아우디 A6 C7 차량이 구동계의 중요한 소모품인 오일류 교체를 위해 입고되었습니다. 보통 8~10만키로 주기로 전체적으로 교체를 해 주시면 고장 없이 높은 효율과 부드러운 승차감을 오래도록 누릴 수 있습니다.
해당차량의 경우 세로배치형 엔진에 후륜구동형 ZF 8단 변속기가 매칭되어 있으며, ZF8단 변속기의 출력은 트랜스퍼케이스를 통해 항시 전륜 40% 후륜 60% 출력을 배분하고 있으며, 전륜과 후륜에 필요에 따라 비율을 달리하며 배분합니다. 최근 많이 쓰이는 전자식으로 미끄럼을 감지 후 해당 바퀴에 필요한 파워를 보내는 방식이 아니라 토센방식의 기어가 맞물려 돌며, 끊김없이 연속적으로 구동력을 실시간으로 배분하는 기계식 상시 사륜으로 애초에 미끄럼 자체를 거의 허락하지 않고 토크 배분 속도와 정확도를 전자식이 따라오기 힘듭니다. 하지만 무게가 무겁고(다행이 최하단 중앙에 위치하여 무게중심을 상승시키지 않음) 효율이 떨어지기 때문에 아쉽게도 최근에는 점점 사라져 가는 추세 입니다. 개인적으로 터보보다는 슈퍼차져를, 그리고 전자식 보다는 기계식 사륜이 자동차의 재미와 성능면에서는 우월하다고 생각하고 있는데요, 이 두가지 장치 모두 신형에서 사라져 버려서 너무 아쉽습니다.
현재 A6 C8 그리고, C7 디젤들은 토센이 아닌 일반적인 전자식 사륜구동이 들어가고 있으며, 현재 기계식 토센을 쓰는 대표적인 차량은 효율이나 경제성에는 관심이 없고 오직 성능과 드라이빙 감각만 생각하는 벤틀리 정도 밖에 없을 것 같습니다.
전륜 및 후륜 디퍼런셜 오일 교환
디퍼런셜 장치는 자동차가 회전하는 경우 또는 노면의 차이로인해 좌륜과 우륜의 속도차가 발생하는 경우 회전속도를 달리하여 출력을 끊김없이 보내 주는 장치입니다. 예를들어 급하게 회전하는 차량의 경우 회전방향의 내측 바퀴는 외측 바퀴보도 속도가 확연히 느리게 되는데, 이 때 내측에 부하가 걸리는 만큼 외측을 더 빨리 돌도록 해주는 기어 장치로, 역시 톱니 바퀴에 맞물려 도는 회전체이기 때문에 오일에 담겨 있습니다.
일반적인 가로엔진 배치 형 전륜 차량의 경우 디퍼런셜역할을 하는 기어가 변속기 내부에 내장되어 있기 때문에 별도의 전륜 디퍼런셜이 없고 미션과 통합되어 있어 미션오일을 함께 사용하게 됩니다.
하지만 세로엔진 배치 형 후륜구동 베이스의 사륜구동의 차량의 경우 변속기에서 나오는 출력이 트랜스퍼케이스를 거쳐 전륜 디퍼렌셜과 후륜디퍼렌셜로 보내지는 경우가 가장 일반적입니다. 해당 차량과 같이 말이죠. 하지만 간혹 전륜디퍼렌셜이나 어떤 경우 트랜스퍼케이스 까지 미션에 통합되어 미션오일을 같이 쓰는 경우도 간혹 있습니다만, 위치상 후륜 디퍼렌셜은 거의 대부분 독립된 유닛으로 운용됩니다.
해당차량은 전형적인 세로엔진 배치형 후륜구동형 상시 사륜으로, 트랜스퍼에서 전륜과 후륜을 배분하여 전륜과 후륜의 독립된 디퍼렌셜로 각각 출력을 보냅니다. 같은 가로엔진 배치형의 아우디 A6 모델도, 일부차량의 경우 전륜 디퍼런셜은 미션내부에 통합되어 미션오일을 공유하는 시스템도 있습니다.
전륜 디퍼런셜 오일 교체를 위해서는 하부 바디브레이스를 탈거하여야 주입구 및 배출구의 원활한 접근이 가능합니다.
브레이스를 탈거 후 전륜 디퍼런셜 오일을 배출시켜 줍니다. 신유의 경우 투명에 가까운 맑은 노란색을 띄는데, 색이나 냄새만 보아도 오염이 상당 부분 진행 된 것을 알 수 있습니다. 후륜 디퍼렌셜 오일보다 일을 적게 하는데도 불구(평상시 전륜40%, 후륜60% 상시배분)하고 상태가 후륜보다 나쁘네요. 신차 출고 후 단 한번도 교환하지 않은 것으로 보입니다. 후륜은 접근성이 좋기 때문에 교체가 간단하고 편해, 교체이력이 있는 반면, 전륜의 경우 교체가 까다롭고, 전륜 디퍼렌셜이 있는지도 모르는 사람들이 많아 아마 교체 이력이 없는 듯 보입니다.
배출 후 드레인볼트를 토크렌치를 사용하여 규정토크로 잘 체결해 줍니다.
해당 차량의 전륜 및 후륜 디퍼렌셜 규격은 순정 P/N G052145S2으로, API GL-4급 혹은 GL-5급의 SAE 75W90점도를 같는 기어전용 합성오일입니다. 특이하게도 VW의 순정파츠로 보는 규격은, 일반적인 타 제조사들은 디퍼렌셜에는 GL-5가 단독 권장사양인 것에 반해, GL-4와 GL-5를 모두 포함하는 중간 정도의 규격으로 보입니다. 해당 오일의 주 목적은 고부하 회전 기어에 윤활과 낵각을 제공하고 마찰을 줄이는 것이 주 목적인 단순한 역할만 수행하기 때문에 극압에 대응하는 황동성분의 내마모제가 첨가된 GL-5급 혹은 일반적인 고품질 GL-4의 수동변속기 오일에 점도만 75W90 맞다면 가급적 마찰저감효과가 우수하고 내구성과 부하감소가 높은 고품질 합성유를 선택하는것이 유리합니다. 해외 포륨을 보면, GL-4나 GL-5 멀티규격 혹은, 일을 덜 하는 전륜에는 GL-4, 후륜에는 GL-5로 주입하는 사람들도 많은 것 같으나, 해당 차량의 디퍼렌셜의 경우 마찰성이 요구되지 않고 황동 성분의 재질이 사용되지 않았기 때문에 가급적 GL-5가 윤활이나 부품보호 그리고 소음면에서 유리할 것으로 판단됩니다.
해당 제품은 모터렉스의 팬타 LS 제품으로, GL-5단독 규격에 제조사에서 요구하는 점도와 일치하는 제품으로, 높은 극압성능, 열안정성 그리고 거품생성방지 능력 등을 제공합니다. 부드럽고 조용하게 부하를 최소화 하여 효율적인 운행을 도우며, 다음 교환 주기까지 디퍼렌셜 기어의 마모를 최소화 하여 새것같이 잘 유지 시켜 줄 제품입니다.
주입기로 주입합니다. 중간에 오일에 있는 기포가 빠지고 안정화 되도록 잠깐 시간을 준 후 레벨링을 마무리 합니다.
주입구 역시 토크렌치를 사용하여 규정토크로 체결하는데요, 공간이 조금만 부족하여도 토크렌치 사용이 어려웠을 것 같습니다.
이번에는 후륜 디퍼런셜 오일을 배출합니다. 차만 띄어 올리면 딱 보이는 위치이기 때문에 접근성이나 작업성이 좋아서 그런지 잘 교체가 되는 부위 입니다. 해당 차량 역시 배출되는 사용유의 상태를 보니 한번 교체한 이력이 있는 것으로 보입니다.
배출이 끝났으면 규졍토크로 잘 체결해 줍니다.
신유 주입합니다. 전륜과 마찬가지로 기포로 의해 레벨이 과대 평과 되지 않도록 충분히 시간을 두고 천천히 주입합니다.
규정토크로 주입구를 잘 잠궈 주면 더퍼런셜 오일 교체가 종료 됩니다.
트랜스퍼케이스 오일 교환
트랜스퍼케이스 오일 주입구 및 배출구에 접근하기 위해서는 바디브레이스 및 변속기 마운트를 모두 탈거하여야 합니다. 변속기 마운트가 트랜스퍼케이스를 둘러쌓고 있거든요. 바디브레이스는 아까 전륜 디퍼런셜 오일 교환을 위해 이미 탈거가 되어 있기 때문에 변속기를 잘 받친 후 변속기 마운트 탈거에 들어 갑니다.
조심스럽게 변속기 마운트를 단계적으로 하나씩 잘 탈거해 나갑니다.
마운트가 완전히 탈거되면 이제서야 보이는 배출구를 개방하여 사용유를 배출합니다. 상태는 역시 일을 많이 하는 부품인 만큼 좋지 않습니다.
배출구는 규정토크로 잘 체결해 주고 신유 주입을 합니다.
트랜스퍼케이스 오일로 준비한 PRISMA ZX 제품입니다. 아우디의 토센 트랜스퍼케이스의 경우 일반적인 전자식 트랜스퍼케이스 처럼 자동변속기 기반의 오일을 사용하지 않습니다. 커플링 방식이 아니라 기계식 기어 방식이기 때문에 유압제어가 없어, 유압유의 역할이 요구되지 않고 마찰감소나 냉각 같은 기본적인 윤활 성능만 요구하기 때문입니다.
기계식 콰트로 역시 기본 원리는 일반적인 디퍼렌셜을 세로로 배치했다고 생각하면 이해가 빠르실 겁니다. 유압식 처럼 이미 미끄럼이 발생한 이 후, 연산을 통해 해당 바퀴로 출력을 주거나 빼는게 아니라, 디펄렌셜과 같이 해당 륜에 걸리는 부하에 따라 나머지 륜에 분배되는 파워가 연속적으로 즉시 변화하기 대문에 애당초 타이어의 한계를 벗어나지만 않는 다면 슬립을 절 때 허용할 수 없는 구조 입니다.
그런데, 비슷한 구조와 원리에도 불구하고 토센 트랜스퍼케이스에 일반적인 GL-5급의 디퍼렌셜 오일은 사용하지 않습니다. 그 이유는 바로 토센 트랜스퍼케이스에는 일반 적인 디퍼런셜에는 없는 프릭션플래이트라는 장치가 추가되기 때문입니다.
디퍼렌셜의 경우 한쪽 바퀴가 접지력을 완전하게 상실하는 경우 나머지 한쪽으로 거의 모든 출력이 쏠리고 계속 헛도는 반면, 토센 디퍼렌셜은 전륜과 후륜에 약 1:3 비율을 초과하는 속도차가 발생하게되면, 저항이 낮아 빠르게 헛돌며 회전하는 바퀴 쪽의 출력이 만드는 회전차이가 프릭션플레이트와 마찰하며 최대 허용 회전차를 초과하는 만큼의 회전력을 부하가 걸리는 축으로 몽땅 보내버립니다. 일종의 LSD(Limited Slip Differencial), 즉, 스포츠 카의 후륜 디퍼렌셜에 많이 사용되는 차동제한장치(差動制限裝置)를 좌우 바퀴가 아닌, 앞 뒤 륜으로 세로 배치한 것과 같은 이치입니다.
만약 이런 장치가 없었더라면, 전륜이나 후륜 중 한 곳만 마찰력이 전혀 없는 빙판 같은 곳에 올려져 있을 때, 부하가 걸리지 않는 해당 바퀴만 계속 헛 돌면서 차량이 전혀 움직이지 않을 것 입니다. 하지만 프릭션 플레이트 덕문에 전륜과 후륜 중 한 곳만 마찰이 없는 진흙이나 빙판에 놓이게 되어어도, 전 후 회전차가 일정부분을 초과하는 순간, 접지력이 있는 곳에 바로 동력이 전달되어 험로 탈출이 가능합니다.
그런데 이런 플레이트판에는 일정적인 마찰력이 필요합니다. 비단 미끄럽기만 하면 안된다는 말입니다. 그래서 GL-5급의 오일이 아닌, 미세한 마찰은 허용하는 GL-4급의 수동미션 오일이 사용됩니다. 수동미션의 경우 부드러운 변속을 위해 싱크로나이져라는 기어와 출력축의 회전수를 맞춰주는 기능을 하는 장치가 있는데, 이 역시 프릭션플레이트와 같이 마찰력의 원리를 사용하기 때문입니다. 그리고 GL-5의 극압내마모제로 사용되는 첨가제 성분이 수동 기어에 쓰이는 황동 성분의 부싱을 부식시키기 때문입니다.
아우디의 토센의 경우 황동 성분의 부싱이나 파츠가 포함되는지는 확인이 어려우나, 아마 GL-4가 요구되는 이유는 황동재질 사용으로 인한 부식의 우려 보다도 프릭션플레이트에 요구되는 마찰력 때문일 가능성이 더 클 것 같습니다.
애석하게도 이게 끝이 아닙니다. 실제 아우디 토센디퍼렌셜의 초도 주입유의 정확한 규격은 G055145A2 로, GL4급 수동기어 오일(ZF사의 SAF-AG4)에 "STURACO FM 1992"라는 매우 구체적인 스팩의 마찰조정제가 4% 첨가된 제품입니다. 마찰조정제의 경우 마찰의 감소도 증대도 아닌, 초기 마찰력이 생기기 시작하는 순간 슬립없이 바로 마찰로 이어지게 하기 위함입니다. 예를들어 엄지와 검지 손라락을 가볍게 비벼보면, 슥슥 하고 저항 없이 잘 비벼집니다. 하지만 슥슥 비비면서 점차 힘을 세게 가하여 두손 사락을 붙이면, 점차 두 손가락을 비빌수 없게 붙어 버리는데요, 이게 바로 특정 압력 이상이 되면 GL-4가 허용하게 되는 마찰력이 되겠고요, 손가락이 세게 붙어 비벼지지 않게 되기 직전에, 부드득 부드득 하면서 소리가 나면서 마찰이 되었다 미끌렸다를 빠르게 반복하는 구간이 생기는데, 이게 바로 콰트로 'chattering' 현상으로 콰트로를 타시는 분들은 유턴시 부하를 주거나 하면 자주 들을 수 있는 소리입니다.
GL-4 수동 미션오일에 4%가 첨가되는 이 마찰저감제가, 애매한 구간에서 빠르게 마찰이 생겼다 없어졌다를 반복하며 불쾌하게 미끄러지는 현상을 없애주는 기능을 하는데요, 마찰력 증대나 감소가 아닌, 붙을랑 말랑 하는 애매한 구간을 줄여주어 프릭션플레이트가 붙었다 땠다 하는 현상을 자연스럽게 만들어 주는 특정 구간과 부하에서만 기능을 하도록 매우 섬세하게 설계된 전용 첨가제 입니다.
그런데 ZF측에서 배포한 자료를 보면 해당 첨가제는 오일의 점성이나 성상에 영향을 미치지는 않고, 생상라인에서 막 제조된 신품 프릭션플레이트에 해당 오일주입과 함께 열과 압력으로 인해 영구적으로 부착되어 역할을 하는 일종의 반영구적인 코팅제 라고 합니다. 즉, 단순 오일교체 시에는 불필요한 첨가제로, 실제 플릭션플레이트 교체나 세척이 동반되는 오버홀 같은 작업이 되는 경우에만 사용하라고 되어 있습니다.
그래서 권장하는 바와 같이 그냥 GL4를 주입합니다. 순정 G055145A2는 구하기도 어렵고 센터에서는 말도 안되는 가격을 청구하거든요. GL-4 와 GL-5 멀티규격이긴 하지만, 해당 제품은 그냥 GL-4 수동변속기유에 황동재질을 부식시키지 않는 대체 극압첨가제를 사용하여 GL-5급의 윤활력도 제공한다는 뜻인데요, 사실 멀티규격은 GL-5만 요구되는 곳에 사용하기에는 좀 못미덥기 때문에 GL-5단독 규격을 사용하는 편이고, GL-4가 요구되는 곳에는 멀티그레이드를, GL-4 베이스에 내마모성 첨가제가 추가된 약간의 업그레이드로 생각하면 좋을것 같습니다.
단, 매 2회나 3회차 교체시에는 G055145A2를 한번 사용해주거나, 백색 파우더 형식으로 판매하는 "STURACO FM 1992"를 구해서 넣어주면 좋을 것 같긴 합니다. 오일이던, 코팅재던 첨가재던, 아무래도 반영구적인 것은 없을 테니까요.
신유를 디퍼런셜 오일들 교체시와 같은 방법으로 천천히 주입합니다.
주입을 마친 후 주입구는 토크렌치를 사용하여 규정토크로 잘 체결해 줍니다.
트랜스퍼케이스 오일 교체를 마쳤으니, 변속기 마운트를 하나씩 원위치 시켜 줍니다. 역시 토크렌치를 사용하여 규정토크로 체결합니다.
모든 볼트와 너트 하나씩 토크렌치로 일일이 체결해 줍니다.
변속기 마운트 부품들은 대부분 알류미늄 재질이기 때문에 임팩트나 오버토크로 인한 파손이 많은 부품이며, 실제로 입고 당시 전 작업자의 오버토크 혹은 무분별한 임팩트 체결로 인해 볼트가 부러져 있는 사례도 많이 접하고 있습니다.
바다브레이스도 수공구 및 토크렌치를 사용하여 원상 복귀 시켜 줍니다. 입고 당시 바디브레이스 탈거 전 고정 볼트 하나가 부러져 있는 것을 발견(전 작업자가 임팩트로 체결하다 부러진 것으로 보임), 차주분께 고지 드렸는데, 다행이 해당 사실을 인지하고 계셨습니다.
체결이 완료된 모습입니다. 부러져 밖힌 채로 입고되어 체결하지 못 했던 볼트 하나는 차 후 시간의 여유가 있을 때 입고 주시면 백탭 등으로 조치를 취해보기로 하지만 제거할 수 있다는 약속은 확실히 못드린다 안내는 드립니다. 아무래도 볼트 하나까지도 가해지는 하중의 부하를 계상하여 설계 하였겠지만, 일상적인 운행하에서는 큰 문제는 없어 보이긴 합니다.
작업을 마친 후 동네 한바퀴 시운전을 다녀 옵니다. 자동차 전용도로를 이용해 속도도 시내 주행 이상의 속도로 살짝 올려 보면서 몸으로 느껴지는 저항이라던가 이상 소음 등의 특이사항이 없음을 확인합니다. 해당 차량의 디퍼런셜과 트랜스퍼케이스는 완전 기계식이고 전자제어 방식이 아니기 때문에 진단기로 확인이 안되는 부분입니다.
시운전 후 차량을 재입고 시켜 띄운 후 하부 작업부위를 꼼꼼하게 확인해 봅니다.
깔끔하게 잘 세정이 되었고 누유나 기타 문제가 없음을 확인합니다.
리어쪽도 완전 깨끗하게 잘 마무리 되었습니다.
모든 주입구들 역시 이상없이 잘 작업이 완료된 것을 확인 후 출고 준비를 합니다.
배출된 사용유 입니다. 모두 상태가 좋지 않아 보이는데, 특히 트랜스퍼케이스 오일의 상태가 좋지 못하고 악취가 심합니다.
감사합니다. 구동계 오일교환으로 구동저항을 감소시켜 한층 더 부드럽고 효율적인 드라이빙 즐겨보세요!
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