CVT
Continuously Variable Transmission, 무단변속기=연속 가변 변속기[1]
1. 개요
자동변속기의 일종. 교통수단에 사용되는 기어비를 자동으로 바꾸어주는 변속기며, 단수가 없다는 특징이 있다. 혹은 1단, 2단, 3단 같은 단계식이 아니라 단이 연속적으로 있어서 흔히 '''무단 변속기'''라고 부른다.
1950년대 네덜란드의 DAF가 처음으로 승용차량용 CVT를 시판한 것을 시작으로 자동차를 비롯해 스쿠터에도 탑재된다. 심지어 탱크(!)에도 탑재되고 있다. '''스쿠터'''에서는 저배기량에서 650cc의 고배기량(BMW C650, 스즈키 버그만 650 등)까지 폭넓게 탑재되어 사실상 표준 장비로 자리잡았다.
2. 구분
2.1. 밸트 및 체인타입
가장 일반적인 실용 CVT이다. 구동수단은 고무밸트(저출력 저배기량 스쿠터), 금속밸트, 금속체인으로 나뉜다.
닛산의 엑스트로닉 CVT와 그 원리를 보여주는 광고 영상
2.2. 토로이드 타입
디퍼렌셜 기어에서 이빨을 밀어내고 두개의 유성기어를 가변시킨다고 생각하면 된다.
1999년 닛산이 세드릭 및 형제차인 글로리아에 적용한 적이 있으나[2], 수리비 등 여러 문제로 실패작 취급받았고 2005년 이후로 적용되지 않았다.[3] 그 후 2018년 12월 닛산이 고출력 후륜구동 차량에 적용할 수 있는 토로이드 타입 CVT 개발에 성공했다고 밝혔다.
2.3. 마찰 콘 타입
이것도 실제 차량용은 아니고 이론으로만 존재하며 이런게 있다 수준으로 생각하면 된다.
2.4. 유압식
트랙터나 각종 중장비에 주로 이용되는 방식.
체인/벨트와 풀리의 마찰에 의존하지 않고 유압펌프와 모터를 이용해 동력분배를 한다. 특성상 유압을 이용하기에 높은 토크를 견뎌낼 수 있는것은 장점이나 구조상 생산단가가 높고 세심한 정비가 필요한데다가 변속비가 제한적이고 빠른 변속이 힘든것이 단점.
3. 장점
기어를 직접 바꿔주기 위해 동력을 끊거나 붙이지 않으므로, '''변속 충격[4]이 없다.''' 당연히 클러치 기구와 각 단 기어열이 없으니 구조가 단순하여 '''고장이 적으며''', 풀리 지름만 조절하면 넓은 기어비 범위를 구현할 수 있어서 '''연비도 좋다.'''[5] 특히 크기가 작아서 패키징에 유리한데, 기존 자동변속기의 기어비 범위를 넓히기 위해 다단화할 경우 그만큼 변속기가 길어지기 때문에 특히 소형차에는 적용하기 어렵다. 반면 CVT는 단순한 구조로 공간을 작게 차지하므로 소형차량의 연비 경쟁력을 높이는데는 제격이다. 자동으로 변속되면서 연비는 수동변속기급이니, 양자의 장점을 모두 가졌다고도 할 수 있다.
3.1. 오해
CVT를 장착한 차량의 연비가 좋은 이유가 CVT 변속기의 효율이 좋아서라고 생각하는 경우가 많지만 사실 CVT가 아니여도 이미 자동변속기의 효율은 연비에 큰 영향을 주지 않을 정도로 충분히 좋은 편이며, 오히려 CVT의 효율이 더 나쁜 편이다. 처음 등장했던 때부터 거의 100% 근처에서 노는 수동변속기와 DCT, 과거에는 효율이 좋지 않았지만 기술의 발전에 힘입어 90% 중반대까지 치고 올라간 기존의 다단 자동변속기에 비해, CVT의 동력전달효율은 80% 대를 겨우 넘는 수준이다. 이렇게 효율이 나쁜 이유는 벨트와 풀리의 슬립을 방지하기 위해서 풀리를 유압으로 눌러 벨트를 꽉 물어주는데, 이로 인해 유압펌프에 소요되는 동력이 상당하기 때문이다. CVT에서 벨트 슬립이 종종 일어날 거라는 통념과 달리 실제로는 이런 식으로 슬립을 절대 허용하지 않는다.[6]
이렇게 변속기 효율이 나쁜데도 어떻게 연비가 좋게 나오냐 하면 CVT를 사용함으로서 엔진을 최적효율이 발생하는 조건에 좀 더 근접하게 맞출 수 있기 때문이다. 예를 들어, 어떤 주행 조건에서 최적효율은 1700RPM에서 나온다고 하자. 기존 다단식 변속기는 이 속도에서 1700RPM으로 정확하게는 맞추지 못하고 1500RPM 또는 2000RPM으로 엔진을 돌려야 하는 타이밍이 생길 수 밖에 없는 반면, CVT는 1700RPM으로 정확히 맞출 수 있다. 덕분에 변속기에서 까먹는 효율 이상을 엔진에서 내기 때문에 전체적인 효율은 좋아지게 된다. 변속기 동력전달효율이 95%라도 엔진 효율이 20%면 전체 효율은 19%가 된다. 반면 변속기 동력전달효율이 80%라도 엔진을 효율 25%대 영역에서 작동시킬수 있다면 전체 효율은 20%가 되니까 오히려 효율이 높아지는 것이다.
대신 CVT 차량은 운전습관과 동작조건에 더 영향을 많이 받는 편이다. CVT가 적정효율을 맞출 시간이 없을 정도로 과격하게 운전하거나 엔진이 최적속도 이상으로 갈 만큼 고속주행을 하게 되면 믿었던 엔진 효율까지 엇나가기 때문에 기대한만큼의 연비가 안 나올 수도 있다. CVT라고 해서 언제나 연비가 잘 나오는 것은 아니므로 80km 정도의 정속 주행은 꼭 하도록 하자.
4. 문제점
개발 시점이 1950년대임에 비해 상용화가 매우 느린 편이다. 이론적으로 충분한 가능성을 가지지만 높은 유압을 필요로 하여 실제로는 효율이 떨어지기 때문이다.
4.1. 내구성 문제
효율성 문제보다 훨씬 심각한 것은 내구성 문제다. 효율이 좋지 않더라도 고장 없이만 작동한다면 CVT가 우리나라에서 이렇게 이슈가 되고 불신의 대상이 되지는 않았을 것이다. 현재까지 CVT가 장착된 국산차는 차종을 막론하고 대부분 CVT 내구성으로 인한 잔고장 문제에 시달렸다. 마티즈가 특히 임팩트가 크긴 하지만, 마티즈 말고도 CVT를 장착하고 미션 이슈가 없었던 차종은 없었다고 해도 과언이 아니다. 다만 정도의 차이가 있을 뿐.
4.1.1. GM대우
뭐니뭐니해도 대한민국에서는 1세대 마티즈 CVT의 리콜 사태가 발생하여 CVT 이미지가 나락에 떨어졌다. 2016년 현재에도 차량 교환 프로그램을 운영할 정도로 한국GM 희대의 사건이다.
이 사건의 원인은 제원상 중량에 미달된 CVT를 장착한 탓이 크다. 사용된 아이치기기공업의 CVT는 당시 가장 진보한 제품이었다. 그러나, 이는 660cc의 일본 경차용으로 개발되었던 것인데, 이를 800cc 엔진의 마티즈에 탑재하면서 문제가 발생하였다. 변속기 한계보다 더 큰 엔진을 장착함에 따라, 변속기가 견딜 수 있는 한도보다 더 세서 벨트가 미끄러워지고, 심지어는 파손될 수 있기 때문이다. 결론적으로 몇몇 원인으로 인해 고무벨트뿐만 아니라 파우더 클러치에서도 문제가 발생하였다. 이는 이후 GM에서 CVT 미션을 탑재한 차량을 개발하는데 큰 걸림돌이 되었다.
특히 마티즈에 사용된 CVT에 적용된 파우더 클러치는 클러치에 금속 입자를 넣어서 자성을 걸면 잠기고, 자성을 제거하면 풀리는 진보적인 기술이었다. 문제는 이 계통에서도 들어가는 엔진 출력이 설계보다 너무 강해서(...) 가장 자주 고장나는 부품이 되었다.마티즈 오너들은 파우더란 말만 들어도 자다가도 깬다는 얘기가 있을 정도.
CVT 결함으로 인해 2010년 7월 인천국제공항으로 가는 시외버스가 인천대교(고속도로)에서 마티즈가 길 한가운데 갑자기 멈추면서 버스가 마티즈를 피하다 10m 아래 콘크리트 바닥에 추락하는 교통사고가 발생, 버스 승객 12명이 죽거나 크게 다친 사고가 있었다. 이 사건으로 CVT의 내구성 문제가 다시 한 번 도마에 오르기도 했다. 결국 마티즈는 2세대(올 뉴 마티즈)를 내놓았을 때 4단 자동변속기로 전면 교체해 버렸고, 스파크 S가 나오기 전까지 CVT를 적용하지 않았다. 자세한 내용은 GM대우 마티즈 참고.
4.1.2. 현대, 기아
현기차의 경우 2000년 9월 말경부터 EF쏘나타, 옵티마 일부 트림에 장착된 CVT의 재앙에 가까운 품질로 충격을 주었다. 당시 내구성에서 좋은 평가를 받지 못했던 현대파워텍 4단 자동변속기보다 내구성이 훨씬 떨어졌다. 연비 개선 효과도 크지 않아 판매량이 매우 적었는데, 때문에 많이 팔리지 않은 것이 현기차로서는 참으로 다행한 일이었다. 내구성 문제가 발생하자 현기차에서 출시 수개월 만에 과감하게 단종시켜 파장은 크지 않았다.
이후 수년이 지나자 현기차는 베르나, 뉴프라이드, 아반떼, 포르테 등 소형 및 준중형 하이브리드 차량에 줄기차게 CVT를 장착했는데, 판매량이 많지 않아서 망정이지 역시 흑역사가 되었다.
2017년는 K3에 CVT가 장착되었는데, 기아차의 선전에도 불구하고 내구성에 의심을 품고 바라보고 있는 사람이 적지 않다.
4.1.3. 르노삼성
한때 내구성으로 유명했던 르노삼성조차도 2010년대 이후 생산된 2세대 SM3, 3세대 SM5에 장착한 CVT 내구성에 대한 문제가 제기되었다. 일부 차량들의 미션이 몇년이 지나자 교체 판정을 받는 사례가 드물게 나오고 있다. 그나마 르노삼성의 CVT는 10만 킬로 이상은 기본적으로 벼텨줬고 20만 킬로가 넘도록 별 문제 없이 타는 사람들도 꽤 있기 때문에 GM이나 현기차의 CVT에 비해서는 양호한 편이며, 결함이라고 말하기에도 참 애매하다고 말하는 사람들도 있다. 하지만 2000년대도 아니고 2010년 이후에 나온 미션이 그보다 이전 세대에 나온 현기차나 GM의 미션보다 조금 낫다는 이유로 결함이 아니라고 말하는 것도 참으로 옹색한 변명이 아닐 수 없다. SK엔카 사이트는 분명히 결함이라고 명시되어 있다.
이 CVT 미션으로 인해, 이전까지 잔고장이 없었던 것으로 유명했던 르노삼성의 이미지에 타격을 입게 되었다. 현기차가 하이브리드라는 실험적인 트림에 CVT를 장착하여 파장이 크지 않았던 것과 달리 르노삼성은 대표 모델에 CVT를 장착하는 바람에 이미지를 크게 구기게 되었다.
내구성 뿐만 아니라 르노삼성 차들은 경쟁 차량 대비 힘이 부족하다는 이미지는 심어준 계기 역시 CVT 변속기가 어느정도 영향을 끼쳤다.
4.2. 편견과 해명
마티즈가 CVT에 대한 이미지를 바닥으로 떨어뜨렸다. 이로 인해 CVT의 특성에 대한 오해가 커졌고 고장이 많다거나 주행력이 나쁘다는 이미지가 박혀버렸다. 마티즈 사건으로 인해 우리나라에서는 이미지가 좋지 않지만 해외에서는 평가가 좋은 편이다.[7] 잦은 고장은 마티즈에 한정된 문제고 CVT를 적극 채용하는 르노삼성 및 그 외 요즘 차량에서는 미션 문제가 없다.
일반적으로 알려진 CVT의 문제점은 보편적이라 보기 어렵다. 대한민국의 르노삼성자동차에서 가장 많이 쓰이는 '''닛산 자트코 엑스트로닉 CVT'''의 특징이 보편적인 문제점이라 인식되기 때문이다.
CVT가 힘이 달린다는 말이 나오는 이유는 이렇다. CVT는 자동변속기가 RPM 가속과 변속을 반복하는 것과 달리 RPM이 고정된 채 차량의 가속도를 판단해서 변속비를 높이거나 낮추는데 먼저 차량의 가속도를 오판해서 감속하고 있다고 판단할 경우 변속비를 높이면서(=저단으로 변속하면서) 일종의 엔진브레이크를 걸어버린다(...). 이럴 때는 밟아도 CVT의 TCU가 가속상황이라고 판단하지 않는 이상 변속비를 낮추지 않다보니 소위 말하는 "뒤에서 잡아당기는 듯한 느낌"이 생기는 것이다.
자동변속기는 보통 가속에 들어갈 경우에도 RPM이 높아졌다 내려갔다를 반복하면서 마력과 토크가 오르락 내리락한다. 그와는 달리 CVT는 일정하게 낮은 RPM을 유지하다 보니[8] RPM이 낮은 만큼 낮은 엔진 출력(마력과 토크)을 낸다. 특히 자트코 CVT를 쓰는 닛산이나 르노삼성 차량의 경우 넓은 락업 클러치 적용범위로 인해 토크컨버터의 개입이 거의 이뤄지지 않으면서 토크 컨버터에서 생긴 토크 증대 효과가 없어진다. 안 그래도 적은 RPM 으로 줄어든 엔진출력이 더 떨어지게 되는 것.
더 큰 문제는 이런 감속 오판 현상과 낮은 RPM 등이 '''어지간히 가속페달을 밟지 않는 한''' 오르막에서도 작동한다는 점이다(...).
이런 상황을 해결하기 위해서는 급경사가 아닌 경우 가속 페달을 더 깊게 밟으며 킥다운[9]시키면 엔진 RPM이 오르며 변속비가 상승해서 출력이 올라간다. 급경사에서는 수동모드를 사용해서 RPM 고정을 해제[10]하고 고 RPM으로 가속시킬 수밖에 없다. 르노삼성은 이런 문제를 잘 알 수밖에 없다보니 매뉴얼에다가 아예 '''언덕에서 밀리면 가속 페달을 깊게 밟아서 킥다운을 하거나 수동모드로 하라'''고 권장한다(...).
한편 SM5 LPG차량이나 잠깐 팔린 EF쏘나타CVT/아반떼 하이브리드나 기아 옵티마/포르테 하이브리드의 경우 상당히 정교한 TCU세팅으로 낮은 속도에서 RPM이 지속적으로 변화하고 CVT의 변속비가 괜찮다고 생각되는 지점까지는 RPM이 유지 된다고 하며 때문에 일반적인 자동변속기보다 확실히 힘이 좋다는 평을 듣는다. 이는 오리지널 닛산차도 마찬가지.
SM3/5 가솔린 모델의 CVT 차량은 경쟁사대비 상대적으로 열악한 파워트레인의 수치적으로 떨어지는 부분들을 연비로나마 메꾸려 노력한 세팅이라는 평이 많다.
여러 곳에 "CVT가 힘이 딸리는 이유는 저속에서도 적극 개입하는 락업클러치 때문"이라는 내용이 널리 퍼져있었다. 정확히는 '''넓은 락업클러치 작동범위가 원인이 아니라 CVT 특유의 저회전 고정 특성 때문'''이라 보는 게 옳다.
락업 클러치[11]에 대해 닛산의 CVT 브로슈어에서 '''발진 후 일정 속도를 지나면 악셀을 얼마나 밟건 속도가 어떻 건 락업 클러치가 무조건 개입한다'''는 사실이 확인됐다.(브로슈어 6페이지 참고)
휠 마력을 측정하는 다이노 측정을 하면 CVT 미션을 단 자동차들은 무려 35%에 달하는 손실률을 보인다. 이는 르노삼성뿐만이 아닌 닛산 자동차에도 나타나는 일이다. 이것과 위의 락업클러치의 조화로 심장병이 걸렸다는 말이 많다. 이에 대한 반박으로 닛산 알티마의 제로백을 근거로 내세운다. 논란은 많지만, 일반적인 다이나모에서 CVT의 휠마력을 제대로 측정하지 못한다는 의견이 많다. 닛산 알티마 3.5버전 역시 휠 마력이 엔진 출력의 35%에 다다르는 손실률을 보이는데 정작 2012년 모터트랜드에서 행한 제로백 테스트에서는 동급차들 중 1위인 5.7초를 기록했다는 것. 엔진 출력이 비슷한 차종들을 대상으로 비교했는데 35%에 달하는 이해가 불가능할 정도의 미션 손실률을 가지고 저 정도 기록을 낼 수가 있냐는 것이다.
다만 이것은 다이노가 출력을 측정하는 방법때문에 크게 오차가 생기는 것인데 일반적인 다이노 미터들은 기어비가 1:1인 상태에서의 기어단수[12]에서 측정을 하게 되므로 수동모드에서 특정단수로 고정한 뒤 저회전부터 최고회전까지 가속해서 바퀴출력을 측정하게 된다. 때문에 측정중에 기어비 혹은 기어단수가 중간에 절대 바뀌어서는 안되는데 문제는 자동변속기나 수동변속기는 구조상 변속을 하지 않으면 기어비가 물리적으로 절대 변할 수가 없으나 엔진브레이크 사용 내지는 스포츠 드라이빙시에 높은 회전수 유지에 그 목적이 있는 CVT의 수동모드는 특정단수라고 계기판이 표기를 해도 엔진과 변속기 보호를 위해서 TCU의 판단에 따라 중간중간 조금씩 기어비(엄밀히 말하면 감속비율)을 계속 바꾸기 때문에 정확한 휠출력 측정이 불가한 것이다.
SM5 이외에도 잠깐 CVT가 장착되어 판매된 EF쏘나타나 옵티마의 경우 변속기 내구성이 워낙 시망 이라 그렇지 실제 달리기 성능은 4단 자동변속기 모델은 물론 5단 수동변속기 모델도 드래그를 빼고 롤링이나 최고속에서 CVT가 완전히 관광태워 보내버릴정도로 실제 CVT의 가속성능은 엔진의 출력대비 매우 높은 수준이다. 이는 생각을 조금만 해보면 이해가 쉬운데 CVT는 풀 가속시 엔진의 최고출력이 나오는 회전수에 딱 고정되어 있어서 엔진의 최대성능을 지속적으로 끌어다가 그 엔진의 동력을 오롯이 바퀴에 전달할수 있지만 자동변속기는 물론이요, 그 동력손실이 없다는 수동변속기 조차도 일단 변속을 하는 순간 엔진의 최고출력 회전수와는 바로 멀어지게 되고 그 최고 출력이 나오는 회전대까지 올라가는 시간을 기다려야만 한다. 기다린다 한들 바로 또 멀어져야 하는게 엔진의 운명이기도 하고. 즉, 엔진의 출력값 자체가 변하기 때문에 CVT를 이길 수가 없다.
그 이외에도 변속충격은 물론이거니와 엑셀 개도량을 변화시킬때의 순간적인 충격 역시 거의 존재하지 않고 시각적으로 보이는 엔진의 회전수 변동역시 잘 없는것도 모자라서 엔진의 회전수가 일정한지라 엔진 소리역시 변화가 없어 역시 청각적인 체감까지도 아무것도 없기때문에 실제 가속성능대비 체감가속력이 암울할정도로 떨어진다.
5. 자동차 적용 현황
대한민국에서는 GM대우 마티즈, 현대 EF 쏘나타[13],현대 아반떼 LPG 하이브리드, 기아 옵티마에 탑재된 적이 있고 현재는 르노삼성자동차의 SM3, SM5, QM5 2.0 가솔린, SM6 LPG, QM6, 현대 엑센트 카파 1.4, 기아 레이 터보, 기아 K3, 쉐보레 스파크에 탑재되며, 외국에서는 미쓰비시, 닛산, 토요타(렉서스 포함), 링컨 MKZ (하이브리드 기종만 해당)등에서 탑재하고 있다. 특히 하이브리드를 많이 개발 및 생산하는 일본 메이커의 탑재 비율이 점점 증가하는 추세다.
5.1. 현대, 기아
과거 EF쏘나타, 옵티마에 이어 베르나 하이브리드, 프라이드 하이브리드, 아반떼 하이브리드, 포르테 하이브리드에 CVT가 적용된 바 있는데, 모두 결함의 원인이 되었고, 마티즈와 더불어 국내 CVT의 흑역사를 장식했다. 2010년대 이후에는 모닝 에코플러스와 레이 터보에 장착되었으나 2018년 풀체인지 때 모두 제거되었다. 2018년 출시된 2세대 K3에 CVT가 장착되어 있다.
2000년 하반기에 출시된 쏘나타와 옵티마 일부 트림에 CVT가 장착되었는데, 충격적인 내구성 문제를 노출했다. 현대는 CVT 모델이 출시된지 반년이 안돼서 서둘러 단종시켰고 때문에 실제 판매대수는 얼마되지 않았다.
이후 2000년대 후반 베르나 하이브리드, 프라이드 하이브리드에 적용되었는데 역시 결함을 노출했다. 이들 차종은 정부에만 납품되었고 일반에는 판매되지 않았기 때문에 크게 이슈가 되지는 않았고, 국민의 세금만 낭비하는 선에서 조용히 묻혔다.
이후 무슨 자신감에서인지 현기차는 아반떼 하이브리드, 포르테 하이브리드에 줄줄이 CVT 미션을 적용했는데, 환상적인 연비를 자랑했음에도 불구하고 미션 결함으로 인해 저조한 판매율을 보이며 조기 단종되었다. 현기차는 보증기간에 관계없이 미션 1회 무상교환을 실시했지만 교환 후에도 다시 재발하였기 때문에 역부족이었다. 2010년대에 나온 아반떼와 포르테 하이브리드의 미션 결함은 마티즈로 인해 불신이 깊어진 CVT의 이미지를 더욱 나락으로 떨어뜨렸다. 아반떼, 포르테 하이브리드의 경우 LPG 하이브리드기 때문에 연비는 정말 경이적인 수준이며, 일반 가솔린 차량의 반값 남짓에 불과한 연료비를 자랑하고 있다. 때문에 2~3년에 한번씩 미션을 통으로 갈더라도 연료비에서 그 이상으로 남길 수 있다는 계산으로 미션 결함에도 불구하고 중고차로 이 차를 선택하는 수요도 여전히 있다.
이후 모닝(TA)과 레이 트림 중에서 에코플러스 및 터보 트림에만 제한적으로 CVT가 장착되었는데, 판매량이 적어서인지 크게 이슈가 되지는 않았다. 거의 팔리지 않은 에코플러스와 비해 어느 정도 팔린 레이 터보에서는 CVT 고장 문제가 제기되기도 했으나 역시 판매량이 많지 않아서인지 크게 알려지지는 않았다. 그래도 이전처럼 대다수의 차량에서 고질적으로 나타나는 문제는 아닌 듯 하다.
2018년 2월 풀체인지된 2세대 K3에 최초로 IVT라는 이름을 붙인 CVT가 장착되었으며, 연이어 현대 아반떼 AD 페이스리프트와 현대 베뉴에 1.6L 스마트스트림 엔진 + IVT가 장착되었다. 변속 느낌은 CVT임에도 이질감이 적고, 자트코 최신 Xtronic CVT의 D-step처럼 자동변속기같은 변속 감각을 제공해 호평받고 있다. 일반적으로 신규 파워트레인을 도입할 경우 초기 결함이 발생하고 이를 바로 잡는 과정이 있었지만 2019년 말까지 아무 문제 없이 굴러가고 있다. 다만 아직 출시된지 얼마되지 않았기 때문에 더 두고 봐야한다며 경계의 눈초리로 바로보는 이들이 적지 않다.
2020년 4월에 출시된 올 뉴 아반떼에도 인스피레이션 트림 및 하위트림 옵션으로 무단 변속기가 탑재된다.
5.2. 르노삼성
르노삼성자동차는 르노-닛산 얼라이언스로 묶여 있다 보니, CVT를 꽤 많이 사용하고 있다. 내수 라인업의 대부분에 CVT가 포함되어 있다.(게트락제 DCT가 달린 QM3, SM5 1.7리터 가솔린 터보/1.5리터 디젤, SM6 가솔린 제외) 당연히 자트코의 CVT를 사용하고 있어서 SM3와 SM5는 CVT 탑재로 인해 동급 최강의 연비를 보여 준다.
그러나 SM5, SM3 모두 차주들 사이에서 CVT 잔고장이 결함 수준으로 이슈가 되고 있다.
SM6에서는 SM5에서 데여서 그랬는지는 몰라도 ~ LPG에만 CVT8을 탑재하고, 휘발유나 디젤에는 DCT를 탑재했는데, 반응이 괜찮다고 생각했는지 QM6에는 전량 CVT8을 탑재했다.
5.3. 쉐보레
마티즈에 CVT를 달았다가, 대재앙을 일으킨 적이 있다. 후속 차종이라 할 수 있는 스파크 S 및 더 넥스트 스파크에 다시 CVT 가 탑재되어 있는데, 자트코의 신형인 CVT7 (JF015E)가 장착되어 마티즈 같은 문제는 발생하지 않는다. 2019년형 말리부에 1.35L 3기통 터보엔진과 CVT를 조합한 E터보 트림을 신설하여 9초대의 0-100 발진가속도와 최대 14km/L의 연비를 확보하였다.
5.4. 닛산/인피니티
2017년 현재 CVT로 가장 유명한 것은 자트코(Jatco)의 엑스트로닉(Xtronic) CVT다. 그리고, 이 자트코의 모회사가 닛산이기에, 닛산자동차에서는 적극적으로 CVT를 채용한다. 실제로 닛산자동차가 대부분의 라인업에 CVT를 활용하고 있다.
자트코에서 현재 주력으로 생산하고 있는 CVT는 경차 및 소형차, 일부 중형(~2.0L 까지)를 위한 CVT7 모델[14][15]과 중형과 대형을 위한 (2.0L ~ 3.5L)를 위한 CVT8 모델이 있다. 또한, 하이브리드 차량을 위해서 수정한 CVT8 Hybrid 모델도 있다. 큰 배기량의 엔진을 가진 차량에는 높은 토크에 대응하기 위해 아우디처럼 금속벨트 대신 체인을 적용하기도 한다. 이러한 모습은 현대자동차 등 다른 자동차 제작사에서도 채택하였으며, 이를 통해 내구성이 많이 개선되었다. 특히 CVT8은 300마력대의 3.5L 엔진까지 감당이 가능하며, 실제로 닛산 맥시마, 닛산 무라노, 닛산 패스파인더 등이 모두 3.5 가솔린 엔진에 CVT를 탑재하고 출시되었다.
닛산자동차가 대한민국에서 내놓은 모델들 중 7단 자동변속기나 6단 DCT가 달리는 스포츠카 370Z와 GT-R[16]을 제외한 전 라인업에는 자트코에서 만든 CVT가 달리며, 인피니티에는 7인승 크로스오버 SUV이자 닛산 패스파인더의 형제차인 QX60에 CVT가 달린다. 가솔린 하이브리드로 바뀐 무라노 2.5 DOHC 모델에도 예외 없이 CVT가 달린다.
일반적으로 디젤 엔진은 토크가 크기 때문에 CVT를 사용하지 않는 편이지만, 닛산은 디젤 엔진에 CVT를 적용한 차량도 판매한다. 디젤 엔진의 토크를 버틸 수 있다고 생각하기에 사용하는 듯. 예를 들어 닛산 캐시카이 같은 디젤 차량에 CVT를 달고 출시하였다. 한국에서는 캐시카이가 1.6 디젤 엔진만 출시되었지만, 러시아 같은 데서는 2.0 디젤엔진 + 4WD + CVT 구성으로 출시된 적도 있다. 다만, 캐시카이는 디젤게이트에 연루되어 한국에서 판매가 중단되었기에, 한국에서는 디젤 + CVT 조합의 차량은 더이상 구매가 불가능하다.
최근엔 CVT가 고정된 RPM에서 가속하는 특성상 체감상 가속이 떨어진다는 느낌을 받는 것을 보완하기 위해 D-step이란 기술을 적용하여 마치 자동변속기가 변속하는 것같은 느낌을 주어 이질감을 크게 줄였다.
5.5. 토요타
토요타 산하에 아이신이란 이름의 변속기 전문 자회사가 있으며, CVT도 개발하기 때문에 적용하는 경우도 있다. 넣지 않는 모델은 하이에이스나 랜드크루저, 센추리 등 디젤이거나 토크가 센 차들, 혹은 86이나 수프라같은 스포츠카들이다.
흔히 토요타의 하이브리드 자동차에 CVT가 들어간다고 잘못 알려져 있는데 토요타의 하이브리드엔 모터가 기어비를 변화시키며 변속기의 역할을 대신하는 e-CVT라는 시스템이 들어간다. 명칭 때문에 발생한 오류.
Direct Shift-CVT라는 신형 변속기를 발표했는데 출발용 1단 기어가 들어간 독특한 CVT다. 1단 기어는 출발할 때만 쓰이고 저속주행이라도 2단 이상인 경우가 대부분인 것에 착안하여 CVT에도 1단 기어를 넣어 출발할 땐 1단 기어를 이용하고 이후엔 일반적인 CVT처럼 변속하는 변속기다. 출발할 때 걸리는 강한 힘을 1단 기어가 받아주므로 벨트와 풀리는 받는 부하가 줄어들어 변속속도를 높이는 방향으로 개선했다고 한다. 이 변속기는 신형 코롤라에 적용되었다.
5.6. 스바루
처음으로 CVT를 사용한 것은 1987년의 스바루 저스티였으며, 반 도르네(DAF) 제품[17]을 사용했다. 그 외에도 일본 내수용 레거시 5세대 GT에 자사의 Lineartronic CVT를 적용하였다. 256마력의 3.6L 엔진 스펙을 CVT로 감당하기 위해서 내부 체인을 피치가 촘촘한 체인으로 변경하였고, 높아진 마력 및 토크에도 거뜬히 대응할 수 있었다. 이와 달리 닛산은 내구성 강화를 위해 스틸밸트를 채용했다.
스바루 임프레자 WRX 모델에 들어간 리니어트로닉 CVT. 영어를 몰라도 자전거에 비유하여 쉽게 설명이 되어 있다. [18]
2015년식부터 자사의 자랑인 스바루 WRX 모델(최고마력이 270마력)에 CVT를 채용했다. 리뷰어들이나 소비자들이나 발표 때까지만해도 스바루가 미쳤다며 욕했지만 시승을 한 후에는 여지없이 극찬(!)했다. DCT와 비교해도 전혀 흠잡을 곳이 없다는 평가를 받았다.[19]
5.7. 아우디
아우디에서는 1999년부터 2010년 초반까지 콰트로가 아닌 세로배치 FF 모델[20]의 변속기는 아예 자사의 체인 구동식 CVT인 멀티트로닉으로 메워 버렸다. TDI 디젤 엔진 모델에도 CVT를 적용하였다. 물론 골프나 폴로의 전륜구동 플랫폼을 공용하여 처음부터 엔진을 가로로 얹는 A1, A3, TT같은 차량은 그런 거 없다. 하지만 워낙에 TCU 고장률이 높아서 멀티트로닉의 단종을 발표했다.[21] 또한 모 회사의 DCT를 좀 더 밀어주기 위한 측면도 있었다.
5.8. 기타
포드 파이브 헌드레드 AWD에는 ZF의 CVT가 달린 적이 있다. 하지만 너무 힘이 딸리는 엔진 때문에 F/L 이후 V6 3.5리터 DOHC 엔진으로 교체하면서 삭제됐다. 다만 국내 정식 수입된 파이브 헌드레드는 모두 아이신 6단을 장착했다.
6. 2륜차용 CVT
보통 스쿠터에 채용되는 2륜차용 CVT가 자동차용과 다른 점은 요구되는 토크가 낮고 원가를 절감해야해서 건식[22] 고무벨트를 사용한다. 그래서 예전에는 250cc 이상 대배기량의 경우 벨트 슬립과 과열이 심해서 채용되지 못했으나 최근 고무화학 기술의 발달로 높은 토크를 전달할 수 있는 벨트가 나와 650cc까지도 적용되고 있다. 과열방지를 위해 풀리에 냉각팬이 같이 달려있는 경우가 많다. 그리고 풀리의 가변이 TCU를 통해 유압으로 제어되는 자동차와는 달리 대부분의 2륜차용 CVT는 풀리에 내장된 스프링 장력과 원심력을 통한 가버너의 작동에 의존해서 행해진다. 한마디로 완전 기계식이다. 따라서 정교한 변속패턴을 제어한다는 것은 아예 불가능하며, 스프링이나 웨이트롤러를 교체하여 저속 가속위주 혹은 연비위주로 세팅을 변경하는 튜닝이 종종 이뤄진다.
스쿠터 CVT 작동영상 참고. 해당 차량은 야마하 TMAX 500.
자전거용 CVT도 아주 마이너하지만 있다. 과거에 나온 자전거용 무단변속기와 달리 현재 상용화되지는 않았지만, 초경량 CVT를 연구개발중이라고 한다. CVT기술이 자전거 변속에도 상용화가 된다면 위에 상기한 장점들이 적용될 수 있지만, 현재까지는 소식이 미미하다.[23]
7. 여담
레이, 모닝이나 [24], 스파크 S, 일부 SM3[25] 등의 자트코 CVT는 부변속이라고 불리는 2단 유성기어를 탑재하여 중간에 한 번 약간의 변속 충격이 있을 수 있다.
자동변속기의 다단화와 더불어 연비 규제도 나날이 까다로워지는지라 CVT 라인업의 비중도 조금씩 늘어나는 추세다. 하지만 DCT의 증가로 인해 어떻게 변할 지는 미지수.
이렇게 전 세계에서 CVT를 가장 많이 사용하고, 기술력도 뛰어나다고 알려진 닛산자동차에서는 정작 자사의 스포츠카 모델에 CVT를 장착하지 않았다. 인피니티에는 QX60 모델에만 자트코의 CVT가 달리고 나머지는 자트코제 7단 자동변속기가 달린다. 일본 현지에서도 CVT는 스포츠카에는 어울리지 않고 스포츠카의 해답은 재미를 추구한다면 수동변속기, 성능을 추구한다면 DCT라는 인식이 있는 편이다.
그런데, 한때 윌리엄스 마르티니 레이싱 포뮬러 1팀에서 F1용 차량에 CVT를 적용하려고 시도한 적이 있다.영상 하지만 규정상 실제로 투입되지는 못했다. F1에는 기어박스에 대한 규정이 있으며 2014년 기준 8단 시퀀셜 기어만 허용된다. 만에 하나 이게 허용되면 다른 팀들은 다 매뉴얼 또는 시퀀셜 기어를 사용하는데 이 팀만 오토매틱으로 달린다는 소리가 된다.
자동차를 벗어나면, 최근에 240마력 이상에 100kgf.m 토크가 넘어가는 '''대형 트랙터에서는 CVT가 거의 기본''' 사양이 되었는데, CVT가 고토크에 약하다는 특징을 알고 있는 사람들은 의아해 할 테지만, 트랙터에 사용되는 CVT는 일반 승용차에 올라가는 벨트/체인과 풀리로 변속비를 만들어내는게 아닌 회전경사판과 유압펌프와 모터로 동력구배를 조율하는 방식으로 전혀 다른 물건. 그 구조상 단가가 높고, 정비소요가 큰데다가, 결정적으로 자동차용 CVT처럼 넓은 폭의 감속비[26]와 빠른 변속은 불가능하기에 이런 식으로 제작된 변속기는 자동차에 적용시키기는 어렵다.
CVT의 장점 중 하나가 구조상 기어변속에 단수가 없기 때문에, 변속충격이나 변속감이 없이 부드러운 속도변화인데, 역으로 다단식 변속기에 너무 익숙해진 나머지 이에 적응하지 못하는 사람들이 많다고 한다. 그래서 차량 제조사에서 오히려 변속느낌을 일부러 만들어 주는 경우도 있다.
8. 참고 주소
기름 덜 먹는다고? 무단변속기 논쟁,《아시아경제》, 2013년 1월 15일 작성. 2013년 11월 19일 확인.
무단변속기 이해와 모델 가이드, 《모터매거진》
[1] 위키백과 에선 CVT 혹은 무단변속기 라고 검색하면 연속 가변 변속기 문서로 들어가진다.[2] # 당시 광고 [3] 결정적으로 벨트식 CVT의 기술력이 토로이드 타입을 추월했다.[4] 이런 현상이 심하면 '말타기'라고도 한다. 수동변속기의 경우 클러치 조작이 미숙해서 급격히 붙였을때 발생하며, 자동변속기에서 이게 발생하면 유압회로 이상이나 미션오일 부족을 의심해야 한다. 원가절감 때문에 발생할 수도 있다. [5] 고무벨트나 체인 방식의 경우 벨트의 유연성이 좋아 같은 풀리 지름에서 더 넓은 기어비가 가능하다.[6] 왜냐하면 벨트로 면접촉을 하다보니 접촉면에 마모가 발생하기 시작하면 감당이 안되기 때문이다. 일반적인 다단 변속기는 기어만 살아있으면 마모가 있건 없건 동작은 가능하지만 CVT는 순식간에 망가진다.[7] 특히 일본의 자동차 메이커들은 절대다수가 CVT를 매우 적극적으로 채용하고 있다. 그 덕에 일본에서는 오히려 다단식 자동변속기를 보기가 어려울 정도.[8] 차량 세팅 및 속도에 따라 1200~2000RPM. SM3(L38-PH2)는 60km/h 내외에서 1200rpm 내외로 고정되며 엑센트 CVT는 비슷한 속도에서 1500~1600RPM 내외로 고정된다.[9] 흔히 락업 클러치 해제로 잘못 알려져 있다. 자동변속기의 경우 변속을 위해 락업 클러치 해제가 되는 건 사실이지만 자트코 CVT는 일정 속도 구간에 들어가면 '''무조건 락업 클러치가 동작한다'''.[10] 단, 일정 RPM 이상 장시간 유지하면 미션 보호를 위해 강제로 변속된다.[11] 토크 컨버터에서 유체 클러치를 거치지 않고 직접 회전축과 구동축이 기계적으로 체결해서 유체에 의한 출력손실을 줄인다. 닛산의 자트코에서는 락업 댐퍼란 용어를 사용한다.[12] 예를 들자면 4단 변속기의 경우 3단에서 측정한다. 오버드라이브 기어갯수가 많은 8단 변속기등은 5단내지 6단정도에서 측정.[13] 단, 이 차량의 경우에는 2000년에 출시된 2001년형 '''구형''' EF쏘나타 내지는 '''뉴 EF쏘나타 한정'''이다.[14] 2.0L는 CVT7 W/R란 파생형을 적용한다. 모델명은 JF020E. 1.8L까지 대응되는 모델은 JF015E.[15] CVT7 RW모델 때문에 SM6 LPG와 QM6를 기다리는 사람들이 벌벌 떨었다 카더라. 하지만 걱정과는 다르게 CVT8을 적용[16] 참고로 이 두 대는 아이치기계공업에서 변속기를 받아 온다. 어디서 많이 들어본 곳이라고? 그렇다. 과거 마티즈의 CVT를 납품했던 그 회사다. 자트코와 함께 닛산자동차가 주식을 소유한 회사다.(자트코 75%, 아이치기계공업 100%)[17] 피아트도 우노 등에 이 변속기를 썼다. 변속기 자체가 생산대수가 적어서 적용률은 낮았다.[18] 영상을 보면 스틸밸트를 쓰는 경쟁사(닛산 X트로닉을 의식한 것으로 보인다)를 은근히 까는 내용을 볼 수 있다. 체인방식이 확실히 더 작은 반경의 풀리를 쓸 수 있어서 변속기를 컴팩트하게 만들 수 있고 같은 크기의 변속기라면 기어비를 넓게 가져갈 수 있는 장점은 있지만, 풀리와 밸트의 접촉면적은 스틸밸트가 커서 토크전달과 내구성 면에서 유리하기 때문에 어느쪽이 무조건 우수하다고 볼 수는 없다.[19] 사실 스바루는 최초로 CVT를 상용화한 경력이 있었던 회사 중 하나로, 1987년의 저스티에 처음 적용했다.[20] 자세히 설명하면 전륜구동인데, 가로배치가 아닌 FR차량같이 엔진을 세로배치해 놓은 형식이다. 정비성은 나빠지지만, 좌우 무게 밸런스와 구동축 좌우 길이가 같아짐에 따른 토크스티어 감소 이득이 있다. 이렇게 되면 동력이 바로 앞바퀴에 실리지 못하므로 아카디아(혹은 레전드)처럼 샤프트나 변속기 내부에서 동력 전달을 한 번 꺾어 줘야 하는 게 보통이지만, CVT는 밸트 및 체인으로 굴리는 특성상 그럴 필요가 없기 때문에 해당 모델에 대거 채용하였다. [21] 계기판의 P R N D S 표시가 모두 깜빡거리며 차가 안나가는 증상이 발생한다. 임시방편으로 미션오일을 5만km마다 교체하라는 권장안을 냈지만, 이 권고를 충실히 따라서 관리한 변속기도 뻗어버리는 안습한 상황에 결국 미국에서는 집단소송으로 번졌고, 10년내에 변속기 뻗으면 새변속기로 교환하도록 판결이 나면서 단종을 결정했다.[22] 마른상태로 돌아가며 오일이 들어가지 않는다. 자동차용은 냉각과 마모방지를 위해 밸트가 미션오일에 잠긴채로 돌아간다.[23] 차후 전기자전거 형태의 전기스쿠터가 활성화된다면, 그리고 대략 1KW 이상의 출력을 낼 때 변속기를 장착한다면, 기존의 체인-스프라켓 구조보다 무단변속기를 장착할 가능성이 높다.[24] 대한민국 사양은 QM5, SM5와 동일[25] 2012년 9월 이후 나온 소위 2013년형(코드명 L38-PH2) 이후 한정[26] 일반 차량용 무단 변속기는 대략 2.5~0.4 가량 범위의 감속비를 갖추고 있다. 대충 기어비가 좀 넓은 편인 디젤용 6단 자동 변속기와 비슷하다.