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언젠가 자동변속기에 관해서 글을 읽은 기억이나 찾아봤더니 아직
있네요. ^^; 발췌해서 올립니다. 어제 가장님이랑 심도깊게
나눴던 부분.. 역시나 가장형님 샤프하시네요. 콕~! 짚으셨어요.
전창기자의 '자동차과학' 발췌
수동변속기의 클러치 역할은 자동변속기에서 토크변환기(torque
converter)가 담당한다. 토크변환기는 엔진쪽과 변속기 본체쪽에 각
각 연결된 회전날개를 가진 금속바퀴다. 엔진쪽에 연결된 회전날개(버
킷, bucket)는 펌프 임펠러(pump impeller), 변속기 본체에 연결된 것
을 터빈 러너(turbine runner)라고 한다. 토크변환기 안에는 자동변속
기용 오일을 가득 넣는다. 작동 원리는 선풍기 두 대를 맞대어 놓고
한쪽 선풍기만 작동시키면 다른 쪽도 같이 도는 것과 같다.
펌프 임펠러쪽은 엔진에 시동이 걸려 있으면 항상 회전한다. 임펠러
회전날개의 회전은 오일을 따라 돌게 해 변속기쪽 터빈 러너를 돌린
다. 유체를 매개로 동력을 전달시키다 보니 아무래도 직접 맞붙이는
클러치를 사용하는 수동변속기보다 동력과 연료 효율이 떨어진다. 이
것이 자동변속기 차량이 수동보다 평균 10~15% 연료를 더 소비하는 이
유다. 하지만 고체 판을 맞대어 붙이는 수동변속기보다 동력을 잇거
나 끊을 때 충격이 적은 장점도 있다.
자동변속기의 기어는 행성기어장치(planetary gear system)라 한다.
행성기어라는 명칭은 이 장치가 마치 태양 주위를 지구가 공전하는 것
과 유사한 형태를 이루고 있기 때문이다. 가운데 태양기어가 있고 그
바깥쪽으로 보통 2~3개의 행성기어와, 행성기어를 연결하고 있는 행성
기어 캐리어가 자리잡고 있다. 또한 인터널기어, 또는 링기어라고 불
리는 것이 공전궤도와 같은 역할을 한다.
자동변속기에서 오일의 역할은 절대적이다. 토크변환기는 오일의 회전
에 의해 작동한다. 더구나 변속비를 결정하는 행성기어의 조합도 오일
의 역할이다. 클러치와 브레이크의 작동이 오일의 압력에 의해 이루어
지기 때문이다.
많은 운전자들이 엔진오일은 열심히 교환해주면서 자동변속기 오일에
는 무심한 것을 종종 목격한다. 수동변속기 오일은 양이 부족하거나
상태가 썩 좋지 않더라도 작동에 커다란 문제를 일으키지는 않는다.
그러나 자동변속기 오일의 경우는 사정이 틀리다. 만일 자동변속기 오
일의 양이 부족하면 당장 동력을 전달해주는 토크변환기가 제 역할을
못한다. 더구나 오일 자체가 열로 인해 산화돼 상태가 급격히 나빠진
다. 변속기 본체의 클러치에도 무리를 줘 헛도는 슬립현상도 나타나
게 된다.
자동변속기는 비싼 만큼 고장이 발생하면 수리비가 만만치 않다. 또
구조가 복잡해서 전문 기술자가 아니면 손볼 엄두도 못낸다. 자동변속
기의 올바른 관리는 오일의 양과 상태 체크로부터 시작된다는 것을 명
심하자.
오일의 상태가 나빠지는 원인 중 대표적인 것은 오랫동안 정지해 있
을 때 기어레버를 주행모드에 놓고 브레이크를 밟고 있는 경우다. 이
경우 엔진쪽 회전날개인 펌프 임펠러쪽은 돌고 있는 반면 바퀴에까지
연결된 터빈 러너는 정지상태다. 오일의 순환이 원활치 않아 열이 발
생하면 오일이 산화돼 변속기에 나쁜 영향을 준다. 이런 상태를 실속
(stall)상태라고 한다.
반대로 중립(N)이나 주차(P)모드에서는 토크변환기는 돌고 행성기어장
치에 연결시키는 클러치는 동력이 끊어져 있다. 토크변환기 자체가 돌
고 있으면 오일의 온도가 상승되는 것을 막을 수 있다. 적어도 1분 이
상 정차해 있는 경우에는 P나 N에 기어레버를 놓는 습관을 기르라는
것은 이 때문이다.
반대로 언덕길을 내려갈 때 기어를 N모드에 두고 내려가는 경우도 있
다. 이 또한 변속기에 무리를 주게 된다. 동력이 끊긴 상태라 오일펌
프는 엔진회전수에 맞추어 작동하는 반면, 차의 속도는 높아 변속기
본체 내부 오일이 과열돼 본체가 몽땅 망가질 우려가 있다. 더구나 언
덕길을 중립상태로 내려갈 때 감속을 브레이크로만 해야 돼 브레이크
에 이상이 생길 수도 있다.
한편 주차위반이나 고장 등으로 견인될 때 자동변속기는 특히 주의가
필요하다. 수동변속기는 견인시 기어레버를 중립에 두면 무리가 없지
만 자동변속기는 구동바퀴가 땅에 닿은 채 견인되면 변속기에 무리가
생길 수 있다. 엔진이 꺼진 상태에서는 오일펌프의 작동이 중단돼 변
속기 내부의 각종 클러치가 망가질 수 있기 때문이다.
자동변속기 고장 원인 중 하나가 차가 다 서기도 전에 P모드로 기어레
버를 이동시키는 것이다. P모드는 기어 톱니에 일종의 갈고리를 끼워
움직이지 않도록 고정시키는 것이다. 차가 움직일 때 P모드로 이동시
키면 회전하고 있는 기어 잇날에 갈고리가 닿아 기어가 망가지고 만
다. 특히 주차할 때 이런 일이 자주 일어난다. 차가 완전히 정지했나
를 확인한 후 P모드로 레버를 움직이는 습관을 기르는 것이 좋다.(핸드브레이크 먼저 작동) |
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