글로벌 완성차 업체들이 연비 개선 기술 개발에 진력하고 있는 가운데, 국내 한 벤처기업에서 신개념의 무단(無段) 변속기(CVT) 기술 특허를 개발했다.

아직 상용화 전 단계지만 이론상 자동변속기 대비 연비 효율을 30% 이상 높일 수 있어 제품 개발로 이어진다면 업계에 변화를 가져올 전망이다. 이 업체는 현재 글로벌 자동차 회사를 대상으로 마케팅 투자 협의를 진행 중이다.

7일 씨티에스(대표이사 최태수)는 신개념 무단변속기 CTS-CVT 모델Ⅱ의 원천원리기술특허 개발을 완료하고 미국의 바실레이아(Basileia) LLC그룹과 해외계약컨설팅협정을 체결하고 밝혔다.

최 대표는 "현재 제너럴모터스, 크라이슬러, 포드, 메르세데스-벤츠, 폭스바겐 등 세계 굴지의 자동차 회사를 대상으로 마케팅과 투자협의 활동 중"이라고 말했다.

최근 글로벌 완성차 업체들은 연료 효율을 극대화할 수 있는 차세대 변속기 개발에 열을 올리고 있다.

국내에서도 연비 효율이 높은 수동 변속기를 자동화한 듀얼클러치변속기(DCT)를 장착한 차량이 출시되며 연비에 대한 소비자들의 관심을 짐작케하고 있다.

이와 함께 차세대 변속기로 각광받았던 CVT는 이론상 가장 이상적인 형태의 변속기로 부각됐으나 최근에는 다소 관심이 시들해졌던 것이 사실이다.

CVT는 수동·자동 변속기와 달리 일반적으로 많이 쓰이는 1~5단까지 계단식의 단(段) 구분이 없어 각 단에 맞는 기어가 필요없다.

특히 자동변속기는 엔진회전수(RPM)에 따라 1단부터 차례로 기어를 동력전달축에 물리는 데, 이 같은 구조가 필요 없기 때문에 변속기 내부 구조가 간단하고 가볍다는 것이 특징이다.

또 기어를 바꿀 때 나타나는 연료 소모와 단절적인 변속감이 느껴지지 않는 것 또한 장점이다. 최근 글로벌 완성차 업체들이 10단 이상 고단의 변속기를 개발하는 이유도 기어를 촘촘하게 설정, 이 같은 문제점을 해결하려는 해법. 이 때문에 CVT는 이론상 가장 이상적인 형태의 변속기로 평가 받는다.

하지만 그동안 미국, 일본 글로벌 완성차 업체들은 CVT 시장에서 소기의 성과를 거두는 데 실패하고 철수하거나 근근이 명맥만 이어오고 있다. 왜 일까?

문제는 슬립(미끄러짐). 그동안 상용화된 CVT는 벨트와 도르래의 조합을 통해 동력을 전달해왔는데 벨트와 도르래 사이에 마찰력 부족으로 슬립 현상이 발생하는 것이 단점으로 지적됐다.

이를 보완하기 위해 글로벌 완성차 업체들은 벨트의 소재를 고무에서 메탈 체인으로 변경하거나 마찰력을 높이기 위해 토로이달(Toroidal)이라 부르는 도르레 2개를 접합시키는 등 효율성 개선 작업을 진행해왔으나 기대했던 성과는 내지 못했다.

결국 현재 기술력에서 보면 CVT는 엔진출력이 낮은 경소형차에만 주로 사용되는 실정이다.

이 회사의 대표를 맡고 있는 최 대표는 CVT의 고질적인 문제를 매우 단순하게 극복하는 데 성공했다고 설명했다.

그는 한양대 공대를 졸업, 대우자동차 생산기술팀장으로서 국민차 프로젝트 트랜스미션 개발을 주도한 이력이 있다. 티코의 트랜스미션 개발이 그의 손을 거쳤다.

최 대표는 기존 CVT 기술의 핵심인 '벨트-도르래' 구조에서 벗어나 '체인-기어' 구조 방식으로 변경했다. 유성기어와 체인기어 2개의 기어가 체인을 통해 이(tooth) 물림 방식으로 동력을 전달하기 때문에 미끄러짐을 최소화한다는 것. 출력이 높은 대형차까지 적용이 가능하다는 것이다.

최 대표는 "그동안 글로벌 업체들의 CVT 개발사에서 체인과 기어를 사용한다는 것은 경량화 추세와 맞지 않아 배제됐지만 발상의 전환을 통해 기술 특허 개발에 성공했다"고 말했다.

이를 통해 기대하는 효과는 결국 연비 절감이다. 그동안 CVT의 한계로 제기됐던 슬립 현상을 최소화해 연료 낭비를 막아 효율을 높일 수 있을 것이란 계산이다. CVT의 구조가 단순한 만큼 제품의 무게도 가벼워진다는 점에서 경량화에 유리한 측면이 있다는 게 회사측의 설명이다.

그는 "자동변속기 대비 약 30% 이상, 수동변속기나 듀얼클러치 변속기 대비 약 20%의 연비 절감 효과를 기대하고 있다"며 "제조비용도 변속기 중 가장 저렴한 수동변속기 수준까지 낮출 수 있을 것"이라고 말했다. 자동변속기(AT) 원가의 50~70% 수준의 원가 경쟁력을 확보했다는 설명이다.

특히 최근 국내외 자동차 변속 기술로 각광 받고 있는 듀얼클러치변속기(DCT)와 연비는 물론 가격 경쟁에서 우위에 있다고 최 대표는 주장했다.

최 대표는 "DCT는 수동 변속기를 자동화시키면서 연비 효율이 높아졌지만 제작원가가 자동변속기의 2배 이상 고가라는 단점이 있다"며 "CVT의 기술이 더 앞서 있다고 본다"고 말했다.

이 회사는 지난해 CVT 모델Ⅰ의 원천원리기술특허를 개발한 데 이어 올해에는 기어의 숫자를 2개에서 1개로 줄여 효율성을 높인 CVT 모델Ⅱ의 기술특허 등록을 마쳤다. 이미 한국을 비롯한 일본, 미국, 캐나다, 러시아 등 5개 국가에 특허 등록을 마쳤고 중국, 유럽연합(EU) 등 국가에도 특허 출원 중이다.

CTS는 국내 업체와 제품 개발 협력을 위한 논의를 진행 중이며 글로벌 완성차 업체를 상대로도 마케팅을 진행 중이다. 또 풍력발전, 선박 등 다양한 분야에 적용이 가능할 것으로 보고 발전회사 등과 접촉 중이다.

최 대표는 "CTS-CVT 모델을 적용하면 오는 2015년부터 실시되는 자동차 연비규제(연비 17km/ℓ)에 대한 글로벌 완성차 업체들의 걱정도 덜 수 있을 것으로 자신한다"며 "이번 미국측과의 계약은 주로 자동차부문에 국한한 것으로 그 외 풍력, 선박, 각종 산업기계분야 등의 국내외 리더 회사와 접촉을 진행 중"이라고 밝혔다.

/뉴시스

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