자동변속기의 원리 (유성기어, 다판클러치)

https://youtu.be/ubHQ3ms0unA

자동변속기의 핵심은 유성기어(행성기어)이다.
유성기어의 구조는 아래와 같다.

가운데 선기어(흰색) 주변에 유성기어와 유성기어들을 연결시킨 캐리어(밝은 회색)가 있고 그걸 감싸고 있는 링기어(진한 회색)로 구성된다.
입력이 되는 엔진의 회전과 출력이 되는 바퀴의 회전을 어느 기어에 연결시키느냐에 따라서 다양한 회전속도, 기어비를 얻을 수 있다. 예를 들어, 영상 속 유성기어에서

링기어를 고정하고서 엔진을 선기어에 연결하면, 캐리어는 선기어가 3바퀴를 돌 때 한 바퀴를 도는 저속기어가 된다. 어렵게 머릿 속에서 돌아가는 모습을 상상할 필요는 없다. 위 영상을 보면 된다.
그래도 영상을 안 보는 분들을 위해, 좀 더 상상이 쉬운 하나의 예만 더 들어보면

캐리어를 고정한 상태로 엔진을 선기어에 연결하여 돌릴 경우 링기어는 반대 방향으로 돌게 된다. 이렇게 후진 기어를 얻을 수도 있다. 연결했다 풀었다는 다판클러치와 유압으로 한다.

빨갛고 파란 게 클러치이다. 바깥쪽 기어가 돌고 있을 때 파란 클러치판만 기어에 물려서 돌겠지만, 유압을 가할 경우엔

마찰을 통해 같이 돌고 그렇게 안쪽 기어도 연결되어 돌아간다.

이 유성기어와 클러치를 여러 개 써먹으면 더 다양한 기어비를 가진 자동변속기를 만들어낸다.

마무리

이정도 하면 궁금했던 부분들은 다 해결이 되었으리라 생각이 든다. 막 기어비를 계산하고, 구조를 설계하고 이런 토 나오는 부분이 궁금했었을 것 같진 않으니 말이다. 적어도 나는 이 정도까지가 흥미롭고 그 이상은 다루기 싫었다.
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