 복잡한 기계장치가 자리를 잡게 되죠. 자연스럽게 공간 활용성이 떨어질 수밖에 없어요

 

반대로 버튼식 기어노브를 사용한 경우는 커다란 기계장치가 필요 없고 자연히 실내 공간을 넓게 설계할 수 있어요. 일례로 팰리세이드의 경우 전자식 변속 버튼 아래에 상당히 큰 수납공간을 마련했고 신형 쏘나타도 기계장치가 빠진 넓은 센터 콘솔 같은 수납공간을 확보했어요.

 

앞으로 출시되는 현대기아 신차는 버튼식 변속 버튼이 대세가 될 것으로 보인답니다. 수납공간 확보라는 이유 외에도 보다 미래형, 아니 자율 주행에 근접한 자동차로 보일 수 있기 때문이에요.


변속기는 기어 변속을 통해 효과적인 동력 전달을 위해 존재하는 자동차의 중요한 부품입니다. 이 변속기를 어떻게 활용하느냐에 따라 원활한 주행에 도움이 되고 연비 향상에 크게 기여하기도 하죠. 기어노브는 기어를 통해 변속을 하는 역할을 하는데, 따라서 운전자의 손이 자주 닫는 부분이라고 할 수 있어요. 게다가 스티어링 휠의 형태, 센터페시아의 디자인과 함께 기어노브는 자동차의 실내 분위기를 좌우하는 요소로 자리매김해 가고 있어요. 기어를 변속하는 기능 그 이상의 의미를 가진 기어노브, 여러분은 어떤 기어노브를 선호하세요?

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