드라이빙 테크닉 : 더블 클러치[double clutch] 테크닉 필요성에 대한 설명....[안전운전,차량관리]

더블 클러치 라는 기술에 대해서 들어본적 있으신가요 ?,.. 전혀 처음 듣는 분들도 계시고,얼핏 들어본 분들도 계실것이며..
이미 능숙하게 사용하는 분들도 계실겁니다^^;

더블 클러치....과연 무엇일까요 ?.. 두개의 클러치 ? 아니고요....
일단 기본적으로는 1번의 기어 변속시에 클러치를 두번 밟는 다는것을 의미 합니다.
한번의 기어변속에 클러치를 두번 밟는다?? 다소 아리송하게 생각 하실수도 있습니다.
하지만 분명 한번의 변속에 클러치를 두번 밟는 기술이 더블클러치 입니다.

일단 더블클러치에 목적에 대해서 설명을 드려야 할것 같습니다. [과거의 역사같은건 따로 언급하지는 않겠습니다^^;]
목적은 변속의 충격을 줄이며..변속을 하는 일련의 과정들을 손실 없이 매끄럽게...동시에 관련 작동 기계 부품에 잠재적인 데미지를 주지 않음을 위해 존재.

변속시 충격및 관련 부품에 데미지 발생원인 : 서로 회전속도가 다른 두개의 기어가 연결될때[synchro],각 회전차-치합각도에 따른 이격 문제로 충격 발생 가능성 존재.
여기서 말하는 서로 회전속도가 다른 두개의 기어는 출력축,입력축이 되며 이에 대해서 그림과 영상을 통해서 설명을 드릴생각 입니다.

좌측의 그림은 아주 간략하게 표시된 미션 내부의 구조 입니다.
[디퍼렌셜이 제거 되어 있군요^^;]
일단 좌측그림을 보면 두개의 축이 존재 함을 알수 있습니다
[각 기어에 대응하는 상대축 기어존재]

일단 아래에 있는 축[좌측에 클러치가 붙어있는]은 입력축 입니다.
왜 입력축 이냐 하면, 엔진의 동력이 미션 내부로 연결[유입]되는 부분 이기 때문 입니다.
그러면 당연히 위쪽에 있는축은 출력축이 되겠지요^^;
출력축은 디퍼렌셜[흔히LSD가 위치하는 곳]과 연결되어 등속을 통해 바퀴로 출력 전달,헌데 한가지 이상한게 있습니다.

사진만 보면 입력축과 출력축의 기어가 모두 연결되어있죠? 사실은 전혀 그렇지 않습니다.
쉽게 말해 서로 연결된 저 기어들은 모두 축과 별개로 헛돌고 있다고 생각 하시면 됩니다.
[사실은 양축의 기어중 한쪽만 헛도는 구조로 되어 있습니다^^...그냥 편하게 설명을 위해서 생략]

그럼 그렇게 헛돌고 있는 기어가 어떻게 동력을 전달하게 될까요 ??
그 동력을 전달하기 위해 입,출력축과 기어를 연결해주는 부분이 존재 하게 됩니다.
바로 이것이 싱크로를 동반한 슬리브[도그기어]이지요^^;

실질적으로는 변속 시 실수[rev보정실수,클러치 on미스]를 하였을때....
가르륵...하며 갈리는 부품은 출력을 전달하는 각단기어의 문제라기 보다는.
각단기어와 각 입-출력축에 연결에 있어 작용하는 슬리브[도그기어]의 작용시 발생하는 문제라는걸 알수 있겠지요^^;

좌측의 그림은 미션 내부의 출력축[회색의 막대]에
각단 기어[보라색-이라고 해두죠ㅋ]이 맞물려 있는 모습 입니다.
그리고 붉은색은 슬리브[Dog gear]이며 녹색은 싱크로[Cone type].
좌측의 그림을 보시면[클릭하면 크게 볼수 있음]
붉은색의 슬리브와 보라색의 각단 기어는 아직 맞물려 있지 않습니다.[중요]
참고로 현재 그림에서 생략 되어 있지만
보라색의 출력측 기어는 현재 입력측 기어와 연결이 되어 있는 것 입니다.[따로 설명]

또한, 현재 차량은 시동이 걸려있고...기어가 중립이라고 가정 을 하고 설명을 합니다.[더블 클러치 상황중 중립과 같은 상황]
-클러치가 연결되어 있기 때문에 입력축은 현재 회전을 하는 상황 입니다[당연히 입력축과 연결된 보라색 각단기어도 현재 회전중]
-하지만 출력축[회색막대]와 슬리브,싱크로는 아직 정지 중 입니다.[각단기어와 연결되어 있는것이 아님,각단기어는 혼자서 공전.]
-참고로 출력축[회색막대]는 슬리브,싱크로와 함께 연결되어있으며 슬리브는 출력축에 나있는 이빨[기어]를 통해 좌-우 이동가능.
-클러치 끊고 기어를 넣는 다면 좌측의 그림에서 슬리브가 우측으로 이동하며 슬리브-싱크로-각단기어가 결합= 출력축 회전시작.

여기서 핵심은 입력축과 출력축에 대한 개념을 확실히 해야 한다는 것 입니다.
입력축은 클러치를 통해 일직선으로 연결된 기어들의 축을 말하며,
출력축은 입력축과 수평적으로 맞물리는 기어로서 각단 기어비의 재조합을 위한 부분,

또한 기어가 중립에 위치에 놓였을때는, 입-출력축의 기어들은 부하를 받지 않고 헛돌고 있다는 것 입니다.
헌데 실질적으로는 모든 기어가 헛도는게 아닙니다. 요컨데 3단의 입력축 기어는 입력축과 고정되어 있다면,
이에 대응하는 출력축 3단은 헛돈다는 것이죠.

그리고 그 헛돌고 있던 기어는 실질적으로 체인지레버[실내의 기어봉]을 움직여 기어를 넣었을때
슬리브[도그기어]가 좌-우로 움직여서
실질적으로 입-출력축에 각단 기어를 고정[연결]시켰을때 비로서야 부하[출력]이 전달되는 구조 입니다 ^^;;
[최대한 쉽게 설명한다고 했는데 ...TT]

좌측은 투스카니 베타 2.0엔진용 미션의 출력축 기어가 블로우
[흔히 하는말로 미션 털렸다! 라고 하는 상황의 모습.]
과거 K 차량의 미션이 블로우 되었을때의 모습인데,
아주 한바퀴 돌아가며 깔끔하게 털린것을 볼수 있습니다. TT
미션의 구조를 이해 못했을때는 그저 변속 실수만으로 한달에 두세번씩 블로우가 있는줄 알았지만,
지금에 와서 보면...지속적으로 사용되는 250마력, 32토크
[약 3분이상 연속으로 10%구배의 오르막에서 풀 부스트!]와 불규칙한 노면에 의해
축적된 데미지에 의해 발생된 자연스런 현상이란걸 알수있었습니다.

좌측의 그림을 보시면 좌,우측 각단 기어 사이에 위치한 슬리브가
체인지 레버와 연결된 셀렉터 포크[selector fork]의
움직임에 따라서 좌-우로 이동을 하는것을 알구 있습니다.

좌측의 영어를 보면...
Selector fork slides dog gear backwards on splined shaft so
that dog teeth engage. 라고 하는데..개발 세발 K의 영어 의역은..

포크 셀렉터가 작동하여 입력축에 연결된 슬리브 [dog gear]가 출력측과 연결되지 않은 각단 기어에
연결되면서..각단기어와 출력축과 하나가 되도록 해준다.
대충 전 이렇게 해석을 했습니다 -_-;;;; ㅎㄷㄷㄷ 테클 절대 반사!![이거 원...번역기 안돌리려 하니...결국 초딩영어 실력 발각 TT;;]
 

슬리브-싱크-각단기어 연결 영상 보기

펼쳐두기..

보시면 정지되어있던 출력축[붉은색]과 슬리브 기어가 ....기어변속으로 인해 슬리브가 우측으로 이동하면서...
각단기어와 연결이 됩니다,.이와 때를 같이하여 정지되어있던 붉은색의 출력축이 회전을 하기 시작하게되죠.
이때, 슬리브가 우측으로 이동하면서 완전히 각단기어와 연결되지 않았음에도 먼저 출력축이 회전하는데..
이는 싱크로라고 하는 부분이 먼저 결합되어 매끄러운 변속을 유도하기 때문 입니다[상당 글의 사진중 녹색부분]

여기까지의 설명을 통해 미션 내부의 작동 구조와 그 형태에 대해서 파악을 하셨을거라 생각 합니다. 
그럼 이번에는 간단히 더블 클러치를 하는 방법을 소개하고 좀더 심도 깊게 논하도록 해 보겠습니다.

더블 클러치 실행 방법 :
[일단 각단 기어변속시 rpm차이를 감각적이나마 이해를 해야 합니다, 쉬프트 다운시 변하는 rpm량, 반대로 다운시에도 같겠죠.^^

다운 쉬프트의 경우를 먼저 설명 합니다.

[예를 들기위해 4단 4000rpm에서 3단으로 기어를 내린다고 가정하고 각단의 rpm보정량(차이)은 1300rpm이라 가정.]

-클러치를 밟아 엔진과 미션의 입력축의 동력을 제거[제한]한다, 그와 동시에 기어를 중립으로 내리고,
그 다음 클러치를 다시 연결[발을 뗀다]합니다.
이 과정에서 입력축과 출력축 사이의 부하가 사라지게 되므로
출력축-바퀴연결부분은 차량의 탄력주행으로 회전 속도가 유지되지만,
입력축의 경우는 회전속도가 떨어지게 됩니다(플라이휠의 무게에 따라서 정도가 틀리기는 합니다.),
이대로 기어를 바꾸면 속도차에 의해서 충격이 발생하죠-_-;

-중립 상태에서 4단과 3단의 rpm차이인 1300rpm만큼 엔진의 회전을 증가 시킵니다.
[실제로는 변속이 광속이 아니므로 -_- 여유있게 1500~1600rpm으로 보정]
이미 알고 계시겠지만 낮은 기어는 상위 기어에 비해서 같은 속도[km/h]에 비해서 가용 rpm이 높습니다,
이것이 바로 차량 기어비...존재의 이유이죠^^;
그래서 중립 상태[클러치를 밟지 않아서,엔진과 미션 내의 입력축이 연결된]에서 악셀을 밟아 rev매칭을 하게 되는것이며, 
이를 통하여....
바퀴[출력축]의 회전속도[km/h]대비 기어비 환산한 엔진회전수[rpm]을 맞추는 작업을 하게 되는것 입니다.
이를 rpm보정 or Rev라고 말을 합니다.
이와 같은 일련의 rpm보정을 통해 입력축[엔진] 과 출력축의 회전수를 최대한 극적으로 보정하여 기어를 넣을때
저항이 덜 걸리게 하는것, 이것이 목표입니다!!!


-두번째로 클러치를 밟고 기어를 변속 하게 됩니다.
이 부분만 보면 원클러치 쉬프트 다운과 차이가 없습니다. [더블 클러치의 핵심은 위에 두가지 이죠^^;]

여기서 rpm보정을 실수했을경우에 증상을 알고 넘어가야 합니다,..rpm보정을 많이했거나,적게 했을경우.
rpm보정을 많이했을경우는,.엔진 회전 속도가 변속기 보다 높기 때문에,...살짝 미끌어지며 들어갑니다.
순간 멍때리는 느낌이 나며,..그 외엔 큰 문제는 없습니다,..
보통 일반적인 운전자들의 "잘했다고 하는 힐엔토"에서의 rpm보정이 이러합니다..ㅎㅎㅎ

자...중요한건 rpm보정이 적었을경우에 문제가 됩니다.[이건 제법 큰 문제.]
혹시 완간 미드나이트라는 만화에서  GTR-32의 엔진 블로우 장면을 보셨나요?[운전자가 잽싸게 클러치를 밟죠.]
rpm보정이 적다는건... 엔진의 회전속도가...바퀴[변속기]의 회전속도 보다 적어짐을 의미합니다.[위에 기어비때문]

그렇게 되면 익히 잘 알고있는 엔진 브레이크가 걸리게 되는데[내부의 마찰을 이용한 제동을 말하며,악셀off가 대표적].
문제는,...주행중 악셀 오프나,간략한 rpm보정을 통한 부드러운 엔진 브레이크를 제외하고.

엔진-변속기의 속도차이가 크게 벌어질 경우,..차량의 주행밸런스를 흐트러 트릴만큼 강력한 엔진브레이크가 됩니다.
순간적으로 구동륜이 락[잠기는 현상]이 발생하며... 하중이동이 극단적으로 전륜으로 향합니다[특히 FF],
물론, 이와 동시에,...구동륜이 잠겼으므로,..
차량은 접지력을 상실하게 되며...운전자의 컨트롤 범위를 넘어서게 됩니다.

후륜 차량의 경우 이와비슷한것을 이용하여[클러치 킥?] 드리프트를 하기도 하는데,..일반적인 주행에선 위험하죠.
여튼,...하고싶은 말은...
RPM보정이 적었을경우..강력한 엔진 브레이크가 작동되게 되니 주의 하라는것 ! 입니다.

그 다음은 업 쉬프트의 경우

업 쉬프트[up-shift] 말 그대로 해석해서 기어를 상위 단수로 변속 하는 것을 말하지요,. 방법은 다운 쉬프트와 반대인데.
이 반대라는 것은 말그대로..기어를 내리는것이 아닌, 상위의 기어로 변경[올리는]하는걸 말합니다.

그럼,..위에 언급했었던 내용들중...각단의 기어비 차이 때문에 다운 쉬프트때 rpm보정[rpm상승]을 해준것이니..
반대의 경우 rpm을 내려줘야 한다는것을 이해하실것 입니다.
다만,. 여기서는 악셀을 컨트롤 하거나,다른것을 일체 하지 않은채..."단순히 기다려주는 것"만으로 충분합니다.

더블클러치 업 쉬프트 실행방법.[일단 각단의 기어비 차이는 평소에 확인해두시는 편이 하기 쉽습니다-익숙해지면 감으로!"
-클러치를 밟아 동력을 끊으며 동시에 기어를 중립으로 위치한다.[기어가 중립에 들어가면 클러치에서 발을 뗀다.]
-rpm이 기어비 차이만큼 떨어졌을때[실제로는 조금이전에.] 다시 클러치를 밟고 기어를 넣는다.
일반 기어 변속방법과 전혀 다를것 없는데,..그저 클러치를 두번 밟는것 뿐입니다.

다만 일반의 기어변속방법과 이 기어 변속 법의 차이점은...다운 쉬프트를 실행할때 낮은 기어에 맞게 rpm을 올렸다면,
반대로 내려가기를 기다려서 변속 하는것 정도 입니다.
요컨데 각단의 rpm차이가 1300이라면...그만큼 rpm이 떨어질때까지 기다렸다가 변속을 하라는 이야기가 되겠지요.
만약,.이를 무시하고 그대로 기어를 넣어 변속을 해봤자,..미션과 엔진의 속도가 틀리므로...실제 가속은 되지 않고.
순간 차량이 멍~ 한 현상을 보입니다... 물론,...잘못하면 싱크로가 갈려 버리기만 하지요.

요는 위에 말했듯... 바퀴의 회전속도-미션 입-출력의 회전속도...엔진[플라이휠]의 속도를 맞추어..
부드럽고 충격없는 변속을 위한 복잡한 동작들인겁니다.

솔직히 업 쉬프트의 경우 더블 클러치가 필요 없다고 봐도 무방하나...다운 쉬프트 때의 능숙함을 위해서라도
연습해두는 편이 여러모로 좋다고 생각하기에 제 경우에는 같이 연습을 해둬야 한다고 생각을 합니다.

요즈음은 기술이 좋고,..제품의 마감이 좋아서 이런 기술이 필요 없이도 기어가 잘 들어가니...과거의 불필요한 기술이다!라고..
많은분들이 말씀을 하십니다.

하지만 전 아니다! 라고 감히 말씀드리고 싶습니다,. 사실...안하면 좋은 기술인것은 분명 합니다.
익숙해지기 전 까지는 원클러치 변속에 비해 분명히 느립니다.[일정이상 빨라지면 그 상호간의 경계는 모호해집니다.]

헌데..전 그래도 더블 클러치 기술을 할줄 알아야 한다고 생각을 합니다.
이 기술을 자유 자재로 구사할수 있다면... 5단 미션중 3,4단이 블로우[소위 털렸다!라고..]되어도 주행이 가능하며.
싱크의 문제[조립,마모]로 기어가 제대로 변속이 안되어도 변속을 할수 있으며...
클러치 상태가 안좋아도 출발만 한다면[요컨데 레이싱]...어떻게든 이걸 이용해서 변속이 가능하기도 하기 때문 입니다.

뭐...그 이외에도 여러가지 장점이 있지만,.. 이쯤에서 포스팅을 마무리 하려고 합니다.
여러가지 의견이나,..궁금한 사항이 있으시다면... 댓글 부탁드립니다.[트랙백에 지난번 포스팅을 링크해 놓겠습니다.]