미션오일 이야기 - 8. 미션오일 온도와 수명(유온이 미치는 영향)

 

 

자동차의 정상 구동을 위해서는 수많은 부품과 오일 및 액체류가 필요합니다. 자동차에 충진된 액체 중 압도적으로 가장 많은 양을 자랑하는 것은 연료 일 것입니다. 물론 최근에 주유소에 들려 가득 주유를 했다면 말이죠.

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그 다음은 냉각수가 될 것입니다. 아마 연료탱크가 거의 비어 곧 주유를 해야 하는 상태일 때면, 냉각수가 자동차에서 차지하는 액체 중 가장 큰 비중이 될 것입니다.

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그리고 미션오일, 즉 자동변속기액이 그 뒤를 따르게 됩니다. 통상 엔진오일의 1.5~3배 까지도 많은 양이 충진되게 되는데요, 미션오일을 단순히 오일류로 분리한다면, 자동차에서 오일류 중 단연 가장 많은 양을 차지하게 됩니다. 차량에 따라 다르지만 통상 10리터 내외가 일반적입니다.

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미션오일 역시 여느 유압유나 윤활유와 마찬가지로 유온에 따른 성질의 변화나 자동변속기에 미치는 영향이 크게 변하게 되는데요, 과연 어느 정도의 유온 상승을 정상으로 볼 수 있을지, 그리고 유온에 따른 변속기액의 수명과 차량에 미치는 영향이 무엇인지 알아볼까 합니다.

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미션오일은 자동변속기 내부에 충진되어 변속 기능을 수행하도록 하는 액체 Fluid 입니다.

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흔히들 '미션오일' 이라고 부르고, 이미 명칭이 일반화 되어 있기 때문에 달리 부르지 않게 되었는데요.

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사실 미션오일은 단순히 오일이라고 보기에는 무리가 있는게, 윤활을 포함한 기본적인 오일의 기능 외에도 토크컨버터 안에서 강한 유체압력을 통한 동력 전달 기능을 수행하고 변속에 관련된 각종 밸브를 유압으로 제어하기도 하는 일종의 유압유의 작용도 병행합니다.

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또한 자동변속기 오일은 각 마찰부의 윤활과 동시에 클러치팩 디스크에는 일정한 마찰력을 제공하는 윤활과는 상반된 개념의 기능을 동시에 수행하기도 합니다.

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하지만 직접 만저보면 미끌 미끌 한 것이 오일은 또 맞아 보이는데요, 이런 오일인 듯 아닌 듯 한 이상한 오일은 이러한 복합적인 기능 때문에 영어권에서는 '액' (Fluid) 이라고 부르는데, ATF (Automatic Transmission Fluid) 즉, 자동변속기 '액' 인 것이죠.. 진정한 멀티 플레이어이면서 Chemical 기술의 절정체입니다. 이 변속기액은 물론 수명이 있으며, 동력전달, 변속 등 변속기와 관련된 모든 기능을 관장하기 때문에 노화로 인해 성상에 변성이 일어나거나 양이 조금만 달라져도 운행성에 큰 영향을 미칩니다.

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이번 포스팅에서 알아 볼 유온에 따른 영향 중 가장 큰 부분을 차지 하는 것은 아마도 부피의 변화에 따른 '레벨'일 것입니다. 실제 미션오일은 온도에 따른 체적의 변화가 큰 편인데요, 해당 내용은 아래의 포스팅을 참조해 주시기 바랍니다.

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미션오일이야기 - 5. 미션오일의 온도와 체적의 상관관계

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이 '자동변속기액'은 차량에 쓰이는 여타 오일류 보다 훨씬 세부적인 스펙이 요구되고 오일의 상성이나 온도에 민감합니다. 그렇기 때문에 위에서 알아본 유온에 따른 체적의 변화를 제외하고도 유온에 따라 변속기에 미치는 영향이 다양하게 되는데요, 차종에 따라 다르긴 하지만 보편적으로 70도 ~110도 정도를 정상적인 작동 범위로 보고 있으며 120~140도 정도 도달 시에는 자동변속기 보호를 위해 세이프모드 (3단 고정 등)로 진입하도록 설계되어 있는 경우가 대부분입니다.

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높은 유온이 미션오일 수명과 주요 부품에 미치는 영향

위 표는 단순 참고용이며, 비교적 예전 자료로, 최근 출시되는 차량의 경우 향상된 미션오일 품질과 엄격한 규격 그리고 변속기 자체의 발전으로 인해 주행상태가 양호한 경우에는 표에 명시된 주행거리 보다 긴 수명을 갖을 것으로 보입니다. 또한 여기서 명시하는 수명은 일정 효율이상으로 차량이 움직일 수 있다는 것이지, 신유처럼 부드럽고 효율적인 주행을 보증하는 것은 아니며, 그렇다고 명시된 주행거리를 넘기는 순간 차가 바로 멈춰 구동이 불가능 하거나 작동감이 불량하고 충격이 발생하여 정상 주행이 어렵다는 뜻도 아닙니다. 단지 일정수준의 효율과 부품의 보호 그리고 특정수준 이상의 부드러운 작동감을 보장 받을 수 있는 시기로 이해하시면 될 것 같습니다.

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일단 미션오일의 유온을 80도 내외로 꾸준히 유지한다는 전제로 보았을 때, 이론 상 최대 기대할 수 있는 수명은 16만 키로 입니다. 물론 기타 주행 환경이나 여러 가지가 완벽하다고 가정을 했을 때의 이론적인 수치이므로 참고만 하시면 되겠습니다. 하지만, 북유럽이나 러시아 같은 국가에서 단시간 위주의 주행을 하는 경우가 아니고서야 한국에서는 달성하기 어려워 보입니다.

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1) 최고 유온 90도 내외 (순정차량에 공랭식 쿨러 추가 장착 시)

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유온을 섭씨 91도 정도만 유지할 수 있다면, 수명을 8만 킬로까지도 기대해 볼 수 있겠는데요, 아마 별도의 공랭식 쿨러를 달면 100도 이상 상승하는 일이 거의 없기 때문에 이 범위 안에 든다고 봐도 될 것 같습니다.

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2) 최고 유온 100도 내외 (대다수의 순정 차량 중 가혹한 주행패턴 - 초고속주행, 급가속이 빈번한 차량들)

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온도가 지속적으로 100도를 상회하는 경우 수명은 3만 킬로대로 급속히 감소하며, 주요 메탈부가 배니쉬 성분으로 착색되어 정상 구동을 방해하기 시작합니다. 또한 이러한 상태로 2~3만 키로가 넘어가면 오일의 수명이 끝나기 때문에 변속 충격이나 간헐적 슬립 현상을 겪게 될 것이고 4~5만 키로 전후에 이러한 증상이 둔감한 운전자들에게도 전달이 되어 미션오일 교환점을 찾기 시작합니다. 아마 수랭 쿨러만 있는 차들 중 가혹한 운행 패턴을 하시는 분 대다수가 속하는 구간일 듯합니다.

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3) 최고 유온 120도 내외

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미션의 고장 또는 미션오일의 과주입이 아니고서야 도달할 수 없는 영역입니다.

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만약 120도가 넘는 구간에 자주 노출되게 되면, 변속기 내 수십 개에 이르는 고무씰이 경화되기 시작하고 내부적으로 누유를 일으켜 유압 작동이 오류를 일으키기 시작합니다. N에서 D 혹은 P에서 R 등 정차 중 변속 시 잠시 지연 후 쿵 하고 충격이 온다거나 하는 현상을 경험할 수 있습니다. 또한 저하된 오토미션오일 기능으로 인해 특정 구간 슬립형상이 잦아질 것이고요. 늘어난 저항으로 인해 연비 또한 저하됩니다. 이 정도 유온은 뜨거운 여름 긴 언덕을 고속으로 오른다거나, 트레일러를 끄는 차량, GEN 1~2 미션을 사용하는 쉐보레 차량 중 오일 교환시기가 도래할 때 즈음 되면 한 여름에 고속도로를 수시간 꾸준히 순항하는 것만으로도 쉽게 도달되는 온도입니다.

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4) 140도 초과

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정상적인 컨디션에 차량에서는 도달하기 어려운 영역입니다. 주로 미션오일 수명이 끝났거나, 물리적 고장, 미션오일 주입 과다가 주원인이 되며, 이 정도 온도에서 대부분의 차량들은 세이프 모드로 진입시켜 버려 차량이 3단에 고정됩니다. 120도 이상이 자주 목격된다면 무조건 진단을 받길 추천드립니다.

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우리나라에서 가장 일반적으로 접하는 경우는 1번과 2번의 중간 정도가 아닐까 합니다. 평소 80~90도 대의 유온을 유지하다가 언덕이나 급가속을 하거나 날씨가 더울 때 간헐 적으로 100도를 넘나드는 경우가 이 영역에 해당 되겠습니다. 이런 주행 패턴을 갖는 경우 평균적으로 8만키로가 되면 간헐적인 슬립이나 충격이 발생하기도 하며, 부하나 주행 스타일에 따라 6만~10만 키로가 되었을 때 미션오일 교환을 하는 것이 일반적입니다.

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유온을 낮추는 것만이 능사는 아니다 (히트익스체인져의 필요성)

사실 어떤 차든 간에 오토미션오일쿨러는 모두 존재하고 있습니다. 위에 사진처럼 대부분 수냉식으로 라디에이터 내에 있는 냉각수를 이용해 뜨거운 오일을 식혀주는데, 예를 들어 110도 정도의 미션오일을 80도 정도의 냉각수로 식혀주어 최종 온도를 90~100도 정도로 떨어뜨려주는 걸로 이해하시면 되겠습니다. 공랭식 만큼 냉각 성능이 높지는 못해도 서모스탯에 의해 일정하게 유지되는 냉각수를 사용하기 때문에 외기온과 관계없이(아무리 더워도 외부온도가 80도 이상되는 일은 없으니) 늘 일정한 냉각 성능을 보장해줍니다.

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유온이 높아도 문제가 되지만, 낮아도 문제가 됩니다. 유온이 낮은 경우 정상적인 기능 수행이 곤란하기 때문입니다.

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그래서 해당 쿨러의 또 다른 기능은 냉간 시 미션오일보다 온도 상승이 빠른 냉각수를 이용하여 역으로 미션오일을 데워주는 일종의 '미션오일 히터'의 기능입니다. 그래서 추운 겨울 첫 시동 후 운행을 하여도 이 오일 히터 기능으로 인해 빠르게 정상 온도 범위에 들어가게 됩니다. 미션오일은 정상 온도 범위 안에 들기 전에는 순환도 더디고 체적도 4~5% 적기 때문에 자동변속기의 입장에서 냉간 시의 미션오일은 점도도 이상하고 주입량도 정량에서 미달된 상태인 것과 마찬가지거든요. 당연히 반응도 둔하고 충격을 발생시키기도 합니다.

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유온은 '정상작동 범위'내에 있을 때 최상의 성능을 발휘

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이렇듯 미션오일이라고 해서 무작정 온도를 낮추는 것이 좋지만은 않습니다. 제일 좋은 것은 어디까지나 '정상작동 범위' 내에서 낮게 유지하는 것입니다. 너무 낮게 유온을 유지하는 현상을 흔히들 '과냉'이라고 표현하는데, 70도 아래로 떨러지게 되어도 효율성의 저하가 일어납니다.

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가장 비번한 오류 중 하나가, 사제 공랭식 미션오일 쿨러를 장착 할 때, 공랭식 쿨러의 써모스탯을 제거하거나 기존 수랭 쿨러를 삭제하여 직결하는 것인데, 사실 이는 수치상의 유온이 낮아지는 효과가 있어 심리적인 안정감은 있겠지만 변속기에게는 그다지 바람직하지 못합니다.

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물론 작업이야 더 편하고 빠르겠지만, 냉간 시 유온상승이 더디게 되어 변속기 내구성이나 운행감 그리고 효율면에서도 불리합니다. 그리고 냉각성의 효율에서도 기존의 쿨러가 삭제된다고 하여 더 우수한 것은 아닙니다. 똑 같이 공랭식으로 미션오일을 식히더라도, 미션에서 100도 정도의 오일을 바로 받아서 식히는 것보다, 순정 수냉식 쿨러를 통해 10도라도 온도가 떨어진 오일을 받아 식히는 것이 더 나으니까요. 물론 유로가 그만큼 늘어나겠지만 실제 이러한 유로 상승이 기인하는 변속기 시스템 유압의 부담은 생각보다 무시해도 무관할 정도로 매우 미비합니다.

 

 

본 미션오일 시리즈 포스팅은 주관적이고 개인적인 견해이고 일반적으로 통용되는 의견과 다를 수 있음을 참고하시기 바랍니다