1. 개요
무단변속기(Continuously Variable Transmission / 연속 가변 변속기[1])는 자동변속기의 일종으로, 교통수단에 사용되는 기어비를 자동으로 바꾸어주는 변속기며, 단수가 없다는 특징이 있다. 1단, 2단, 3단 같은 단계식이 아니라 최소 변속비부터 최대 변속비까지 자유롭게 변속비를 연속적으로 제어할 수 있어서 무단변속기라고 부른다.1950년대 네덜란드의 DAF가 처음으로 승용차량용 CVT를 시판한 것을 시작으로 자동차를 비롯해 스쿠터에도 탑재된다.[2] 심지어 탱크(!)에도 탑재되고 있다. 스쿠터에서는 소배기량에서 650cc의 대배기량(BMW C650, 스즈키 버그만 650 등)까지 폭넓게 탑재되어 사실상 표준 장비로 자리잡았다.
2. 구분
2.1. 벨트 및 체인타입
가장 일반적인 실용 CVT이다. 구동수단은 고무밸트(저출력 소배기량 스쿠터), 금속벨트, 금속체인으로 나뉜다.닛산의 엑스트로닉 CVT와 그 원리를 보여주는 광고 영상. 닛산-자트코도 벨트 대신 체인을 장착한 기종을 출시했다.
벨트 구동
풀리와의 접촉면적이 넓어 동력전달율이 높고 소음이 적은게 장점이지만, 벨트의 휘어지는 반경이 일정 이하로는 작게 휘어질 수 없어서 다른 방식에 비해서 소형화 및 큰 기어비 구성에 불리하고 내구도 확보가 어렵다는 단점이 있다.
그래서 자트코 CVT7 계열의 변속기종들은 2단 구조의 부변속기를 써서 저속영역에서 무단가변을 하다가 시속 60km/h 정도에서 고속영역으로 유성기어열이 한번 변속을 하는 동안 풀리가 다시 원래 저속 기어비 위치로 돌아와서 다시 그 이후 영역에서 무단가변을 수행한다.
풀리 전•후단에 기어 내지는 기어셋을 배치시킨 설계도 존재한다.
주된 공급원들으로 보쉬, CVTEC 등이 있다.
체인 구동
내구도가 훨씬 좋고 벨트 구동 대비 큰 기어비를 구성하는데 유리하지만, 소음에서 불리하다. 또한 체인의 측면 돌출부의 좁은 면적만이 풀리와 접촉하기 때문에 동력전달율이 상대적으로 떨어진다. 그러나 소음 문제는 설계를 개선한 저소음 체인이 쓰이면서 어느정도 해결되어 가고 있다.
주된 공급원은 LuK이다.
2.2. 토로이드 타입
디퍼렌셜 기어에서 이빨 대신 두 개의 유성기어를 가변시킨다고 생각하면 된다.1999년 닛산이 세드릭 및 형제차인 글로리아에 적용한 적이 있으며 이후 스카이라인 등에도 적용했지만, 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.
중대용량 디젤 발전기에서 많이 사용되는데, 엔진 회전수를 900~2200rpm까지 가변하면서도 변속기 출력측의 속도는 상용주파수인 60Hz에 맞출 수 있어 연비를 올리기에 매우 유리하다.
2.3. 마찰 콘 타입
이것도 실제 차량용은 아니고 이론으로만 존재하며 이런게 있다 수준으로 생각하면 된다. 접지면이 극히 작기 때문에 유연하면서 마찰력이 극히 높은 소재가 발견되어야 실현할 수 있다.
2.4. 유압식
트랙터나 건설기계에 주로 사용하는 방식.체인/벨트와 풀리의 마찰에 의존하지 않고 유압펌프와 모터를 이용해 동력분배를 한다. 특성상 유압을 이용하기에 높은 토크를 견뎌낼 수 있는 것은 장점이나 구조상 생산단가가 높고 세심한 정비가 필요한데다가 변속비가 제한적이고 빠른 변속이 힘든 것이 단점.
3. 장점
- 기어를 직접 바꿔주기 위해 동력을 끊거나 붙이지 않으므로, 변속이 빠르고 변속 충격[4]이 없다. 그리고 이 덕분에 다른 변속기들에 비해서 엔진 브레이크를 더 적극적으로 쓸 수 있다.
- 풀리 지름만 조절하면 넓은 기어비 범위를 구현할 수 있고 기어 단수의 제한을 받지 않으므로 엔진 회전수를 매우 정밀하게 제어할 수 있어 연비도 좋다.[5] 자동으로 변속되면서 연비는 수동변속기 급이니, 양자의 장점을 모두 가졌다고도 할 수 있다. 풀악셀을 할때도 엔진의 최대힘이 나오는 지점에 rpm이 고정되므로 배기량대비 가속력이 높다.[6]
- 작고 가벼워서 패키징에 유리하다. 기존 자동변속기는 기어비 범위를 넓히기 위해 다단화할 경우 그만큼 변속기가 길어지기 때문에 소형차 이하 차급에는 적용하기 어렵다. 반면 CVT는 공간을 작게 차지하므로 소형차량의 연비 경쟁력을 높이는 데 제격이다.
3.1. 오해
CVT의 고연비는 변속기 동력전달 효율이 좋아서라고 여겨지기도 한다. 그러나 자동변속기의 효율이 상향평준화되면서 오히려 CVT가 떨어지는 편이다.수동변속기와 DCT는 처음 등장했던 때부터 효율이 100% 근처였다.[7] 다단 자동변속기는 과거에 효율이 좋지 않았지만 기술의 발전에 힘입어 90% 중반대까지 올랐다.[8]
반면 CVT의 동력전달효율은 80% 대를 겨우 넘는 수준이다. 그 이유는 벨트와 풀리의 슬립을 방지하기 위해서 풀리를 유압으로 눌러 벨트를 꽉 물어주는데, 이로 인해 유압펌프에 소요되는 동력이 상당하기 때문이다. 클러치만 붙이고 이를 유지하면 되는 타 변속기들과는 달리 CVT는 풀리의 위치로 기어비를 제어하는데 이 때문에 지속적으로 차량의 토크를 버텨야 하다보니 높은 유압을 필요로 한다.
또한 CVT에서 벨트 슬립이 종종 일어날 거라는 통념과 달리 실제로는 이런 식으로 슬립을 절대 허용하지 않는다. 왜냐하면 벨트로 면접촉을 하다보니 접촉면에 마모가 발생하기 시작하면 감당이 안되기 때문이다. 일반적인 다단 변속기는 기어만 살아있으면 마모가 있건 없건 동작은 가능하지만, CVT는 벨트가 마모되기 시작하면 순식간에 망가지게 된다.[9]
CVT의 효율 증가 방식은 엔진 최적효율 조건에 민감하게 반응하는 식으로 이루어진다. 가령 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 없다. 반면 CVT는 1700RPM으로 정확히 맞출 수 있다. 덕분에 변속기에서 까먹는 효율 이상을 엔진에서 내기 때문에 전체 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 작동시킬 수 있다면 전체 효율은 20%가 되니까 오히려 효율이 높아지는 것이다.
대신 CVT 차량은 운전습관과 동작조건에 더 영향을 많이 받는 편이다. CVT가 적정효율을 맞출 수 없을 정도로 과격하게 운전하거나[10] 엔진이 최적속도 이상으로 갈 만큼 고속주행을 하게 되면 최적효율 조건을 벗어나게 되므로 연비가 떨어질 수도 있다. 따라서 80km/h 정도의 정속 주행을 추천한다.
4. 단점
- 극한 조건이나 고성능 차량에는 적용이 쉽지 않다. 일단 클러치가 붙으면 기어의 내구력으로 토크를 견디는 일반 변속기들과는 달리 현재 상용화된 CVT들은 풀리 벨트의 마찰로 토크를 버텨야 하기 때문이다. 설령 이를 버틸 수 있게 만든다 해도 이 상태를 장기간동안 신뢰성 있게 유지할 수 있느냐는 다른 문제이기에 내구도 문제를 피할 수 없다.
- 벨트 장력을 유지하기 위해 유압을 따로 적용하며 이로 인해 효율성이 떨어진다. 엔진의 최적 회전수 영역에서는 무단변속이 이 단점을 상쇄하지만, 최고 단수 영역에서 엔진의 회전수가 계속 올라가는 경우 자동변속기 대비 효율이 떨어진다. 높은 회전수 영역을 사용하는 스포츠 성향 차량이나 고성능 모델에서는 CVT를 잘 사용하지 않고 실용영역 주행이 대부분인 경차~준중형 모델 위주로 CVT가 많이 쓰이는 이유.
- 내구성에 문제가 정말 많았고, 많은 개선이 이루어지긴 했으나 현재도 타 변속기에 비해 불량률이 높고 내구도가 떨어지는 경향이 있다. 이는 CVT가 구조적으로 내부 마모를 막기가 일반 변속기보다 무척 어려운 반면에 마모로 인해 발생할 수 밖에 없는 사소한 쇳가루에도 굉장히 큰 데미지를 입을 뿐더러 시간이 지날수록 손상이 기하급수적으로 확대되며 커지기 때문이다. 오일이 변속기를 순환하면서 체인과 베어링, 유압 펌프를 모두 망가뜨리는데 미션오일 필터가 있어도 워낙 민감해서 까딱하면 5만 km 전후로 변속기가 터진다. 일반 변속기는 손상이 좀 있더라도 변속 시에 삐걱대는 정도고 일단 변속만 되어 기어가 물리면 구동에는 문제가 없지만 CVT는 어느 한 군데라도 망가지게 되면 거의 십중팔구 운행이 불가능해지기 때문에 기존 변속기만큼의 신뢰성을 확보하기가 근본적으로 어렵다.
- 대한민국에서는 이전의 마티즈 CVT 사건 등으로 인해 아직도 CVT의 신뢰성을 불신하는 사람이 많다. 그래서 최신형 차량에 CVT를 적용하는 경우가 늘어나고 있음에도 불구하고 차량 제조사들은 일부러 홍보를 잘 하지 않는다. 중고차 딜러들도 그냥 오토로 분류하고 일반 사람들도 오토로 알고 사용하는 경우가 많다.
마지막 두 단점에 대해서는 아래 문제점에서 상세히 다룬다.
5. 문제점
개발 시점이 1950년대임에도 상용화가 매우 느린 편이다. 이론적 잠재성은 크지만 현실에서 작동하기 위해서는 높은 유압이 필요해 실제 효율이 떨어지기 때문이다.5.1. 내구성
효율성 문제보다 훨씬 심각한 것은 내구성 문제다. 효율이 좋지 않더라도 고장 없이만 작동한다면 CVT가 한국에서 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.사실 CVT에 대한 불신이 국내에서만 국한되지 않으며 해외에서도 CVT에 대한 이슈가 많은 편이다. 대표적으로 북미에서 2010년 이후 주요 차종에 CVT 미션을 사용한 닛산의 경우, 알티마 등이 CVT 내구성으로 문제를 일으켜 큰 이슈가 되었다. 집단 소송이 제기되었고 이로 인해 닛산은 북미 시장에서 큰 타격을 입었다. 이 여파는 아직도 진행 중이다. 이로 인해 미국 시장에서 그동안 닛산이 이뤄놓은 신뢰가 크게 손상되었고 닛산의 북미 판매량은 크게 감소했다. 이로 인해 닛산 자체가 적지 않은 타격을 입었다.
사실 외제차에서 CVT 미션을 사용하는 경우는 생각보다 그리 흔하지 않다. 물론 일본차를 중심으로 경차~소형차에서 CVT가 사용되는 경우는 이제 드물지는 않다. 하지만 중형차 이상에서 CVT 미션을 사용하는 경우는 흔치 않다. 물론 닛산 등에서 중형차 이상에도 과감히 CVT를 도입했었지만 내구성 문제로 홍역을 치른 바 있다.
2010년대 말, 내구성이 크게 개선되었다며 현기차의 소형 라인업을 비롯 상당수의 신차에 CVT가 다시 들어가게 되었다. 과거에 비해 내구성이 많이 개선된 것은 사실로 보이지만 수년 내지는 10년 이상의 장기 운행의 경우 어떻게 될지는 미지수. 2022년 신차 기준, 상당수의 차종이 CVT 아니면 DCT로 양분됐다. 둘 다 내구성이 약하기로 소문난 변속기라 사실상 변속기는 소모품이라고 생각해야 한다.
그러나 설탕 미션이라고 이런저런 논란이 있었음에도, CVT는 점점 확대되는 중이다. 소비자들이 아직도 수동변속기를 좀 더 선호하며, 자동변속기를 사용하는 차종도 딱히 CVT를 사용하지 않는 유럽 쪽은 아직도 큰 움직임은 없으나[11] 저 배기량 다운사이징에 열심이며, 고연비를 주요 세일즈포인트로 내세우는 동시에 자동변속기를 좀 더 선호하는 북미와 일본 브랜드쪽은 CVT가 계속 확대되는 중이다. 일본 브랜드의 경우는 자국의 특수한 시장 환경 덕분에 CVT를 일찍이 사용하고 확대 적용하기 시작한 브랜드들답게, 일찍이 중형 세단까지도 CVT를 적용하기 시작했고, 현재까지도 CVT를 적용하는 차종이 많은 편이다.
미국 브랜드인 포드와 쉐보레도 점차 CVT를 확대 적용하기 시작해, 포드는 2019년부터 현재까지 판매중인 4세대 이스케이프에, 쉐보레는 풀체인지된 4세대 이쿼녹스에 CVT를 탑재하면서 한국 기준으로는 투싼과 동급인 준중형 SUV들에까지 CVT를 탑재하기 시작하면서 CVT의 사용은 계속 확대되는 중이다. 현대자동차그룹의 경우에도 현대트랜시스에 중형 세단용 CVT 모델이 있음이 확인되었고, 2018년 즈음부터 소형, 준중형 차량에서 CVT를 장착하기 시작한 이후로 썩 나쁘지 않다고 생각했는지 현재까지도 계속 사용하고 있기에 현대자동차 역시도 CVT 적용이 확대될 가능성이 있는 상태다.
현 시대 CVT의 내구성 논란에 대해서는 관리의 측면을 고려하지 않은 논란이기도 하다. 사실 CVT가 탑재된 차량들의 커뮤니티에서는 대부분 공통된 의견이 있는데, 미션오일 관리 철저에 관한 것이다. CVT는 금속벨트가 금속꼬깔을 타고내리며 계속 회전하는 방식이며, 이는 구조적으로 쇳가루가 많이 발생될 수 밖에 없다. 사실 CVT 고장의 대부분은 미션오일에 미세한 쇳가루가 계속 누적되고 누적되다가 미션밸브바디를 막아버려 정상적으로 변속이 이루어지지 못하게 되는 경우가 다수이다. 흔히 CVT 미션이 고장났을 때 나는 증상인 악셀을 밟음에도 엔진만 돌 뿐 속도가 오르지 않는게 바로 이 때문이다. 그래서 CVT 미션이 고장났을 때 처음으로 해봐야 하는 일은 미션오일을 교환하는 것이다. 그럴 경우 미션이 다시 정상으로 돌아오는 경우도 있을 정도로 미션오일이 CVT에서는 구조적으로 꽤 중요하다.
일반적으로 CVT 차종 커뮤니티에서 공통적으로 나오는 관리법은 4~5만 km의 주기로 미션오일 교환을 권장하며, 이것도 일반적인 자동변속기처럼 오일순환식[12] 혹은 드레인 방식의 교체가 아닌, 미션오일 팬을 아예 뜯어서 폐유를 배출하고 미션밸브바디 세척, 미션오일 팬에 장착된 쇳가루 포집용 자석 세척, 그리고 필터를 새 것으로 교환을 한 후에 신유를 주입하는 방식의 교환을 권장한다.[13] 참고로 이는 CVT가 광범위하게 사용되는 일본쪽 커뮤니티에서도 공통적으로 이야기하는 부분이다. 게다가 일본은 한국보다도 가혹한 주행환경을 자랑하기에 2~3만 km마다 교환하라는 커뮤니티의 주장도 있다.[14]
아무튼 이렇게 CVT에서는 미션오일에 좀 더 주의깊은 관리가 필요하나, 이를 인지하는 오너는 적다. CVT 오일관리의 특수성은 제조사 매뉴얼에도 특별하게 별도로 적히지 않는 내용이며, 근래의 자동차 회사들은 아예 미션오일에 대해 메뉴얼에 무교환이라고 기재를 하는 경우가 많고, 미션오일 딥스틱을 제거해버리는 회사들도 근래엔 많다. 안 그래도 오일교환 주기를 짧게 잡아야하는 CVT를 메뉴얼만 믿고 타다가 깨먹는 것이다. 게다가 일반적인 소비자들은 관리법에 별 관심이 없는 경우도 많기에 생기는 문제도 무시할 수 없다.[15]
결론적으로 CVT가 구조적인 한계로 일반적인 자동변속기와 비교할 때 내구성이 떨어지는 변속기는 맞다. 실제로 일반적인 토크컨버터 자동변속기는 미션오일의 관리에서도 교환주기도 압도적으로 길고 주의해야 할 부분은 적다. 그러나 현재의 CVT가 옛날의 마티즈 CVT 사태 수준의 물건이라고 생각하는 건 곤란하다. 실제로도 한국에서 2016년에 출시한 쉐보레 스파크 4세대 모델의 경우 자트코제 CVT7을 사용하며 2024년대를 기준으로 도로를 달린지 8년이나 되었으나, 아직도 가장 오래된 16년식의 잔존개체가 많으며 커뮤니티에서도 CVT 고장에 대한 성토가 있긴 있으나 그 비중은 옛날의 그 명성에 비하면 아주 많이 줄어든 편이다. 현재는 오일 관리에만 좀 주의를 해주고 자동차로 번아웃, 드리프트, 서킷 한계주행을 하는게 아닌 이상은 그렇게 걱정할 필요는 없다. 미션오일을 제대로 갈려면 공임비가 많이 깨져서 그렇지...[16]
5.1.1. GM대우
대한민국에서는 1세대 마티즈 CVT의 리콜 사태가 발생하여 CVT 이미지가 나락에 떨어졌다. 2018년까지 차량 교환 프로그램을 운영했을 정도로 한국GM 희대의 사건이었다.이 사건의 원인은 제원상 중량에 미달된 CVT를 장착한 탓이 크다. 사용된 아이치기계공업의 E3 CVT는 당시 가장 진보한 제품이었다. 그러나, 이는 660cc의 일본 경차용으로 개발됐던 것인데, 이를 800cc 엔진의 마티즈에 탑재하면서 문제가 발생했다. 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 발생했다. 이는 이후 GM에서 CVT 미션을 탑재한 차량을 개발하는데 큰 걸림돌이 됐다.
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 됐다. 마티즈 오너들은 파우더란 말만 들어도 자다가도 깬다는 얘기가 있을 정도였다.
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 마티즈를 내놓았을 때 4단 자동변속기로 전면 교체했고, 스파크 S가 나오기 전까지 CVT를 적용하지 않았고 결국 아이치기계공업은 CVT 사업을 접었다.
5.1.2. 현대·기아
2000년 9월 말경부터 EF 쏘나타, 옵티마 일부 트림에 장착된 CVT가 재앙에 가까운 품질로 충격을 주었다. 당시 효율, 내구성에서 좋은 평가를 받지 못했던 현대파워텍 4단 자동변속기보다도 내구성이 훨씬 떨어졌다. 연비 개선 효과도 크지 않아 판매량이 매우 적었는데, 때문에 많이 팔리지 않은 것이 현기차로서는 참으로 다행이었다. 내구성 문제가 발생하자 현기차에서 출시 수개월 만에 과감하게 단종시켜 파장은 크지 않았다.[17]이후 수년이 지나자 베르나, 뉴 프라이드, 아반떼, 포르테 등 소형 및 준중형 하이브리드 차량에 CVT를 장착했는데, 공공기관에만 납품해서 그런지 판매량이 많지 않아서 알려지지 않았을 뿐, 역시 미션 문제가 많았다. 이 CVT 미션은 ZF 직수입품이라서 일반 자동변속기보다 수리비도 훨씬 비싼데, 거의 모닝 깡통 1대 가격과 맞먹는다.
아반떼/포르테 LPi 하이브리드의 미션 수리비는 재생 수리비도 180~200만원에 달한다. 일반적인 현대·기아 자동미션 수리비가 40~50만원부터 시작한다는 점을 보면 상당한 액수이다.
최근 나오는 IVT 차량은 미션오일 무교환이 원칙이나, 미션오일을 갈아가면서 타야 미션이 깨지는 시기를 늦출 수 있다. 처음으로 IVT를 탑재한 2세대 K3와 아반떼 AD F/L버전 동호회에서 미션 사망, 쇳소리 관련 글을 어렵지 않게 찾아볼 수 있다. 대부분의 소비자들이 아직 보증기간이라 보증수리로 넘겨서 크게 문제되지 않았던 것이 보증기간이 슬슬 끝나가는 차들이 나오자 미션 고장사례가 터져나오고 있다. 때문에 동호회 내에서 미션오일 교체는 거의 필수라고 말하며 최소 5만km 쯤에는 갈아주길 권장하고, 그것도 탈거식으로 제대로 갈기를 권장한다.[18]
5.1.3. 르노코리아
한때 내구성으로 유명했던 르노삼성자동차(현 르노코리아)도 2010년대 이후 생산된 2세대 SM3, 3세대 SM5에 장착한 CVT 문제 때문에 잔고장이 없었던 것으로 유명했던 르노삼성의 이미지에 큰 타격을 입었다. 출고 후 몇년이 지나고 미션 교체 판정을 받는 사례가 심심치 않게 나오고 있다. 2010년 이후 SM5 동호회에서는 지속적인 CVT 문제 제기로 차주들과 르노코리아간의 갈등이 이어졌으며, 결함을 인정하지 않으려는 르노코리아 때문에 차주들이 미션 결함을 스스로 진단, 해결책을 모색하는 단계에까지 이르게 됐다. 르노코리아 또한 이 문제에 대해서는 분명히 인지하고 있기에 SM5에 장착된 CVT는 기본적으로 단일 모델임에도 불구하고 몇 개월 단위로 미션 쿨러 형태가 계속 바뀌는 등 미션 문제를 해결하기 위해 르노코리아 측에서도 나름 상당히 고심하고 있는 흔적이 엿보이기도 한다.SM5에 장착된 여러 버전의 미션이 존재하지만 동호회에 따르면 LPG(택시)에 장착된 미션을 제외하면 전부 문제가 있다고 한다. LPG 택시형의 경우 강화형 미션 쿨러가 장착되어 있다.[19]
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. 그래도 SM6, QM6부터 대용량 미션오일 쿨러를 장착하여 내구성을 높이려고 시도하고는 있다.
르노삼성 CVT 특유의 고음의 울렁거리는 소음도 문제다. 미션이 고장까지는 안나더라도 어느정도 연식이 지나면 미션 소음이 심해지는데, 소위 귀신소리라고 불리는 이 소음을 상당히 거슬려 하는 경우가 많다.
미션오일의 관리도 문제이지만, CVT의 구조상 급가속, 고부하 운전시 풀리와 금속체인의 마모가 일단 시작되면 대량의 쇳가루가 발생되고, 이게 1,2차 필터를 막으면서 특유의 귀신소리가 나기 시작한다.
즉, 얌전히 타라. 물론 일반적인 경우 급가속, 급출발은 당연히 차량에 무리를 주지만, CVT의 특성상 급격한 부하에 일반적인 '토크컨버터+각단기어+다판클러치식'보다 내구성이 떨어지는 것은 엄연한 사실이다.
또한, 수리비 역시 신형으로 갈수록 올라간다. SM5(L43) 시절보다 탈거 장착이 어려워졌고 그에 따른 부담은 소비자와 정비인에게도 전파된다. QM6의 경우 미션 수리비로 르노서비스센터에서 800만원 대의 수리비가 나오는 경우도 있다.
사실 CVT 본가인 닛산에서도 4세대 알티마는 CVT 내구성 문제로 미국에서 시끄러웠고, 대다수의 알티마들이 조기 폐차되어 동시대 캠리나 어코드와 달리 잔존 개체수가 확 줄었다. 이를 개선했다고 나온 5세대 알티마 역시 조금 시간이 지나자 문제가 발생했고 결국 미국의 닛산 차주들이 미션 문제로 집단 소송을 제기했다. 결국 2016년 닛산은 결함을 인정했고, 2013~2015년 알티마에 탑재된 미션 무상수리 조치에 들어갔다. 해당 미션은 국산 SM5에 탑재된 것보다 개선된 모델이다. 이후에도 2018년 알티마 차주들이 CVT에 대한 집단 소송을 또 제기했다.
내구성 뿐만 아니라 르노코리아 차들은 경쟁 차종 대비 힘이 부족하다는 이미지를 심어준 계기 역시 CVT가 어느정도 영향을 끼쳤다. 하지만 CVT보다는 르노의 중형차 엔진이 한국과 맞지 않기 때문이라고 보는 게 맞다. 르노는 아무래도 소형차 위주의 회사고, 닛산도 어느 순간부터인가 4기통 자연흡기 중형차 엔진의 개발이 끊어졌기 때문에[20] 비교적 구형의 닛산 중형차 엔진을 억지로 넣었는데 연비 위주의 세팅이다 보니 성능이 심히 떨어진다. 반대급부로 연비는 좀 좋은 편.
5.2. 편견과 해명
CVT가 힘이 달리는 이유는 이렇다. CVT는 자동변속기가 RPM 가속과 변속을 반복하는 것과 달리, 엔진 회전대역을 고정시킨 채 차량의 가속도를 판단해서 변속비를 높이거나 낮추는데 먼저 차량의 가속도를 오판해서 감속하고 있다고 판단할 경우 변속비를 높이면서(=저단으로 변속하면서) 일종의 엔진 브레이크를 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 회전수가 높아졌다 내려갔다를 반복하면서 출력과 토크가 오르락 내리락한다. 그와는 달리 CVT는 일정하게 낮은 회전수를 유지하다 보니[21] 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 회전수이기에 높지 않은 엔진출력이 더 떨어지게 되는 것.
더 큰 문제는 이런 감속 오판 현상과 낮은 RPM 등이 어지간히 가속 페달을 밟지 않는 한 오르막에서도 작동한다는 점이다.
이런 상황을 해결하기 위해서는 급경사가 아닌 경우 가속 페달을 더 깊게 밟으며 킥다운[22]시키면 엔진 회전수가 오르며 변속비가 상승해서 출력이 올라간다. 급경사에서는 수동모드를 사용해서 RPM 고정을 해제[23]하고 고 RPM으로 가속시킬 수밖에 없다. 르노코리아는 이런 문제를 잘 알 수 밖에 없다보니 아예 매뉴얼에 언덕에서 밀리면 가속 페달을 깊게 밟아서 킥다운을 하거나 수동모드로 하라고 권장한다.
한편 SM5 LPG 차량이나 잠깐 팔린 EF 쏘나타 CVT/ 아반떼 LPi 하이브리드나 기아 옵티마/ 포르테 LPi 하이브리드의 경우 상당히 정교한 TCU 세팅으로 낮은 속도에서 RPM이 지속적으로 변화하고 CVT의 변속비가 괜찮다고 생각되는 지점까지는 RPM이 유지된다고 하며 때문에 일반적인 자동변속기보다 확실히 힘이 좋다는 평을 듣는다. 이는 오리지널 닛산도 마찬가지.
SM3/5 가솔린 모델의 CVT 차량은 경쟁사 대비 상대적으로 열악한 파워트레인의 수치적으로 떨어지는 부분들을 연비로나마 메우려 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 때문이라 보는 게 옳다.
락업 클러치[24]에 대해 닛산의 CVT 브로슈어에서 발진 후 일정 속도를 지나면 악셀을 얼마나 밟건 속도가 어떻 건 락업 클러치가 무조건 개입한다는 사실이 확인됐다.
휠 출력(일명 휠마력)을 측정하는 다이나모 측정을 하면 CVT 미션을 단 자동차들은 무려 35%에 달하는 손실률을 보인다. 이는 르노삼성뿐만이 아닌 닛산에서도 나타나는 일이다. 이것과 위의 락업클러치의 조화로 심장병이 걸렸다는 말이 많다. 이에 대한 반박으로 닛산 알티마의 제로백을 근거로 내세운다. 논란은 많지만, 일반적인 다이나모에서 CVT의 휠 마력을 제대로 측정하지 못한다는 의견이 많다. 닛산 알티마 3.5L 역시 휠 마력이 엔진 출력의 35%에 다다르는 손실률을 보이는데 정작 2012년 모터트렌드에서 시도한 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 다이나모가 출력을 측정하는 방법 때문에 크게 오차가 생기는 것인데 일반적인 다이나모미터들은 기어비가 1:1인 상태에서의 기어단수[25]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 엔진 브레이크 사용 내지는 스포츠 드라이빙 시에 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 EF 쏘나타나 옵티마의 경우 변속기 내구성이 워낙 시망이라 그렇지 실제 달리기 성능은 4단 자동변속기 모델은 물론 5단 수동변속기 모델도 드래그를 빼고 롤링이나 최고속에서 CVT가 완전히 관광태워 보내버릴 정도로 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 전달할 수 있지만 자동변속기는 물론이요, 그 동력손실이 없다는 수동변속기조차도 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 변화시킬 때의 순간적인 충격 역시 거의 존재하지 않고 시각적으로 보이는 엔진의 회전수 변동 역시 잘 없는 것도 모자라서 엔진의 회전수가 일정한지라 엔진 소리 역시 변화가 없어 청각적인 체감까지도 아무 것도 없기 때문에 실제 가속성능 대비 체감가속력이 암울할 정도로 떨어진다.
6. 탑재 차종
6.1. 현대자동차그룹
과거 EF 쏘나타, 옵티마에 이어 베르나 하이브리드, 프라이드 하이브리드, 아반떼 하이브리드, 포르테 하이브리드에 CVT가 적용된 바 있는데, 모두 결함의 원인이 됐고, 마티즈와 더불어 국내 CVT의 흑역사를 장식했다. 2010년대 이후에는 모닝 에코플러스와 레이 터보에 장착됐으나 2018년 모닝 풀체인지, 레이 페이스리프트때 모두 제거됐다.2000년 하반기에 출시된 쏘나타와 옵티마 일부 트림에 CVT가 장착됐는데, 충격적인 내구성 문제를 노출했다. 현대는 CVT 모델이 출시된 지 반년도 안돼서 서둘러 단종시켰고 때문에 실제 판매대수는 얼마되지 않았다.
이후 2000년대 후반 베르나 하이브리드, 프라이드 하이브리드에 적용됐는데 역시 결함을 노출했다. 이들 차종은 정부에만 납품됐고 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 단종됐다. 현기차는 보증기간에 관계없이 미션 1회 무상교환을 실시했지만 교환 후에도 다시 재발했기 때문에 역부족이었다. 2010년대에 나온 아반떼와 포르테 하이브리드의 미션 결함은 마티즈로 인해 불신이 깊어진 CVT의 이미지를 더욱 나락으로 떨어뜨렸다. 아반떼, 포르테 하이브리드의 경우 LPG 하이브리드이기 때문에 연비는 정말 경이로운 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 레이에 에코플러스 및 터보 트림 및 엑센트 1.4L 자연흡기 모델에도 CVT가 장착됐는데, 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 것으로 보인다.
2018년 2월 풀 체인지된 2세대 K3에 최초로 IVT라는 이름을 붙인 CVT가 장착됐으며, 연이어 아반떼 AD 페이스리프트(삼각떼)와 베뉴, 그리고 아반떼 CN7과 CN7 페이스리프트 등 다수의 신규 차량에 1.6L 스마트스트림 엔진 + IVT 조합의 동일한 파워트레인이 장착된다. CVT임에도 자트코 최신 Xtronic CVT의 D-step처럼 자동변속기와 같은 변속 감각을 적절히 모사하여 이질감이 적다는 호평을 받고 있다.
현대자동차그룹은 2021년 경부터 하위 차급의 가솔린 승용차( SUV 포함)에 IVT를 적극적으로 탑재하고 있다. 경차인 캐스퍼나 터보차저가 달린 일부 차종, N 라인이나 N 같은 고성능 트림에서 제공하는 7~8단 DCT를 제외하면 하위 차급의 차량은 이제 거의 전량 CVT라고 보면 된다. 즉, 중형차 미만의 현대/기아 차량을 원하는 소비자는 좋든 싫든 CVT를 사용해야 한다. CVT를 정 쓰고 싶지 않다면 고성능 트림, 캐스퍼, 최소 투싼/ 쏘나타 이상 차급의 준중형 SUV나 중형 세단 이상으로 가야 한다.
현대트랜시스 홈페이지를 통해 확인 가능한 IVT 미션 중에 'CF28'이라는 미션이 있는데, 이 미션이 중형 세단에 사용될 것이라는 걸 암시하는 내용이 있다. # 이를 보면 진짜로 다음 세대에선 IVT를 적용한 쏘나타나 K5를 보게 될지도 모를 듯하다.
6.2. 쉐보레
마티즈에 아이치기계공업제 660cc용[26] CVT를 달았다가, 대재앙을 일으킨 적이 있다. 후속 차종이라 할 수 있는 스파크 S와 더 넥스트 스파크에 다시 CVT가 탑재됐는데, 자트코의 CVT7(JF015E)이 장착되어 마티즈 같은 문제는 발생하지 않는다.2018년 말리부 페이스리프트에 1.5L 터보를 대체하는 중형차 최초이자 유일한 직렬 3기통 1.3L 터보 엔진(E-TURBO)에 VT40 CVT를 조합해 9초대의 0~100 발진가속도와 최대 14km/L의 연비를 확보했으며, 이후 트레일블레이저에도 전륜구동(1.2T/1.35T) 한정으로 탑재되고 있다.
6.3. 닛산/인피니티
2000년대 초 엑스트로이드 CVT라는 트로이드 방식 CVT를 개발해 스카이라인 350GT-8(인피니티 G35)에 모델명답게 8단 CVT를 장착하는 등의 시도가 있었으나 내구성 문제로 얼마 가지 못 하고 포기했다. 그 이후 2017년 기준 CVT로 가장 유명한 것은 자트코(Jatco)의 엑스트로닉(Xtronic) CVT다. 이 자트코의 모회사가 닛산이기에, 닛산에서는 적극적으로 CVT를 채용한다. 실제로 닛산 대부분의 라인업에 CVT를 활용하고 있다.자트코에서 현재 주력으로 생산하고 있는 CVT는 경차 및 소형차, 일부 중형(~2.0L 까지)를 위한 CVT7 모델[27][28]과 중형과 준대형을 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 채택했으며, 이를 통해 내구성이 많이 개선됐다. 특히 CVT8은 300마력대의 3.5L 엔진까지 감당이 가능하며, 실제로 맥시마, 무라노, 패스파인더 등이 모두 3.5L 가솔린 엔진에 CVT를 탑재하고 출시됐다.
닛산이 대한민국에서 내놓은 모델들 중 7단 자동변속기나 6단 DCT가 달리는 스포츠카 370Z와 GT-R[29]을 제외한 전 라인업에는 자트코에서 만든 CVT가 달리며, 인피니티에는 7인승 크로스오버 SUV이자 패스파인더의 형제차인 QX60에 CVT가 달린다. 가솔린 하이브리드로 바뀐 무라노 2.5L 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 캐시카이같은 디젤 차량에 CVT를 달고 출시했다. 한국에서는 캐시카이가 1.6L 디젤 엔진만 출시됐지만, 러시아같은 데서는 2.0L 디젤 엔진 + 4WD + CVT 구성으로 출시된 적도 있다. 단, 캐시카이는 디젤게이트에 연루되어 한국에서 판매가 중단됐다.
최근엔 CVT가 고정된 RPM에서 가속하는 특성상 체감상 가속이 떨어진다는 느낌을 받는 것을 보완하기 위해 D-step이란 기술을 적용하여 마치 자동변속기가 변속하는 것 같은 느낌을 주어 이질감을 크게 줄였다.
여기까지만 보면 닛산은 CVT 특유의 내구성 문제를 해결한 것 처럼 보일 수 있으나... 결국 미국에서 집단소송 끝에 2억 7,700만 달러규모의 배상합의를 하는 등 내구성 문제에서 자유롭지 않은 상황.
6.3.1. 르노코리아
르노코리아는 르노-닛산-미쓰비시 얼라이언스로 묶여 있다 보니, CVT를 꽤 많이 사용하고 있다. 내수 라인업의 대부분에 CVT가 포함되어 있다.(게트락제 DCT가 달린 QM3, SM5 1.6L 가솔린 터보/1.5L 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 ~
6.4. 토요타
토요타 산하에 아이신이란 이름의 변속기 전문 자회사가 있으며, CVT도 개발하기 때문에 적용하는 경우도 있다. 넣지 않는 모델은 하이에이스나 랜드 크루저, 센추리 등 디젤이거나 토크가 센 차들, 혹은 86이나 수프라같은 스포츠카들이다.흔히 토요타의 하이브리드 자동차에 CVT가 들어간다고 잘못 알려져 있는데, 토요타의 하이브리드는 2개의 전기모터가 탑재된 직병렬식인 관계로 유성기어가 기어비를 변화시키며 변속기의 역할을 대신하는 eCVT가 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 E210계 코롤라에 적용됐다.
6.5. 혼다
9세대 어코드까지만 해도 2.4L 및 3.6L 에 5단 또는 6단자동 미션을 매칭했다. 그러다가 2016년 이후부터 L15B (1.5T) 엔진을 본격적으로 사용한 5세대 CR-V에서 CVT, 하이브리드에서는 eCVT 미션을 사용하기 시작했다. 시빅도 10세대부터 L15B 엔진과 K20 엔진에 CVT를 매칭하여 사용하기 시작했다. 10세대 어코드도 엔진 다운사이징으로 1.5T로 바뀐 이후 CVT를 매칭하기 시작했고, 2.0T 모델에서만 10단 자동 미션이 유지되었다.2024년 현재 생산되는 11세대 어코드 및 11세대 시빅, 6세대 CR-V는 L15 엔진 또는 K20 엔진만 사용하므로 전부 CVT 또는 eCVT만 달려 나온다. 혼다 자회사인 아큐라도 인테그라에 L15 시리즈 1.5T 및 2.0T 엔진을 사용하는데, 해당 모델의 1.5T에는 CVT가 매칭된다. 다른 엔진을 사용하는 패스포트, 파일럿, 혼자 자회사 아큐라의 인테그라 2.0T TLX, RDX, MDX의 경우 전부 10단 자동 미션을 사용하고 있다.
단, K 엔진에 터보차저를 결합하는 경우, 10단 자동 미션이나 6단 수동 미션이 들어간다. 즉, 같은 K 엔진이라도 자연흡기에만 CVT가 들어간다.
6.6. 스바루
처음으로 CVT를 사용한 것은 1987년의 저스티였으며, 반 도르네(DAF) 제품[31]을 사용했다. 그 외에도 일본 내수용 레거시 5세대 GT에 자사의 Lineartronic CVT를 적용했다.스바루 임프레자 WRX에 들어간 리니어트로닉 CVT. 영어를 몰라도 자전거에 비유하여 쉽게 설명이 되어 있다.[32]
2015년식부터 자사의 자랑인 스바루 WRX(최고마력이 270마력)에 CVT를 채용했다. 리뷰어들이나 소비자들이나 발표 때까지만해도 스바루가 미쳤다고 욕했지만 시승을 한 후에는 여지없이 극찬(!)했다. DCT와 비교해도 전혀 흠잡을 곳이 없다는 평가를 받았다.[33]
6.7. 아우디
아우디에서는 1999년부터 2010년 초반까지 콰트로가 아닌 세로배치 FF 모델[34]의 변속기는 아예 자사의 체인 구동식 CVT인 멀티트로닉으로 메워 버렸다. TDI 디젤 엔진 모델에도 CVT를 적용했다. 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.[35] 또한 모 회사의 DCT를 좀 더 밀어주기 위한 측면도 있었다.
6.8. 기타
- 포드 파이브 헌드레드 - AWD에는 ZF와 바타비아(Batavia)와 합작한 CVT가 달린 적이 있다. 하지만 너무 힘이 딸리는 엔진 때문에 페이스리프트 이후 V6 3.5L DOHC 엔진으로 교체하면서 삭제됐다. 다만 국내 정식 수입된 파이브 헌드레드는 모두 아이신 6단을 장착했다.
- 미니 해치백 1세대 원/쿠퍼 - ZF VT1F 미션이 달렸다. 신뢰도 좋다고 소문난 ZF답지 않게 내구성 문제가 심각하다. S는 내구성 우월한 아이신 6단을 채택해서 큰 문제가 없으며, 2세대부터 모두 아이신으로 갈아탔다.
7. 2륜차용 CVT
보통 스쿠터에 채용되는 2륜차용 CVT가 자동차용과 다른 점은 요구되는 토크가 낮고 원가를 절감해야해서 건식[36] 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 T-MAX.
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.[37]
8. 여담
레이, 모닝이나자동변속기의 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 닛산에서는 정작 자사의 스포츠카 모델에 CVT를 장착하지 않았다. 인피니티에는 QX60에만 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, 1993년 포뮬러 1에서 윌리엄스 레이싱 팀이 F1 레이스 카인 FW15C에 CVT를 적용하려고 시도한 적이 있었다. # 하지만, 규정상 실제로 투입되지는 못했는데, F1에는 엄연히 기어박스에 대한 규정이 있으며 당시 기준으로는 8단 시퀀셜 기어만 허용됐다. 만약 그 시절에 이게 허용됐다면, 쉽게 말해 다른 팀들은 다 매뉴얼 또는 시퀀셜 기어를 사용하는데 이 팀만 오토매틱으로 주행했을 것이다.
자동차를 벗어나면, 요즘엔 70마력 이상이 넘어가는 트랙터에는 CVT를 거의 기본으로 탑재하는 경우도 있다. 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 감속비와[40] 빠른 변속은 불가능하기에 이런 식으로 제작된 변속기는 자동차에 적용시키기는 어렵다.
CVT의 장점 중 하나가 구조상 기어변속에 단수가 없기 때문에, 변속충격이나 변속감이 없이 부드러운 속도 변화인데, 역으로 다단식 변속기에 너무 익숙해진 나머지 이에 적응하지 못하는 사람들이 많다고 한다. 그래서 차량 제조사에서 오히려 변속 느낌을 일부러 만들어 주는 경우도 있다.
9. 참고 주소
기름 덜 먹는다고? 무단변속기 논쟁,《아시아경제》, 2013년 1월 15일 작성. 2013년 11월 19일 확인.
[1]
위키백과에서는 CVT 혹은 무단변속기라고 검색하면
연속 가변 변속기 문서로 들어가진다.
[2]
DAF Variomatic 홍보영상
[3]
결정적으로 벨트식 CVT의 기술력이 토로이드 타입을 추월했다.
[4]
이런 현상이 심하면 '말타기'라고도 한다.
수동변속기의 경우 클러치 조작이 미숙해서 급격히 붙였을 때 발생하며, 자동변속기에서 이게 발생하면 유압회로 이상이나 미션오일 부족을 의심해야 한다. 아니면
원가절감 때문에 발생할 수도 있다.
[5]
고무벨트나 체인 방식의 경우 유연성이 좋아 같은 풀리 지름에서 더 넓은 기어비가 가능하다.
[6]
변속충격이 없어서 체감 가속력이 낮을 뿐이지 의외로 급가속력도 좋다. (엑센트 19년식 1.4 cvt가 1.6 자동변속기와 제로백이 비슷하게 나온다.) 처참한 내구성이 "가속력과 연비 가 둘다 훌륭하다"라는 장점을 모두 씹어먹어서 그렇지 (단점 항목에 후술)
[7]
100% 근처라고 표현한 이유는 완벽히 100%의 효율을 뽑아내는 것은
열역학적으로 불가능하기 때문이다.
[8]
수동변속기 대비 타 변속기들의 상대적인 효율이 그렇다는 것이지 실제 변속기의 동력효율을 말하고자 하는 것이 아님을 유의해야 한다. 변속기는 각종 기어들과 변속 오일의 마찰저항 때문에 직결을 하더라도 생각보다 까먹는 동력효율이 꽤 되며, 이 효율도 기어가 몇단에 있는가, 회전수가 얼마나 되느냐 등의 조건에도 크게 바뀐다. 다만 기계적으로 같은 변속비를 구현하더라도 수동변속기와 DCT 계열이 자동변속기보다 더 나은 효율을 보이는 것은 사실이다. 들어가는 기어의 수와 유압이 더 적기 때문이다.
[9]
자동변속기는 유압밸브에 쇳가루가 끼어도 1단 이상으로 안올라갈뿐 어쨌거나 기어가 물려있으므로 오버레브일지언정 운행은 가능하다. 게다가 기어는 깨지면 깨졌지 cvt처럼 갈리면서 쇳가루를 만들지는 않는다.
반면에 Cvt는 구조적인 특성상 쇳가루가 많이 생성되고, 쇳가루가 끼어버리면 풀리를 유압으로 눌러주지못해 D레인지에 둬도 중립이나 마찬가지인 상황이되어버리므로 고속도로 같은데서 이런일이 일어나면 매우 위험한 상황이 된다. 그래서 가속력과 연비가 매우 좋다라는 사기성을 지니고 있음에도, 그와 맞바꾼 내구성 때문에 싫어하는 사람이 매우 많다. [10] 미션의 변속속도 이상으로 빠르게 가속하는 것보다는, 보통 급가속 시에는 저단기어를 계속 물고가서 최대 토크/마력이 터져나오는 높은 회전대역에서 변속하도록 제어로직을 짜기 때문에 효율적인 회전대역을 유지하지 못하는 것이 크다. [11] 르노의 경우에는 르노-닛산-미쓰비시 얼라이언스의 협력체인 닛산에 CVT 시장의 대장에 가까운 자트코가 있어서인지 CVT를 많이 채용하는 편이다. [12] 미션쿨러쪽에 순환기계의 호스를 연결하여 한쪽으로는 신유를 주입하고, 한쪽으로는 폐유를 뽑아내는 방식. 신장투석기랑 비슷하다고 생각하면 된다. [13] 이외에도 8만km마다 오일팬 따서 밸브바디 전체청소, 16만km마다 리빌트 및 솔밸브 전체교체를 권장하고 있다. [14] 참고로 일반적인 토크컨버터 자동변속기는 10만 km 정도를 주기로 교환한다.애내들도 락업클러치는 중간에 직결되면서 맞물리는 순간 조금씩은 갈리니까.
[15]
RTFM란 단어가 왜 생겨났는지를 생각하면 된다. 기계치는 세상에 많고, 차덕후가 아닌 이상 메뉴얼을 정독하는 사람도 거의 없다.정작 현대차 매뉴얼에서는 밋션오일 무교환으로 되어있다
[16]
CVT에 대해 적잖은 부정적인 인식이 있고, 닛산을 직접적으로 소송했던 적이 있는 미국 자동차 커뮤니티에서도 CVT의 내구성 논란은 과장되었다고 보는 시각도 만만치 않다. 고장난 사례만큼이나 몇 십만 마일을 썩 문제없이 잘 타고 있는 소비자도 굉장히 많기 때문. 다만, 이들도 CVT 오일교환의 중요성에는 이견이 없다고 보는 편이다.
[17]
어처구니없게도 마티즈와 똑같이
한 체급 밑의 차량에 들어가던 밋션을 그대로 때려박았다는 것이 화근이었다.
[18]
사설에서 미션오일 한번 가는데 25만원정도 든다. 블루핸즈에서는 안 해준다.
[19]
이는 일반적인 오토 미션을 장착한 쏘나타, K5도 마찬가지이다. 시내주행이 잦아 변속기에 많은 부하가 가기 때문에 강화된 미션 쿨러를 장착한다. 대신 소음이 심히 커지기 때문에 일반 시중 모델에는 달지 않는다.
[20]
일본은 중형차에도 V6 엔진을 넣는 나라다. 배기량으로 세금 제도를 계산하지 않지만 차량 크기에 따라 세금이 달라지므로 중형차만 되어도 고급차로 인식하는 것. 그러다 보니 준중형차 엔진까지는 나오지만 2.0L 중형차 엔진은 SR 엔진 단종 이후 2.5L가 주력인 QR 엔진과 MR 엔진 이후로 잘 나오지 않는다. 꾸준히 개선은 했지만 힘이 딸린다는 소리를 너무 많이 들은 고로 배기량을 줄이고 터보를 달아
다운사이징에 편승하는 것처럼 한 것. 반대로 유럽은 소형차 시장 위주에
디젤 엔진이 주류라 중형차용 디젤 엔진이 없어 중형차에도 1.5L 디젤을 넣는 촌극을 일으켰다.
[21]
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.
[22]
흔히 락업 클러치 해제로 잘못 알려져 있다. 자동변속기의 경우 변속을 위해 락업 클러치 해제가 되는 건 사실이지만
자트코 CVT는 일정 속도 구간에 들어가면 락업 클러치가 동작한다.
[23]
단, 일정 RPM 이상 장시간 유지하면 미션 보호를 위해 강제로 변속된다.
[24]
토크 컨버터에서 유체 클러치를 거치지 않고 직접 회전축과 구동축이 기계적으로 체결해서 유체에 의한 출력손실을 줄인다. 닛산의 자트코에서는 락업 댐퍼란 용어를 사용한다.
[25]
예를 들자면 4단 변속기의 경우 3단에서 측정한다. 오버드라이브 기어갯수가 많은 8단 변속기등은 5단내지 6단정도에서 측정.
[26]
아시다시피 마티즈는 800(799)cc다.
[27]
2.0L는 CVT7 W/R란 파생형을 적용한다. 모델명은 JF020E. 1.8L까지 대응되는 모델은 JF015E.
[28]
CVT7 RW 모델 때문에 SM6 LPG와 QM6를 기다리는 사람들이 벌벌 떨었다 카더라. 하지만 우려와 달리 CVT8을 적용했다.
[29]
참고로 이 두 대는 아이치기계공업에서 변속기를 받아 온다. 어디서 많이 들어본 곳이라고? 그렇다. 과거 마티즈의 CVT를 납품했던 그 회사다. 자트코와 함께 닛산이 주식을 소유한 회사다.(자트코 75%, 아이치기계공업 100%)
[30]
이것이 후에 개량돼서 CVT7로 바뀌었다.
[31]
이후에는 저스티 외에도 동 시기 스바루의 경차인
렉스에도 확대적용되었다. 당시
피아트도
우노와
판다,
티포,
푼토 등에 셀렉타(Selecta)라는 사양을 통해 반 도르네제 CVT를 썼으며
로버 그룹도
로버 100 시리즈와
200 시리즈에 도입했다. 변속기 자체가 생산대수가 적어서 적용률은 낮았다.
[32]
영상을 보면 스틸벨트를 쓰는 경쟁사(닛산 Xtronic을 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 벨트의 접촉면적은 스틸벨트가 커서 토크전달과 내구성 면에서 유리하기 때문에 어느 쪽이 무조건 우수하다고 볼 수는 없다.
[33]
사실 스바루는 최초로 CVT를 상용화한 경력이 있었던 회사 중 하나로, 1987년의
저스티에 처음 적용했다.
[34]
자세히 설명하면
전륜구동인데, 가로배치가 아닌
FR 차량같이 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 벨트 및 체인으로 굴리는 특성상 그럴 필요가 없기 때문에 해당 모델에 대거 채용했다.
[35]
계기판의 P R N D S 표시가 모두 깜빡거리며 차가 안나가는 증상이 발생한다. 임시방편으로 미션오일을 5만 km마다 교체하라는 권장안을 냈지만, 이 권고를 충실히 따라서 관리한 변속기도 뻗어버리자 결국 미국에서는 집단 소송으로 번졌고, 10년 내에 변속기가 뻗으면 새 변속기로 교환하도록 판결이 나면서 단종을 결정했다.
[36]
마른상태로 돌아가며 오일이 들어가지 않는다. 자동차용은 냉각과 마모방지를 위해 밸트가 미션오일에 잠긴채로 돌아간다.
[37]
차후
전기자전거 형태의 전기스쿠터가 활성화된다면, 그리고 대략 1KW 이상의 출력을 낼 때 변속기를 장착한다면, 기존의 체인-스프라켓 구조보다 무단변속기를 장착할 가능성이 높다.
[38]
대한민국 사양은 QM5, SM5와 동일.
[39]
2012년 9월 이후 나온 소위 2013년형(코드명 L38-PH2) 이후 한정
[40]
일반 차량용 무단 변속기는 대략 2.5~0.4 가량 범위의 감속비를 갖추고 있다. 대충 기어비가 좀 넓은 편인 디젤용 6단 자동 변속기와 비슷하다.
반면에 Cvt는 구조적인 특성상 쇳가루가 많이 생성되고, 쇳가루가 끼어버리면 풀리를 유압으로 눌러주지못해 D레인지에 둬도 중립이나 마찬가지인 상황이되어버리므로 고속도로 같은데서 이런일이 일어나면 매우 위험한 상황이 된다. 그래서 가속력과 연비가 매우 좋다라는 사기성을 지니고 있음에도, 그와 맞바꾼 내구성 때문에 싫어하는 사람이 매우 많다. [10] 미션의 변속속도 이상으로 빠르게 가속하는 것보다는, 보통 급가속 시에는 저단기어를 계속 물고가서 최대 토크/마력이 터져나오는 높은 회전대역에서 변속하도록 제어로직을 짜기 때문에 효율적인 회전대역을 유지하지 못하는 것이 크다. [11] 르노의 경우에는 르노-닛산-미쓰비시 얼라이언스의 협력체인 닛산에 CVT 시장의 대장에 가까운 자트코가 있어서인지 CVT를 많이 채용하는 편이다. [12] 미션쿨러쪽에 순환기계의 호스를 연결하여 한쪽으로는 신유를 주입하고, 한쪽으로는 폐유를 뽑아내는 방식. 신장투석기랑 비슷하다고 생각하면 된다. [13] 이외에도 8만km마다 오일팬 따서 밸브바디 전체청소, 16만km마다 리빌트 및 솔밸브 전체교체를 권장하고 있다. [14] 참고로 일반적인 토크컨버터 자동변속기는 10만 km 정도를 주기로 교환한다.