후진 기어를 넣을 때 소리가 나는 이유는

[Anchovy]

후진 기어를 넣을 때 소리가 나는 이유는

김 철/인터넷 과학통신원, 성균관대 기계공학부 박사과정
2001년 9월 19일	chlkim@nature.skku.ac.kr

수동변속기 자동차를 운전하다 보면 후진 기어를 넣을 때 '드으윽∼'하는 기어 변속음이 나는 것을 느낄 수 있다. 2단∼5단 기어를 넣을 때는 소리가 나지 않는데, 유독 후진 기어를 넣을 때는 소리가 난다. 이 때문에 혹시 후진기어에 무슨 문제가 있는 것은 아닐까하는 생각을 하겠지만 소리가 나는 것은 후진 기어의 구조상 당연하다.

싱크로나이저 링

그 이유를 결론 먼저 말하자면, 후진 기어에는 '싱크로나이져 링' (synchronizer ring, 동기화 기어)이 없기 때문이다. 이 '싱크로나이져 링'이란 기어는 용어 그대로 회전하고 있는 두 개의 기어를 끼울 때 두 기어의 '회전수를 동기화' 시켜주는 기어이다. 그림과 같은 황금색 기어로서 2단∼5단 기어에만 설치되어 있으며, 후진 기어와 1단 기어에는 없다.

운전자가 변속 조작을 하면 물려 있던 기어가 빠지고 새로운 기어의 치합(齒合)이 이루어지는데, 이때 기어의 회전수가 일치하지 않은 상태에서 두 기어를 끼우면 기어가 깨져버릴 것이다. 따라서, 회전수가 다른 두 개의 기어를 '동기화'시켜줄 필요가 있으며, 이 역할을 하는 기어가 싱크로나이져 링이다. 즉, 두 개의 '기어 사이에 있는 싱크로나이저 링'의 안쪽 테이퍼 면과 끼워질 기어 사이에 '접촉마찰'이 발생하도록 하여 두 기어의 회전 속도를 일치시키며, 회전수를 일치시킨 후에 비로소 두 기어의 치합이 이루어진다. 이러한 싱크로나이져 링의 동기화 과정은 2단∼5단의 기어 변속을 할 때마다 항상(매우 짧은 시간동안) 일어나며, 운전자의 변속 조작력의 크기는 싱크로나이져 링의 접촉마찰의 크기와 밀접한 관계가 있다.

결론적으로, 1단 기어와 후진 기어에는 싱크로나이져 링이 없으므로 반드시 정지한 상태(설계기준으로는 시속 5km 이하이다)에서 변속 조작을 해야 기어에 무리가 가지 않는다. 특히, 차가 완전히 정지하기 전에 후진기어를 넣어서 '끼리릭∼'하는 기어음이 나는 경우가 있는데 심한 경우 기어가 손상될 수도 있으므로 주의해야 한다.