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수동변속기

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목차

1. 개요

수동변속기는 운전자가 직접 클러치를 조작하고 변속 레버를 움직여 기어를 변경하는 방식의 자동차 변속 장치이다. 기본 조작은 클러치를 밟아 동력을 차단한 상태에서 변속 레버를 움직이는 것이며, 클러치를 사용하여 엔진과 변속기 사이의 연결을 관리한다. 수동변속기는 자동변속기에 비해 구조가 단순하고, 전달 효율이 높으며, 운전자의 의도에 맞는 조작이 가능하다는 장점이 있다. 반면, 운전이 다소 번거롭고, 숙련된 운전을 요구하며, 자동변속기에 비해 승차감이 떨어질 수 있다는 단점도 존재한다. 최근에는 전기자동차와 상용차를 중심으로 수동변속기의 새로운 적용 사례가 나타나고 있으며, 관련 기술 개발도 활발히 진행되고 있다.

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수동변속기

2. 기본 조작

수동변속기는 운전자가 기어 스틱과 클러치를 조작하여 기어를 바꾸는 방식이다. 자동변속기나 반자동변속기와 달리, 운전자는 언제든지 원하는 기어 단수를 선택할 수 있어, 2단에서 4단으로, 또는 5단에서 3단으로 바로 변속할 수 있다. 하지만 오토바이나 레이싱 카에 주로 사용되는 시퀀셜 수동변속기는 바로 다음 상위 기어나 하위 기어만 선택할 수 있다.

수동변속기가 장착된 차량에서 플라이휠은 엔진의 크랭크축에 부착되어 엔진과 함께 회전한다. 클러치 디스크는 플라이휠과 변속기 입력축에 부착된 압력판 사이에 위치하여 변속기와 엔진의 연결을 제어한다. 클러치 페달을 밟으면 압력판이 떨어져 엔진과 변속기의 연결이 끊어지고(클러치 해제), 페달을 놓으면 연결된다(클러치 작동). 엔진 작동 중이고 클러치가 작동된 상태에서는 플라이휠이 클러치 압력판을 회전시켜 변속기를 구동한다.

대부분의 자동차용 수동변속기는 변속기 내부 출력축에 선택된 기어 쌍을 고정하는 방식으로 기어비를 바꾼다. 이는 유성 기어와 토크 컨버터를 사용하는 유압 자동변속기와는 다른 방식이다. 매뉴매틱 변속기는 운전자가 기어 선택을 제어할 수 있는 자동변속기의 일종으로, 수동변속기로 간주되지 않는다. 자동 수동변속기는 수동변속기의 기계적 구조를 기반으로 하지만, 컴퓨터 제어 액추에이터 및 센서를 통해 기어 변속과 클러치 작동을 자동화한 것이다.

현대 자동차용 수동변속기는 보통 5단 또는 6단의 전진 기어와 1개의 후진 기어를 사용하지만, 2단에서 7단까지 다양한 기어를 가진 변속기도 생산되었다. 트럭이나 중장비용 변속기는 8단에서 25단까지의 기어를 갖추어 엔진 속도를 최적의 파워 밴드 내에 유지한다. 이러한 변속기는 동일한 변속 패턴을 사용하면서도 단일 또는 다중 스위치를 통해 다음 기어 시퀀스를 작동하는 경우가 많다.

싱크로 동기화 다운 시프트 레브 매칭 시스템은 수동 레브 매칭 기술을 모방하는 컴퓨터 제어 기술이다. 일반적으로 수동 변속기(MT)는 감속비가 다른 기어 조립체를 변속 단수만큼 가지고 있다. 반면, 대표적인 자동변속기(AT)는 유성 기어 기구의 작동을 전환하여 감속비를 변경하며, 변속 단수와 기어 조립체의 수는 반드시 일치하지 않는다.

2010년대 일본 내 자동차 판매에서 MT 보급은 줄어들어, 업무용 대형 자동차나 스포츠카 등에 주로 탑재된다. 페라리, 맥라렌과 같은 슈퍼카 제조사들은 MT를 완전히 폐지하기도 했다. 그러나 포르쉐, BMW, 마쓰다 등은 여전히 MT 차량을 생산하고 있으며, 특히 마쓰다는 CX-8을 제외한 전 라인업에 MT를 설정하여 중저가 시장에서 수요를 확보하고 있다. 토요타 자동차도 엔진 회전수 자동 조절 기능을 가진 iMT(인텔리전스 수동 변속기)를 개발하여 일반 승용차에 탑재하기 시작했다.

2. 1. 변속 레버 및 레인지

수동변속기의 변속 레버(기어)에는 조작 위치가 있으며, 자동차의 주행 상태에 따라 조작 위치를 변경해야 한다. 그 조작 위치를 레인지라고 부른다.

클러치를 완전히 밟아 동력을 차단시킨 상태에서 변속 레버를 움직인다.

변속 레버를 고단에 넣은 상태에서 차량을 출발시키면 엔진의 힘이 부족해 시동이 꺼질 수 있기 때문에, 변속 레버를 1단에 넣고 반클러치 상태에서 가속 페달을 살짝 밟아주며 출발한다.

단, 트럭이나 버스 같은 대형 차량은 공차 상태에서 엔진의 힘이 남아 1단이 아닌 2단에서도 출발이 가능하다.

'''1''' (1단) 레인지

: 출발할 때 사용한다. 가속 페달을 밟자마자 시끄러운 소리가 나면 경사진 정도가 심한 오르막길을 오르거나 내리막길을 내려갈 때 2단 이상의 기어로 감속 및 제동하기가 매우 어려운 경우를 제외하고는 곧바로 2단 기어로 변속해야 한다.

'''2''' (2단) 레인지

: 1단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 기어를 변속해야 한다. 0km/h~20km/h까지만 적용한다.

'''3''' (3단) 레인지

: 2단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 20km/h 이상부터 기어를 변속해야 한다. 20km/h~40km/h까지만 적용한다.

'''4''' (4단) 레인지

: 3단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 40km/h 이상부터 기어를 변속해야 한다. 40km/h~60km/h까지만 적용한다. 기어가 4단까지 적용되어 있는 자동차는 4단을 항속으로 사용한다.

'''5''' (5단) 레인지

: 4단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 60km/h 이상부터 기어를 변속해야 한다. 60km/h~80km/h까지만 적용한다. 기어가 5단까지 적용되어 있는 자동차는 5단을 항속으로 사용한다.

'''6''' (6단) 레인지

: 5단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 80km/h 이상부터 기어를 변속해야 한다. 단, 6단까지 적용된 고속버스일 경우, 5단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 자동차 종류별로 셋팅되어 있는 기어비로 인한 다소 차이가 있겠지만, 90km/h 혹은 95km/h 이상부터 기어를 변속해야 한다. 주로 스포츠형 자동차에만 적용되는 경우가 많았으나, 최근에는 다른 자동차에도 6단 수동변속기가 적용되는 경우가 있다. 기어가 6단까지 적용되어 있는 자동차는 6단을 항속으로 사용한다.

'''7''' (7단) 레인지

: 최신형 스포츠카 일부에만 적용되어 있으며, 보통 항속으로 사용한다. 6단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 80km/h 이상부터 기어를 변속해야 한다.

'''8''' (8단) 레인지

: 대부분의 트럭에 적용되어 있으나, 차체 중량이 너무 무거울 경우, 8단이 아닌 10단부터 최대 18단까지 적용되는 경우가 있다. 7단으로 가는 중, 속도가 붙은 상태에서 시끄러운 소리가 나면 100km/h 이상부터 기어를 변속해야 한다.

'''R''' (Rear) 레인지

: 후진할 때 사용한다. 힘과 속도는 1단 기어와 동일하다.

'''N''' (Neutral) 레인지

: 보통 중립이라고 하며, 정차할 때 사용한다. 타이어로부터의 힘도 변속기나 엔진에 전해지지 않는다. 자동변속기와 달리, P 레인지가 없어서 시동을 걸 때도 사용할 수 있으나, 주차 시에는 주차 브레이크를 채워줘야 한다. 만일 주차한 곳이 경사로일 경우에는 주차 브레이크를 채워주고 변속 레버를 오르막길에서는 1단에 넣어 주고 내리막길에서는 R단에 넣어 준다. 이 외에도, 바퀴를 벽 쪽에 붙이거나 고임목을 괴어 놓아도 된다.

2. 2. 클러치 조작

클러치를 완전히 밟아 엔진과 변속기 사이의 동력을 차단시킨 상태에서 변속 레버를 움직인다. 자동차를 출발시킬 때는 변속 레버를 1단에 넣고 반클러치 상태에서 가속 페달을 살짝 밟아주며 출발한다. 고단에서 출발하면 엔진의 힘이 부족해 시동이 꺼질 수 있다.[5] 트럭이나 버스 같은 대형 차량은 공차 상태에서 엔진의 힘이 남아 1단이 아닌 2단에서도 출발이 가능하다.[5]

클러치 스타트 시스템은 변속기를 중립으로 하지 않은 상태에서 클러치를 밟지 않고 엔진을 시동할 경우 차량이 움직여 사고로 이어질 위험을 방지하는 장치이다. 1999년 7월 이후 일본에서 신차로 판매되는 수동변속기(MT) 차량에는 클러치를 밟지 않으면 엔진이 걸리지 않는 클러치 스타트 시스템의 채용이 의무화되어 있다.[31] 이는 대한민국에서도 동일하게 적용된다.

2. 3. 변속기 작동 원리

변속기는 여러 개의 기어를 갖추어 그 맞물림을 변경하여 구동력(구동 토크)과 회전 속도를 변화시킨다.

입력축 기어가 작고 출력축 기어가 큰 저단 기어는 구동 토크가 크고 출력 회전수가 느리며, 입력축 기어가 크고 출력축 기어가 작은 고단 기어는 구동 토크가 작고 회전 속도가 빠르다.

변속비는 입력 기어와 출력 기어의 비율로, 엔진의 회전 속도를 변속기 주 축의 회전 속도로 나눈 것이다. 수동변속기에서는 변속비가 큰 것부터 순서대로 1, 2, 3, 4, 5단의 변속 단을 설정한다.[44]

3. 수동변속기의 장단점

과거에는 수동변속기가 자동변속기에 비해 많은 장점을 가졌으나, 기술 발전으로 인해 현재는 동력 전달 효율, 내구성, 유지 비용 등 거의 모든 면에서 자동변속기에 따라잡혔다. 이제 수동변속기는 특유의 기계적 감성과 운전 재미, 급발진 사고에 대한 안전성을 제외하면 장점이 거의 없다고 보아도 무방하다.[45]

일반적으로 수동변속기(MT)는 감속비가 다른 기어 조립체를 변속 단수만큼 가지고 있다. 반면, 대표적인 자동변속기(AT)는 유성 기어 기구의 작동을 전환하여 감속비를 변경하며, 변속 단수와 기어 조립체의 수가 반드시 일치하지는 않는다. 현대 자동차의 MT는 운전자가 임의의 기어 단으로 건너뛰어 변속할 수 있지만, 오토바이나 레이스 차량의 MT에서는 인접한 기어 단에서만 변속할 수 있는 경우가 많다. 후자를 특히 시퀀셜 수동 변속기라고 부른다.

2010년대 일본 내 자동차 판매에서 MT 보급률은 낮아, 업무용 대형 자동차나 작업용 차량, 스포츠카 등에 주로 탑재되었다. 페라리, 맥라렌 등 슈퍼카 제조사들은 MT를 없애는 추세이다.

그러나 포르쉐, BMW는 여전히 MT 차량을 유지하고 있으며, 마쓰다는 CX-8을 제외한 전 라인업에 MT를 설정하는 등 중저가 차량을 중심으로 수요가 남아있다. 토요타 자동차도 엔진 회전수 자동 조절 기능(iMT)을 갖춘 일반 승용차를 출시했다.

자동변속기와 비교했을 때 수동변속기의 일반적인 특징은 다음과 같다.


  • 구조가 단순하고, 허용 토크에 비해 소형, 경량이다.
  • CVT보다 전달 효율이 높다.
  • 록업 기구를 갖지 않은 토크 컨버터 방식 AT보다 전달 효율이 높다.
  • 밀거나 끌어서 시동을 걸 수 있다.[32]
  • AT 차량보다 복잡한 조작이 필요하지만, 페달을 밟는 실수만으로 의도치 않은 발진이나 급가속을 예방할 수 있다.
  • 복잡한 운전 조작으로 운전에 집중하게 하거나, 운전 재미를 느끼게 할 수 있다.

3. 1. 장점


  • 클러치 디스크와 클러치 압력판이 직접 맞물려 100% 동력 전달이 이루어지므로 자동변속기에 비해 동력 전달 효율이 높다.[46][47] 하지만 최근 자동변속기 성능이 향상되어 동력 손실률 차이가 크지 않다.[48]
  • 엔진 출력이 비교적 즉각적으로 전달되어 반응성이 뛰어나다.[49]
  • 자동변속기보다 무게가 50~100kg 정도 가볍다.[50]
  • 자동변속기 차량보다 연비가 좋은 편이다.[51] 하지만 운전 습관에 따라 달라질 수 있으며, 최근 자동변속기 기술 발달로 연비 차이가 거의 없어지고 있다.[52]
  • 차량 가격과 유지 비용이 자동변속기보다 저렴하다. (보통 동급 자동변속기 차량보다 100~200만 원 저렴)
  • 미션 오일 교환 주기가 길고, 변속 계통 문제 발생 시 정비성이 좋아 수리 비용도 저렴하다. 자동변속기 내구성이 좋아져 상황이 역전될 가능성이 있지만, 차량 구입 비용이 저렴한 것은 여전하다.[44][53]
  • 돌발 상황 시 대처가 쉽고 안정적이다. 급발진 위험이 없고, 미끄러운 노면이나 급경사에서 엔진 브레이크를 강하게 걸 수 있다. 클러치 페달만 밟으면 급발진 등의 상황에 대처할 수 있다.
  • 운전 재미를 추구하는 사람들이 선호한다. 운전자가 기어를 임의로 낮춰 높은 기어 돌림힘으로 가속력을 높일 수 있기 때문이다.
  • 배터리 방전 시 밀어서 시동을 걸 수 있다.
  • 기어 사용법, 엔진 브레이크 사용법과 원리를 직접 기어 조작을 통해 배울 수 있다. 이는 자동변속기 차량 운행에도 도움이 된다.[54]

3. 2. 단점


  • 운전이 자동변속기에 비해 까다롭고 번거롭다. 매 순간 변속 레버를 조작해야 하기 때문이다.[5]
  • 속도와 엔진 회전수를 수시로 확인하며 변속해야 하는데, 계기판을 보면서 운전하는 것이 어렵기 때문에 잘못 변속하여 차량에 과부하가 걸리기도 한다.[5]
  • 출발이 까다롭다. 특히 엔진 힘이 약한 가솔린 차량의 경우, 숙련된 운전자가 아니면 출발 시 시동을 꺼뜨리는 경우가 많다.[5]
  • 초기 구동력이 떨어지고, 가속 및 감속 시 충격이 크다.[5]
  • 자동변속기에 비해 승차감이 떨어진다.[5]
  • 힐앤토와 레브 매칭 기술을 사용하면 변속 충격이 거의 발생하지 않지만, 항상 이렇게 운전하기는 어렵기 때문에 변속 충격을 완전히 피하기는 쉽지 않다. 이는 수동변속기 차량의 수요가 급감한 주된 원인이기도 하다.[5]
  • 대한민국 자동차 제조사들은 원가 및 개발비 절감을 이유로 수동변속기 차량에 편의 장치나 안전 장치를 제공하지 않는 경우가 많다.[5]

4. 수동변속기 레버 형태

자동차 제조 회사에 따라 수동변속기 차량의 변속 레버 형태가 다르다.

4. 1. 대한민국의 자동차 제조 회사

2000년대 중반까지 제작된 대한민국의 수동변속기 차량 중, 소형 차량은 대부분 R단(후진) 기어가 4단 기어 오른쪽에 있었다.

이러한 형태는 현대자동차, 기아자동차, 쌍용자동차(현 KG모빌리티), 르노삼성자동차(현 르노코리아)가 채택한 방식이었다. 반면, 대우자동차(현 한국지엠)는 R단 기어가 1단 기어 왼쪽에 있었고, 변속 레버에 있는 후크 링을 당겨야 R단 기어를 넣을 수 있었다. 예외적으로 프린스, 브로엄, 토스카, 티코, 마티즈, 라보, 다마스 등 일부 차량은 현대자동차, 기아자동차, 쌍용자동차와 같은 형태를 채택하였다.

2000년대 중반 이후, 현대자동차, 기아자동차, 쌍용자동차는 대우자동차(현 한국지엠)와 같은 형태(R단 기어가 1단 기어 왼쪽에 있고, 변속 레버에 후크 링이 있는 형태)를 채택하였다.

르노코리아는 자동변속기에 대한 해외 의존도가 높아, CVT, DCT에 한해서만 채택하고 있다.

4단 수동변속기가 채택되었던 소형 차량(주로 90년대 초반 이전까지 생산되었던 소형 차량)의 경우에도 제조 회사마다 변속 레버의 형태가 달랐다. 현대자동차에서 제작되었던 4단 수동변속기 소형 차량은 R단 기어가 2단 기어 왼쪽에 있으며, 변속 레버에 후크 링이 있었다.

4. 2. 외국의 자동차 제조 회사

유럽의 자동차 제조 회사는 1단 왼쪽에 후진을 배치하고 후크 링을 당겨야 후진 변속이 가능한 형태의 수동변속기를 채택하는 경우가 많다. 미국의 자동차 제조 회사는 5단 아래쪽에 후진 레인지가 있고 후진 변속을 위한 별도의 조작 장치가 없는 형태의 수동변속기를 채택하는 경우가 많다. 미국에서 수동변속기 비중은 대한민국과 비슷한 10%에 불과하다.[1]

5. 수동변속기의 미래

현재 F1, 나스카, 인디카, 슈퍼 GT, DTM, WRC, 르망과 같은 프로용 빅 레이스에서는 일제히 세미 AT가 채용되어 있으며, 변속 속도에서 뒤떨어지는 MT는 완전히 멸종했다. 한편 86/BRZ 레이스→GR86/BRZ 컵이나 슈퍼 내구 (ST-2~ST-5 클래스)와 같은 아마추어 성향이 강한 레이스나 드리프트와 같은 특수한 조작을 필요로 하는 경기는 여전히 MT가 주류이다.

소형 바이크 등에 사용되는 자동 원심 클러치 등을 이용한 수동 변속기, 세미 오토매틱 트랜스미션, 수동 모드 포함 AT는 모두 일본 운전 면허 제도상 클러치 조작 페달 · 클러치 조작 레버가 없으면 자동 면허로 운전이 허용된다.

전기자동차는 대부분 1단 감속기를 사용하지만, 다단 변속기를 적용하면 더 높은 구동 효율을 얻을 수 있다. 포르쉐 타이칸, 리막 네베라 등 일부 고성능 전기차에는 최고속도를 높이기 위해 2단 변속기가 탑재된다.[55][56][44] 토요타는 2022년 2월 전기차 전용 수동변속기 시스템 특허를 미국에 출원했으며,[59][60] 렉서스는 2023년 전기차에 6단 수동 변속기를 장착한 렉서스 UX300e 크로스오버를 출시했다.[61] 이들 차량은 클러치 페달과 변속 레버 조작에 따라 소프트웨어가 기어 단수에 맞는 토크와 출력을 제어하는 방식으로, 수동변속기 차량 운전의 재미를 느낄 수 있게 한다.

트럭이나 버스 등 상업용 대형차는 유체 클러치의 전달 손실로 인한 연비 차이, 연료 비용, 정비성, 적재 시 주행 성능 문제 때문에 수동변속기(MT)가 주류였다. 그러나 2000년대 중반 이후 MT 기반 세미 오토매틱 변속기가 실용화되면서, 트럭에서도 AT·자동화 수동 변속기(AMT)로의 전환이 진행되고 있다.[35] 대형·중형 버스도 교통 약자 이동 편의 증진법에 따른 저상 버스화, 하이브리드 자동차 보급, 다운사이징 엔진 소형화에 따라 AT·AMT로 전환되었다. 2021년 기준 대형 노선 버스 신차에서는 수동변속기가 사라졌으며, 대형 관광 버스는 히노 셀레가와 이스즈 갈라 일부 사양, 소형 트럭과 파워트레인을 공유하는 마이크로 버스에만 남아있다.[35]

5. 1. 전기자동차 수동변속기

전기자동차 구동 시스템은 대부분 1단 감속기를 사용하지만, 다단 변속기를 적용하면 더 높은 구동 효율을 얻을 수 있다는 가능성이 제시되어 왔다. 전기차에 2단 이상의 변속을 구현하면 동일 모터 용량보다 우수한 동력 성능을 확보할 수 있다. 실제로 포르쉐 타이칸, 리막 네베라 등 일부 고성능 전기차에는 최고속도를 높이기 위해 2단 변속기가 탑재된다.[55][56][44]

토요타는 2022년 2월 전기차 전용 수동변속기 시스템 특허를 미국에 출원했다. 이 시스템은 전진 6단, 후진 1단 수동변속기를 재현한 소프트웨어로, 운전자가 클러치 페달을 밟으며 변속 레버를 조작하면 소프트웨어가 기어 단수에 맞는 토크와 출력을 제어하는 방식으로 작동한다. 가짜 클러치 페달과 엔진 회전수(rpm) 변화로 수동변속기 차량을 운전하는 기분을 낼 수 있다.[59][60]

렉서스는 2023년 전기차에 6단 수동 변속기를 장착한 렉서스 UX300e 크로스오버를 출시했다. 이 자동차에는 엑셀과 브레이크 페달 옆에 클러치 페달이 달려 있다. 다만 이 수동변속기는 센서가 클러치와 기어봉의 움직임을 감지한 다음 소프트웨어를 사용해 전기 모터가 바퀴에 보내는 토크의 양을 인위적으로 조절하는 방식이다.[61]

5. 2. 상용차 수동변속기

트럭이나 버스 등 상업용 대형차에서는 유체 클러치의 전달 손실로 인해 필연적으로 발생하는 수 %의 연비 차이를 극복하지 못해, 상용차에서 엄격하게 요구되는 연료 비용이나 정비성, 적재 시의 주행 성능 문제 때문에 수동변속기(MT) 차량이 주류였다. 그러나 2000년대 중반 이후, MT를 기반으로 한 세미 오토매틱 변속기가 실용 수준에 도달하여 MT 차량과 거의 차이 없는 연비·주행 성능을 실현하면서, 트럭에서도 AT·자동화 수동 변속기(AMT)로의 전환이 진행되고 있다.[35]

대형·중형 버스도 2000년대까지는 MT 차량이 주류였지만, 교통 약자 이동 편의 증진법에 따른 저상 버스화, 하이브리드 자동차의 보급 및 다운사이징 콘셉트에 따른 엔진의 소형화에 따라 AT·AMT로의 전환이 진행되었다. 그 결과, 2021년 (레이와 3년) 시점에서는 대형 노선 버스의 신차 라인업에서는 사라졌으며, 대형 관광 버스는 히노 셀레가와 이스즈 갈라의 일부 사양으로 한정되었고, 소형 트럭과 파워트레인을 공유하는 마이크로 버스에 남는 정도가 되었다.[35]

6. 수동변속기 관련 운전 기술

수동변속기 차량은 운전자가 직접 클러치와 기어 레버를 조작하여 기어를 변경해야 한다. 이러한 수동변속기 차량 운전에는 다양한 기술이 필요하며, 운전의 재미를 더하는 요소가 되기도 한다.


  • '''힐 홀더''': 언덕길에서 차량이 뒤로 밀리는 것을 방지하는 기술이다. 1936년 스튜드베이커에서 처음 도입되었으며, 최근에는 전자식 주차 브레이크에 이 기능이 포함되어 출시되기도 한다.[25]
  • '''레브 매칭''': 엔진 회전수(RPM)를 도로 속도에 맞춰 부드럽게 기어를 변속하는 기술이다. 싱크로매시 기어가 없는 변속기나 레이싱 차량 운전자들이 주로 사용한다.[26]
  • '''더블 클러칭''': 싱크로매시 기어가 없는 변속기에서 다운 시프트 시 필요한 기술이다. 클러치 페달을 밟고 중립으로 기어를 옮긴 후, 클러치 페달을 떼고 스로틀을 조작하여 레이 샤프트 속도를 높여 낮은 기어의 회전 속도를 맞춘다. 다시 클러치 페달을 밟고 낮은 기어로 옮긴 후 클러치 페달을 뗀다.
  • '''힐 앤 토 시프팅''': 한 발로 브레이크와 가속 페달을 동시에 조절하여 브레이크를 밟으면서 레브 매칭을 할 수 있게 하는 기술이다.
  • '''로잉(블록 시프팅, 건너뛰기 변속)''':[27] 한 번에 여러 기어를 다운 시프트하여 기어 박스 마모를 줄이는 기술이다. 부드러운 변속을 위해 레브 매칭이 필요할 수 있다. 힐 앤 토 다운 시프팅과 결합하면 최대 제동력을 얻고 코너 탈출 시 최적의 엔진 RPM을 유지할 수 있다.


싱크로 동기화 다운 시프트 레브 매칭 시스템은 수동 레브 매칭 기술을 모방하는 컴퓨터 제어 기술이다.

클러치 조작은 수동변속기(MT) 차량 운전에서 필수적인 조작이다. 정지 또는 변속 시에는 클러치를 밟아 동력 전달을 차단하고, 반클러치라는 조작을 통해 부분적으로 동력을 전달하기도 한다.

언덕길 출발 시에는 주차 브레이크를 사용하고 클러치 연결과 동시에 서서히 브레이크를 해제하는 기술이 필요하다. 이를 "언덕길 출발"이라고 하며, 일본 운전 학원에서는 필수 실기 항목이다.

힐앤토는 왼발로 클러치를 조작하는 동시에 오른발로 브레이크와 액셀러레이터를 동시에 조작하는 기술이다. 모터스포츠에서는 액셀러레이터를 밟은 채 클러치를 밟고 엔진 회전 속도를 높여 급격하게 클러치를 연결하는 조작을 사용하기도 한다. 이는 구동륜을 헛돌게 하여 토크 밴드를 유지하며 주행하기 위한 기술이며, 드리프트 주행의 계기로 이용될 수 있다.

클러치 스타트 시스템은 클러치를 밟지 않으면 엔진 시동이 걸리지 않게 하는 시스템으로, 1999년 7월 이후 일본에서 판매되는 수동변속기 차량에 의무화되었다.

7. 기타 정보

기어 레버와 클러치를 조작하여 기어를 바꾸는 수동변속기는 자동변속기나 반자동변속기와 달리 운전자가 직접 기어비를 선택할 수 있다. 예를 들어 2단에서 4단으로, 또는 5단에서 3단으로 자유롭게 바꿀 수 있다. 하지만 오토바이나 레이싱 카에 주로 쓰이는 시퀀셜 수동변속기는 한 번에 한 단계씩만 기어를 올리거나 내릴 수 있다.

16단 (2×4×2) ZF 16S181 - 분해된 변속기 하우징 ('''''2x4×'''''2)


16S181 - 분해된 유성 레인지 하우징 (2×4'''''×2''''')


최초의 자동차는 대부분 뒤쪽에 엔진이 있었고, 단순한 벨트 구동 방식의 단일 속도 변속기를 사용했다. 1891년 파나르 에 르바소가 개발한 3단 수동변속기는 자동차 변속기 역사에서 중요한 발전으로 평가받는다.[2][3] 이 변속기는 비동기식 변속기(슬라이딩 메쉬) 방식으로, 기어를 바꿀 때 톱니가 잘 맞물리도록 운전자가 정교하게 스로틀을 조작해야 했다. 그래서 기어를 바꿀 때 소음이 자주 발생하여 "크래시 박스"라는 별명이 붙었다.[4]

1990년대 초, BMW 850i와 페라리 456 같은 고성능 차량에 6단 수동변속기가 등장하기 시작했다. 최초의 6단 수동변속기는 1967년 알파 로메오 33 스트라달레에, 최초의 7단 수동변속기는 2012년 포르쉐 911 (991)에 도입되었다.[9]

2008년 서유럽에서 생산된 차량의 75.2%가 수동변속기를 장착했다.[10]

스즈키 MR 왜건, 피아트 멀티플라, 토요타 매트릭스 등 일부 차량은 계기판에 변속 레버를 달기도 한다.

수동변속기는 기어 오일(또는 일부 차량의 경우 엔진 오일)로 윤활되며, 주기적으로 교환해야 한다. 기어 오일에는 황 성분의 마모 방지 화합물이 첨가되어 특유의 냄새가 난다. "습식" 클러치를 사용하는 오토바이는 엔진 오일이 엔진과 변속기를 모두 윤활한다.

수동변속기 윤활에는 기어 오일이 사용되며, 치면의 미끄러짐이나 압력으로 인한 유막 끊어짐을 방지하기 위해 황, 인, 아연 등으로 이루어진 극압 첨가제가 첨가되어 특유의 냄새가 난다. 다만, 기어 종류에 따라 디퍼렌셜 계통보다 가혹도가 낮고, 극압제가 싱크로 메시에 영향을 줄 수 있어, 디퍼렌셜 계통보다 극압성이 낮은 오일이 지정되기도 한다. 디퍼렌셜과 일체화된 트랜스액슬에서는 일정한 극압성이 요구되어 싱크로 공격성과의 균형이 필요하다. 일부 제조사는 기어 오일에 이러한 첨가물을 사용하지 않고 일반 엔진 오일을 사용하기도 했지만, 최근에는 자사 브랜드의 기어 오일을 지정하는 추세이다. 4행정 엔진을 탑재한 오토바이의 경우, 엔진 크랭크 케이스와 기어 하우징이 일체화된 차종이 많아 엔진 오일이 변속기까지 윤활한다.

참조

[1] 간행물 The Evolution and Present Status of the Automobile Wikisource:Popular S[...]
[2] 웹사이트 The 1891 Panhard et Levassor https://www.themotor[...] 2020-07-02
[3] 웹사이트 Sliding Gearbox - 1891 Panhard et Levassor https://www.youtube.[...] 2020-07-02
[4] 웹사이트 1902 Panhard and Levassor https://auto.howstuf[...] 2007-12-07
[5] 웹사이트 Synchromesh Gearbox https://www.hemmings[...] 2020-07-05
[6] 웹사이트 Synchromesh - How It Works https://www.uniqueca[...] 2020-07-05
[7] 웹사이트 Model Guide: 356 — The Simple Porsche https://www.pca.org/[...] 2020-07-05
[8] 웹사이트 History of the 356 http://356.dk/html/h[...] 2020-07-05
[9] 웹사이트 In Your Car, How Many Gears is Too Many? https://www.popularm[...] 2011-09-29
[10] 웹사이트 Why Dual Clutch Technology Will Be Big Business http://www.dctfacts.[...] Dctfacts.com 2010-02-07
[11] 서적 Automotive Handbook https://books.google[...] Bentley Publishers 2020-03-10
[12] 웹사이트 How Manual Transmissions Work https://auto.howstuf[...] 2000-04-01
[13] 웹사이트 Basic Anatomy – How The Manual Transmission Works https://www.gotodobb[...] 2017-04-29
[14] 웹사이트 How It Works: Manual transmissions https://driving.ca/a[...] 2018-09-12
[15] 웹사이트 Manual Transmission Basics https://www.edmunds.[...] 2001-04-25
[16] 웹사이트 How Manual Transmissions Work https://auto.howstuf[...] 2000-04-01
[17] 웹사이트 Synchromesh Gear Box- How's That Work? https://hooniverse.c[...] 2019-09-23
[18] 웹사이트 Synchronizers; graphic illustration of how they work http://www.howstuffw[...] 2007-07-18
[19] 웹사이트 Synchronizer Rings: Diehl Metall http://www.diehl.com[...] 2017-03-06
[20] 웹사이트 Buyers Guide Alfa Romeo Spider & GTV 916 http://www.alfisti.n[...] Alfisti.net 2010-10-16
[21] 웹사이트 The Borg-Warner Overdrive Transmission Explained http://www.fordifica[...] FORDification.com 2012-04-22
[22] 웹사이트 Here's what's really killing the manual transmission https://www.roadandt[...] 2020-06-17
[23] 웹사이트 Why the 2018 Ford Mustang GT Automatic is So Much Quicker Than the Manual https://www.motortre[...] 2020-06-17
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[25] 웹사이트 How Hill-Start Control Works | HowStuffWorks http://auto.howstuff[...] 2017-03-06
[26] 웹사이트 The 5 Steps To Perfect Rev Matching – The Ultimate Guide https://flowracers.c[...] FlowRacers.com 2020-10-01
[27] 웹사이트 Why do trucks have a lot of gears https://www.drivingt[...]
[28] 웹사이트 コトバンクにてデジタル大辞泉ならびに大辞林第三版の引用 https://kotobank.jp/[...]
[29] 뉴스 Ferrari click-clack manual transmissions, RIP CAR MAGAZINE 2011年11月11日 https://www.carmagaz[...] 2011-11-11
[30] 뉴스 池田直渡「週刊モータージャーナル」：一周して最先端、オートマにはないMT車の“超”可能性（2/4） ITmedia ビジネスオンライン 2016年3月7日 https://www.itmedia.[...] 2016-03-07
[31] 서적 大車林-自動車情報辞典 三栄書房
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[33] 문서
[34] 웹사이트 絶滅危惧種か!?　大ブーム到来か!?　「MT」の行方はどっちだ https://www.vln.de/w[...] ベストカーweb 2018-08-27
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[61] 뉴스 변속기 없는 전기차에 수동변속기 달았더니 생각보다 운전 재미가... https://v.daum.net/v[...] Daum M투데이 2023년 10월 31일
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