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수동변속기(Manual Transmission)의 기능과 구조
일반적으로 자동차용 엔진은 그 회전방향이 정해져 있고, 또 실용 회전 영역에서 엔진에서 발생하는 토오크는 일정한 편이라고 할 수 있습니다. 이에 반하여, 차량의 주행조건은 정지에서 출발, 저속 주행에서 고속 주행, 또는 후진 등 광범위하게 변화하는 것이 일반적입니다. 그러므로, 각 주행 조건에 맞춰 엔진 성능이 충분히 발휘되도록 하기 위해서는 변속기를 사용해야 합니다. 변속기에 요구되는 기능은 다음과 같이 정리할 수 있습니다.
(1) 변속되는 비율을 변화시킬 수 있어야 한다.
(2) 후진을 위해서 회전방향을 반대로 할 수 있어야 한다.
(3) 동력을 전달하지 않는 상태(중립 : Neutral)가 가능해야 한다.
이와 같은 기능을 수동으로 조작할 수 있는 변속기를 수동변속기(Manual Transmission)라고 합니다.
수동변속기의 구조를 살펴보면, 위 그림에서 볼 수 있듯이, 入力軸, 出力軸, 副軸(역회전축)의 3축과 조합을 통하여 정해진 변속비를 얻도록 하는 기어(Gear)들로 구성되어 있으나, 수동변속기는 차량의 구동방식이나 변속기 구조의 차이에 의해서 분류될 수 있습니다. 차량의 구동방식에 따라 분류하자면, 구동방식(FF/FR/MR방식 등)에 의한 탑재 위치의 서로 다름이나 동력분할 기능의 유무를 따지지 않더라도, FF방식에서 대표적인 入出力軸 平行型과 FR방식에서 대표적인 入出力軸 同心型으로 나눌 수 있습니다. 入出力軸 同心型에서는 종감속장치가 Gear Box내에 장착되는데, 따라서 동일 Box내에 변속기와 드라이브액슬이 한꺼번에 내장되는 특징을 가지므로 이를 Trans-Axle이라고 합니다.
한편 기어들을 설계할 때에는 요구되는 내구수명을 만족시킬 수 있도록, 기어에 가해지는 부하(응력)와 사용 빈도(결합횟수)를 고려하여, 구동측과 피동측 기어가 동일한 수명을 가지게끔 설계합니다. 근래에는 수명 향상의 수단으로 기어에 쇼트피닝(shot peening : 피로강도를 증가시켜 제품의 파괴, 파손을 방지하고 피로수명을 연장하는 금속표면처리 방법)을 실시하는 경우도 있습니다.
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