최근 페이스리프트를 거쳐 보다 과감하고 멋진 디자인으로 재탄생한 K7 프리미어 3.0GDI 차량입니다. 초반에 다소 어색했던 호랑이코 그릴도 거듭 개선을 변경하여 완성도가 정점에 다른 듯 합니다. 해당 차량의 차주께서는 장시간 연속으로 주행하거나 고부하 운전을 하는 경우 선선한 아침 저녁의 기온에도 미션오일의 온도가 110도 까지 오르내리는 것을 보시고 열화에 의한 내구성 및 성능저하의 우려로 저희에게 문의를 주셨는데요.
3.0GDI의 경우 디젤이나 여느 4기통 엔진들 보다 열이 많은 엔진이고, 변속기와 냉각수를 공유하고 물리적으로도 나란히 붙어 열이 전달되는 만큼 유온이 높은 편은 맞습니다. 하지만 상담 당시에도 안내드린 바와 같이 110도 정도의 유온은 실제로는 정상 구동온도 범위인 70~120도 안에 들기때문에, 살짝 높은감은 있을지언정, 차량의 내구성이나 성능에 큰 영향을 미칠 정도는 아닙니다. 실제로 120도를 넘나들기 시작하면, 슬립이라던가 급격한 오일 내구성의 저하와 같은 여러 문제들이 야기되기 시작되거든요. 그래도 정상 범위내에서 한계치 까지 유온이 넘나드는 상태이기 때문에, 추가로 쿨러를 장착하면 오일의 내구성 및 수명도 높이고, 특히 차를 오래 보유하실 계획이시라면, 향후 높은 유온으로 인해 야기될 수 있는 내부 씰의 변형이라던지 액츄에이터 고장의 확율을 낮출 수 있습니다.
자동변속기 오일은 엔진오일과 마찬가지로 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. 또한 자동변속기 오일은 각 마찰부의 윤활과 동시에 클러치팩 디스크에는 일정한 마찰력을 제공하는 윤활과는 상반된 개념의 기능을 동시에 수행하기도 합니다. 이러한 복합적인 기능 때문에 자동변속기 오일은 정확히는 영문으로 ATF (Automatic Transmission Fluid) 즉, 단순 윤활 개념의 오일이 아니라 ‘자동변속기액’이라고 합니다.
이 '자동변속기액'은 차량에 쓰이는 여타 오일류 보다 훨씬 세부적인 스펙이 요구되고 오일의 상성이나 온도에 민감합니다. 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.
그렇다면 유온 상승으로 인해 야기될 수 있는 문제점은 무엇이 있는지 한번 볼까요?
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.
1) 최고 유온 90도 내외 (공랭식 쿨러 추가 장착 시)
유온을 섭씨 91도 정도만 유지할 수 있다면, 수명을 8만 킬로까지도 기대해 볼 수 있겠는데요, 아마 오늘 작업같이 공랭식 쿨러를 달면 일상적인 주행으로 100도 이상 상승하는 일이 거의 없기 때문에 이 범위 안에 든다고 봐도 될 것 같습니다. 또한 별도의 쿨러를 통해 전체적으로 낮아진 자동변속기의 오일 온도는 기존 수냉식 쿨러가 가하는 라디에이터 내에 냉각수의 열 부담률도 하락하게 되어 미비하긴 하지만 엔진 수온을 낮추는 데에도 기여하게 됩니다.
2) 최고 유온 100도 내외 (대다수의 순정 차량)
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.
3) 최고 유온 120도 내외
공랭식 쿨러가 있다면, 미션의 고장 또는 미션오일의 과주입이 아니고서야 도달할 수 없는 영역입니다.
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.
4) 140도 초과
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.
입고 직 후 측정한 유온입니다. 멀리서 오시긴 했지만 100도를 넘어갑니다. 물론 이날 낮 최고 기온이 31도에 치닫는 올해들어 최고 더운 날이었다고 합니다.
장착이 될 쿨러입니다. EQ900 차량에 순정품으로 장착되어 출고되는 것과 동일한 부품으로, 자동변속기약 전용 공랭식 쿨러 입니다.
사실 어떤 차든 간에 오토미션오일쿨러는 모두 존재하고 있습니다. 단지 그 기능이 냉각만 있는 것이 아니라 냉간시 정상온도까지 데워주기 위한 기능도 함께 하기 때문에, 히트익스체인져라 불리게 됩니다. 위에 사진처럼 대부분 수냉식으로 라디에이터 내에 있는 냉각수 혹은 같은 원리이지만 별도로 위치한 열교환기를 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 보장해주고 더불어 냉간 시에는 미션오일보다 온도 상승이 빠른 냉각수를 이용하여 역으로 미션오일을 데워주는 일종의 '미션오일 히터'의 기능을 제공하기도 합니다. 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.
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.
이런 이유로 기존 수랭 쿨러를 삭제하여 직결하는 것은 그다지 바람직하지 못합니다. 물론 작업이야 더 편하고 빠르겠지만, 냉간 시 유온상승이 더디게 되어 변속기 내구성이나 운행감 면에서도 불리합니다. 그리고 냉각성의 효율 면에서도 기존의 쿨러가 삭제된다고 하여 더 우수한 것은 아닙니다. 미션에서 100도 정도의 오일을 바로 받아서 공랭식으로 식히는 것보다, 순정 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.
써모스탯 까지 제네시스 플래그쉽에 장착되는 순정 부품이기 때문에 신뢰도가 높으며, 차 후 사고로 의해 파손이 된다 하여도 부품수급이 편하고 볼트 두개반 풀러 쉽게 교체가 가능한 장점이 있습니다.
호스를 고정하는 클램프도 순정과 동일한 방식입니다.
장착을 위해 필요한 브라켓 입니다. 본래는 부식이 없는 은색의 알류미늄재질로 해당 차량의 맞는 크기로 재단 후 외부에서 볼 때 이질감이 없도록 흑색으로 도장을 완료하였습니다.
일단은 열을 좀 식혀야 겠습니다. 너무 뜨거워서 옆에만 가도 땀이 줄줄 나는 온도입니다.
범퍼 탈거에 앞서 마찰이 발생할 수 있는 부분은 사전에 꼼꼼히 마스킹하여 보호합니다.
시원하게 범퍼를 탈거하였습니다.
장착위치를 한번 더 점검합니다. 차 후 범퍼 장착시 간섭이나 공기흐름이 원활한 부분인지 꼼꼼히 확인합니다.
장착은 너트리벳을 강력하게 고정시킨 후 너트로 고정됩니다. 튼튼하게 고정될 뿐만 아니라 추가되는 브라켓의 갯수도 줄일 수 있고 차 후 교체가 필요한 경우에도 가공 없이 볼트만 풀고 조이면 쉽게 교체가 가능합니다.
반대편에도 너트리벳을 강력하게 박아 놓습니다.
볼트로 강력하게 고정된 미션쿨러의 모습니다. 최 하부 범퍼레일(봉)과 중간 범퍼레일 사이에 위치하여 큰 사고가 아니고서야 파손으로 부터 자유롭습니다.
쿨러 설치가 완료 되었으니, 이번에는 유압호스를 변경하여 별도의 히트익스체인져에서 냉각수로 어느정도 냉각이 되어 토출되는 변속기액이 변속기로 바로 유입되기 전에 지금 설치한 쿨러를 한번 더 통하도록 수정해 줍니다. 쿨러 호스는 많이들 아시는 파커 호스로 준비했습니다. 35KG의 중압은 물론 고온에 대응하는 스펙으로 실제 요구되는 성능에 몇 배 이상 강하며, 수년간 미션오일쿨러 라인으로 사랑받는 검증된 제품입니다.
장착을 모두 마치고 범퍼 장착과 미션오일 보충 후 레벨링 작업만 앞둔 상태입니다.
상단에 호스와 연결되는 부위가 써모스탯 입니다. 냉간시에는 빠른 유온상승을 위해 라디에이터 쿨러를 통해 데워진 오일을 별도의 쿨링과정 없어 바이패스 시켜 미션으로 바로 회기 시킵니다. 또한 주행시에도 유온이 일정 수준으로 식었을 때 역시 과냉방지를 위해 회기 시킵니다. 만약 고장난다 하더라도 순정 수냉미션쿨러가 그대로 일을 하기 때문에 직결형과 달리 아무런 해를 끼치지 않습니다.
해당 써모스탯의 경우 냉간시 완전 닫힌 상태에서도 100% 바이패스가 아닌, 약 80%만 바이패스 시키고 20%정도는 쿨러를 따라 순회를 시키게 설계되어 있습니다. 이러한 설계는 써모스탯 본연의 기능을 수행하면서도 완전 개폐시 나타날 수 있는 갑작스런 저항으로 인한 미션오일의 거품생성을 방지 할 수 있으며, 겨울철 써모스탯 오픈온도가 미 도달 되는 주행환경에서 지속적으로 주행해도 오일이 쿨러에서 순환되지 않고 고여있게 되는 현상도 없습니다.
또한 지금과 같이 첫 작업 시나, 미션오일을 교환하게 되는 경우 레벨링을 보기 위해 미션오일 유온을 쿨러 순환온도(70도 이상) 까지 올려 쿨러에 오일을 빼고 다시 온도를 올려 채우고 최종적으로 레벨링온도 (50도) 까지 최소 2~3시간 넘게 기다려야 하는 일도 없겠고요.
아! 그리고 EQ900 미션오일쿨러의 IN OUT 방향에 대한 논의가 많은데, 사진과 같이 장착시 아랫 쪽이 IN 입니다.
동호회나 여타 DIY 자료를 보면 50% 이상은 거꾸로 되어 있습니다. 물론 작동 원리상 거꾸로 체결되어도 큰 문제는 없습니다만, 그래도 거품생성이라던지 계산된 저항값 등 무엇인가 다른 부분이 있으니까 제조사에서도 굳이 구분을 해 놓았을겁니다.
호스의 경우 간섭이 예상되는 부위는 구경이 큰 냉각수 호스로 감싸 보호해 줍니다.
설치가 완료되었으면, 쿨러 및 설치된 호스만큼 증가되는 변속기액 만큼 보충을 해 줘야 합니다. 실제로 약 500ML 내외가 추가로 필요한데, 호스의 길이 및 여러 요건에 따라 미세하게 차이가 나기 때문에, 의도적으로 예상되는 양에서과주입 후 레벨링을 다시 보게 됩니다.
주입을 마치고 레벨링 작업에 들어갑니다. P-R-N-D 변속을 통해 신유를 잘 돌 수 있도록 한 후 규정 레벨링 온도 범위에 들 때 까지 기다립니다.
규정 레벨링 온도 범위인 50~60도의 딱 중간인 55도에 약간 못 미칠 때, 레벨링플러그를 개방 후 과주입 분을 주르륵 하고 모두 버려 줍니다.
주르륵 하던 과주입분이 수 초 이내에 똑똑 떨어질 때, 신품 가스켓을 삽입 후 드레인플러그를 빠르게 잠궈 줍니다.
레벨링은 정확하게 55도에서 완료 하였습니다.
오버플로우 레벨링으로 배출된 오일입니다.
저희한테 교체하신지 얼마 되지 않아 오일의 상태는 신유의 색과 동일합니다.
레벨링을 마친 후 시운전을 다녀 옵니다. 저번 주 미션오일 교체만 하셨을 때 시운전 후 복귀했을 때 온도가 90도 초반이었는데, 오늘은 날씨도 훨씬 더 더웠고(낮 최고 기온 31도) 시운전도 더 길게 하였는데, 복귀 후 온도가 79도 정도 이고, 에어컨을 틀어 놓은 상태에서 5분 정도 방치 하니 라이디에이터 팬의 바람으로 인해 정차 중인데도 70도 중반까지 떨어집니다. 유온 냉각의 성능은 확실해 보입니다.
확실한 쿨러의 효과를 확인했으니, 이번에는 작업부위의 누유나 흔적은 남지 않았는지 꼼꼼하게 확인 후 거대한 언더커버를 닫아 줍니다.
작업이 끝난 모습인데요, 다른점은 찾아 볼 수 없습니다.
가까이서 보면 모비스 정품 스티커가 보이는구요. 하부 범퍼 개구부에 맞춰 간섭없이 정확하게 모든 쿨러의 쿨링 면적이 모두 노출되어 있습니다.
감사합니다! 무더운 여름 앞으로 유온상승 걱정 없이 즐겁고 안전한 드라이빙을 즐기시고 변속기 내구성과 부드러움도 더 오래도록 지키시기 바랍니다!
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