[정보] 토션빔과 7단 듀얼클러치 이해하기!

[용인/소망6]

 르노삼성의 기대작으로 꼽히고 있는 SM6가 국내에 공개되자 엉뚱하게도 값싼 토션빔 적용 논란에 휩싸였다. 이에 르노삼성은 AM링크에 대해서 기존의 토션빔과는 다르다며, 사태 진화에 나섰지만, 논란은 쉽게 수그러들지 않는 분위기다. 

서스펜션의 개념
토션빔과 멀티링크는 모두 자동차 서스펜션의 종류를 뜻하는 용어다. 서스펜션은 현가장치라고도 불리며, 차체와 바퀴를 연결시켜주는 역할을 수행한다. 신체로 비유하자면, 몸을 지탱해주고, 이동 시 충격을 완화시켜주는 다리와 같은 역할을 한다고 할 수 있다. 종류는 크게 독립식과 리지드 액슬(고정차축)로 나뉘는데, 멀티링크는 독립식, 토션빔이 리지드 액슬의 하위 개념이다.
  
승차감이 좋은 멀티링크
멀티링크는 차체와 바퀴를 이어주는 부분들이 독립식 구조를 가지면서, 여러 개의 암으로 연결되어 있다. 그렇기 때문에 더욱 세밀한 세팅이 가능하고, 타이어를 노면에 접지시키는 능력이 뛰어나서 주행 안정감이나 승차감에서 뛰어난 평가를 받고 있다. 그러나 여러 개의 암으로 구성되기 때문에 구조나 설계가 복잡하고, 크기가 커져 실내공간 확보에 불리하다. 또 단가나 수리비가 비싸질 수 밖에 없다는 단점 때문에 주로 고급차량에 적용되어왔다. 
  
단가가 저렴한 토션빔
토션빔은 양쪽 바퀴과 하나의 막대를 통해 연결되어 있는 리지드 액슬 구조에 스프링을 설치한 것이다. 스프링이 있더라도 차축이 양쪽으로 연결되어 있는 구조가 기본이기 때문에 상하운동이 매우 제한적이고,주행안정성이나 승차감이 당연히 떨어질 수 밖에 없다. 그래도 토션빔은 구조가 간단해서 설계 및 제작이 비교적 간단하고, 단가가 싸다는 장점이 있다. 부피가 작고, 실내공간 확보가 유리한 덕분에 중형 이하의 차종에서 많이 쓰인다. 

토션빔, 요즘은 다르다?
토션빔에 대한 불신은 실제로 승차감이 멀티링크보다 떨어져서 자연스럽게 생겨난 것이다. 그런데 요즘은 토션빔도 세팅에 따라 승차감이나 주행성능이 크게 좌우돼 실제로 접해보지 않고서 단정지어 평가하기는 어렵다. 또한 승차감이라는 것은 서스펜션 하나가 아닌 휠, 타이어, 시트 등을 포함한 다양한 요소들이 모여 완성되기 때문이다.
  
그러나 일각에서는 여전히 “같은 차에 토션빔과 멀티링크를 똑같이 세팅하면, 당연히 멀티링크가 더 좋을 수 밖에 없다. 토션빔의 세팅이 아무리 잘되어 있다고 해도, 기존보다 좋아졌다는 뜻이지, 멀티링크보다 더 낫다고 할 수는 없지 않느냐”라는 주장도 힘을 얻고 있다. 

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건식과 습식 클러치의 차이

클러치가 개입 할때 클러치 마찰 판에 오일이 쓰이면 습식, 쓰이지 않으면 건식.

건식 클러치는 마찰 판이 수동 미션과 유사합니다. 오래 사용할 수록 판의 마찰 경계가 얇아지게 됩니다.

습식 클러치는 마찰 표면에 오일을 흘려 촉촉하게 유지합니다.

건식 듀얼클러치의 장점 ( = 습식 듀얼클러치의 단점)

- 미션의 무게가 가볍고 작다: 습식에 비해 가볍게, 작게 만들 수 있습니다.

- 미션 오일 관련 트러블이 적다: 습식은 오일을 사용하므로 오일관련 트러블이 발생할 수 있지만, 건식은 클러치 관련 작동/구동계에 오일을 사용하지 않아 (상대적으로) 트러블이 적은 구조입니다.

- 미션 오일 교환 불필요: 건식도 미션 오일이 사용되기는 하나 클러치 쪽이 아닌 다른 부위에서만 윤활 목적으로 소량 사용되며, 고장을 제외하고는 오일 교환이 필요없거나 아니면 교체 주기가 매우 깁니다.

- 습식에 비해 연비가 더 좋다: 습식은 듀얼클러치 미션의 부품이 더 많은데다가 건식에 없는 구성품들이 추가적인 자원을 소모합니다. (미션 오일 펌프, 쿨러를 작동시키기 위해 엔진 파워를 소모합니다)

건식 듀얼클러치의 단점 ( = 습식 듀얼클러치의 장점)

- 허용 토크가 낮고 내구성에 취약하다: 건식 듀얼클러치는 마찰판 표면의 마찰열로 인한 고열을 견디는데에 한계가 있으며, 급격한 고출력 토크에 대응하는데 있어 내구성 및 의도치 않은 클러치 슬립, 파손에 취약합니다. (반면 습식은 오일로 인해 마찰표면의 냉각 효과가 크고, 오일의 윤활 특성상 순간적인 충격이나 파손상황에 완충 및 보호작용을 가집니다.)

- 차량의 성능 튜닝 제한: 허용 토크가 낮기 때문에 차량의 성능 튜닝시 내구성 장벽이 있습니다. (건식 클러치 미션 스펙상의 허용 토크를 초과하는 경우)

- 주행질감이 나쁘다: (원리상) 습식에 비해 주행질감이 나쁩니다. (다만 이건은 기본 원리상 그렇다는 것이고 극복이 가능할 수 있음에 유의) 또한 클러치 마모로 인해 주행질감이 때때로 변화하는 폭이 습식에 비해 큽니다.

- (메이커 입장에서) 복잡한 미션 제어 로직을 요구한다: 건식 클러치는 클러치 개입 작업에 있어 습식보다 훨씬 미세하고 민감하며 복잡한 컨트롤이 요구됩니다. 로직이 모든 상황에서 일정 수준 이상으로 커버될 수 없거나 오작동을 하면 운전자는 불편함을 호소하게 됩니다.

가장 이상적인 듀얼 클러치는?

듀얼 클러치의 본래의 목적 중 하나인 출력 손실 감소, 연비 향상에 타켓을 둔다면 건식 클러치가 더 진보한 방식입니다.( -> 이라고 사람들이 정의를 하고 있습니다.)

하지만 위에서 언급했듯이 건식 듀얼클러치에는 단점도 있기 때문에 건식 듀얼 클러치가 현재로써는 무조건 만능일 수 없습니다. 그러므로 건식 클러치가 가진 단점이 해결되지 않는 한, 건식 클러치가 최고라는 주장은 잘못되었다고 보아야 합니다.

현재, 습식 방식이 건식 보다 많다

사실, 현재까지 시장에 나온 듀얼클러치 미션 차량들은 차종 수로 통계를 내면 건식보다 습식이 더 많습니다. 이유는 

- 첫째, 듀얼클러치의 대중화 물결의 초창기 적용 차량들은 그 차량의 목적이 친환경 고연비가 아닌, 차량 성능을 강조하는 모델들이 대부분 이었기 때문입니다. 따라서 높은 토크에 대응이 가능한 습식 클러치만 적용이 가능했습니다.

- 둘째, 지금은 건식 듀얼클러치 차량을 어렵지 않게 볼 수 있지만,  몇년 전까지만 하더라도 건식은 완성도를 높여 시장에 내보내야 했기에 개발 지연이 많아서 경제성을 노린 차량 모델들에 탑재될 기회가 없었습니다.

- 셋째, 건식 클러치를 탑재할 수 있지만 여전히 유압미션에 비해 높은 비용 때문에 실제 접목률이 예상치 보다 낮았습니다. (고성능 추구 차량들의 경우, 비용에 크게 얽매일 필요가 없으므로 습식을 채용할 수 있었습니다.) 이제는 비용도 좋아져 접목을 많이 시키고 있습니다만, 또 상당수는 디젤엔진에 아예 습식을 올려 연비 극대화를 취하는 모습니다. (대표적으로 폭스바겐 그룹, 2.0 디젤엔진 + 습식 듀얼클러치)

건식 클러치 채용중인 최근의 대표 브랜드

현재 건식 듀얼클러치 차량들이 많이 늘어나고 있습니다. 여러 메이커에서 소형~준중형(A~C세그먼트) 모델에 건식을 채용하고 있습니다. 이중 가장 눈에 띄는 메이커는 르노입니다. 르노는 최대한 빠르게 유압미션을 완전히 없애버리는 것을 목표로 하고 있습니다. 친환경 고연비 경쟁에서 선두를 차지하기 위해 노력중입니다. 그래서 근래의 차량 중 가솔린 A~C세그먼트에서는 유압 미션을 아예 찾아볼 수 없습니다. (르노의 듀얼클러치 미션 명칭: EdC (Efficient Dual Clutch). 독일 게트락에서 전량 라이센스 협약, 르노 커스터마이즈로 공급받는 미션.)

듀얼클러치를 논함에 있어 폭스바겐을 빼 놓을 수 없습니다. 폭스바겐은 습식에 이어 건식도 채용했으며 이를 토크가 낮은 친환경 타켓 파워트레인에 접목하고 있습니다. 하지만 폭스바겐은 건식의 비율이 차종/차량 수 모두 습식 비중이 높습니다. (폭스바겐 그룹의 듀얼클러치 명칭: DSG (Direct Shift Gearbox). 독일 보그워너사와 협약하여 듀얼클러치 부속품을 받아 독자 개발한 미션.)

유럽에서는 위 두 브랜드가 압도적인 건식 클러치 차량 분포를 보입니다. 미국의 경우, 포드가 A~C세그먼트에 건식 듀얼클러치 채택을 활성화 하고 있습니다.

건식 차량 보급화 후, 건식에 대한 시장의 불만

건식 듀얼클러치 차량들이 어느정도 늘어나게 되자, 건식의 문제점들이 실제로 표출되기 시작했습니다. 가장 확실한 증거로, 건식 클러치 탑재 차량들의 미션계통 리콜이 잦았다는 것입니다. 차 소유주 들도 미션에 대한 불만이 높은 것으로 보입니다. AS사례가 높았습니다. 메이커에서는 미션에 대해 수리를 하거나 ECU/TCU 프로그램 개선을 통해 문제점을 해결하려 노력하고 있습니다. 많이 개선되었지만 이는 차량 메이커와 미션 제조/공급업체에 많은 의문을 주게 되었습니다.(그렇다고 합니다) "이런 트러블을 감수할 정도로 건식이 메리트가 과연 있는가?" 하는 것입니다. 유명한 차량 전문가들도 이런 의문을 제기하는 상황이라고 하네요.

세계 1위 듀얼클러치 미션 제조사, 게트락의 행보

이런 상황에서, 게트락이 최근에 다소 놀라운 발표를 했습니다. 자사 최신 로드맵을 공개하면서, 앞으로는 개선된 습식에 주력하겠다고 밝힌 것입니다.

글을 길게 쓰는것이 너무어려워 간단히 축약하면, 게트락 측에서는 건식 듀얼클러치를 기술상 정점까지 끌어올리는 것이 너무나도 어렵고 복잡하며 자사 제품의 특성인 폭넓은 메이커/차량 접목 호환성까지 고려해 봤을때, 건식을 발전시키는 것 보단 차라리 습식의 단점을 보완하는 쪽으로 개발 노선을 선회시켰다고 합니다. 그리고 그 첫번째 개선된 습식 모델을 선보였습니다.

게트락의 신형 습식 듀얼 클러치 미션 7DCT300

습식임에도 불구하고 기존 모델인 6단 건식보다 오히려 4% 연비증가

대응토크: ~ 300nm(약 30kg.m)

악셀 오프시 중립 주행 기능을 TCU단에서 지원

다양한 유동식 클러치 액션 지원?

부드럽고 더 빠른 가속

부드러운 크리핑

차량의 스톱-스타트 기능과 더 잘 연계되도록 설계

초기관성 70%감소

열 용량 300%증가

최대 입력 회전속(RPM) 7000 -> 7500rpm 으로 증가

기어수 6 -> 7단 증가

인텔리전트 기어비 스팬 7.2 -> 8.5로 증가

저점도 오일 사용

71 -> 65kg(기름없을 시) 경량화

오일쿨링

사용오일량: 4리터

발진성능향상

저속주행 개선

(이상, PPT자료에 적힌 내용을 정리해 보았습니다)

습식임에도 오히려 기존 건식보다 4%개선된 연비가 고무적입니다. 하지만 역시 전통적?인 습식과는 다르게 연비향상에 타켓을 맞춘 습건식 보완형 모델인지라 최대 허용토크는 30kg.m으로 제한되었습니다. 그래서인지 들어가는 오일량도 기존 습식 미션들의 용량인 6-9L가 아니라 4리터 밖에 되지 않네요. 허용토크 제한을 제외하면 상당수 부분에서 건식의 단점이 커버되었음을 알 수 있습니다.

이 미션은 올해 중순~내년 초에 상용차량에 탑재될 예정이라고 합니다. 아마 르노차량이 첫 번째가 될 것 같다고 합니다.

건식보다 효율 좋은 습식 클러치 등장의 의의

제 개인적으로는 듀얼클러치 발전 방향에 큰 이정표가 될 수도 있겠다고 생각됩니다. 타사에서도 습식을 기반으로 한 고효율 듀얼클러치를 개발할 수 있으리라 기대해 봅니다. 해외 칼럼같은 것들을 대충 봐도 상당히 비중 있게 보는 듯 합니다.

하지만, 당분간은 기존의 건식 클러치도 건재하리라 생각합니다. 건식클러치는 소형 세그먼트에게 있어서는 단점보다 장점이 훨씬 크기 때문에 인기는 여전할 것 같습니다.

현대가 이번에 7단 건식 듀얼클러치를 상용화하여 갓 내놓았는데 게트락의 이런 행보는 현대 입장에서 그리 기분 좋은 일은 아닐 것 같습니다. (독자개발로 만들어서 이제 막 내놓았는데!) 하지만 게트락의 이 미션은 나와 봐야 아는 것입니다. 성공한다면, 타 업체에서도 습식으로 선회 하도록 할 수 있을 것입니다.

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위의 두개글 모두 퍼온글입니다.

차의 승차감은 위에서 언급했듯이 타이어, 서스, 시트 등 많은 요인이 복합 결합으로 작용합니다.

하지만 꿀렁거림은 듀얼클러치의 특성이 좀더..

승차감은 토션빔의 특성이 좀더..

많은 비중을 차지합니다.

몇몇 글에서 토션빔을 쓰니까 차가 꿀렁거린다느니 승차감 구려터지고 방지턱 넘을때 클러치가 그지같다느니...

물론 틀린말은 아닐껍니다. 어느 하나만의 문제는 아니니깐요..

하지만 무슨 차이인지 무엇에 영향을 받는지 정확히 구분하고 알면

슴식이 운전습관에 도움이 되고 승차감에 좀더 효율적으로 운행할수 있지 않을까 위의 정보를 공유해 봅니다.

[충북/초록빛늑대]

아마 슴식이에게 후륜멀티 링크 채용햇다면
국내시장 중형차 시장 평정하다 시피 햇을겁니다 저라면 일이백 더 지불해도 슴식이 100%로 선택합니다 그리고건식 dct미션은 일정기간 지나면 클러치
판 교환해야 하는걸로 알고 있읍니다 그비용이
장난 아니라는거ㅜㅜ

[용인/소망6]

슴식이 게트락의 습식 7단 듀얼클러치로 알고있는데요..?

[충북/초록빛늑대]

아 슴식이 말구요 현기차 ㅎㅎㅎ

[서울/소나무 아래]

좋은 정보 감솨~~~

[전남/뺑달곰]

잘봤네요

[인천/donum]

나와 다른 의견은 틀린 ~ 그래서 몰아내고, 없애야 하는 것이 아니라
이처럼 그와 다른 의견을 제시하고, 무엇이 어떻게 다른지를 설명함으로써 상호 보완과 발전을 이룰 수 있군요 ~ 감사 ~ ^^;

[서울/vince]

좋은 정보 감사합니다. ㅎㅎ

[충북/초록빛늑대]

키보드워리어들이 카더라는 이야기를 많이 퍼트리죠 6천키로 운행해본 느낌이 특정조건에서는 멀티링크보다 조금 떨어집니다 일상영역에서는 차이를 거의 못느끼고 어떨때는 꽤놔 고급진 승차감 마져 줍니다 그리고 dct미션도
적응하고나니 꽤 재미 있네요 변속될때 느낌이 저한테는 상당히 즐겁습니다 미적거리지
않고 착착 다음기어로 넘어가는 느낌이 상당히
맘에드네요

[익산/1004]

좋은 정보 잘보고 갑니다~~^^

[경기/리엘라엘]

클러치

[수원 이성원]

좋은정보 감사합니다

[부산/Mr kim]

정보 감사합니다.

[시흥/정상에서]

잘봤습니다

[곤지암/원추리]

정보 감사합니다

[울산/소나기]

잘봤습니다.

[안동가을사랑]

잘보고갑니다.

[전주/ 김태완]

좋은정보 잘보고 가네요^^

[JunYoo]

정보 감사합니다.