세련된 그레이톤의 외장컬러가 돋보이는 아우디 A7 모델이 슈퍼차저 오일관리를 위해 입고되었습니다.
독특한 멋을 자랑하는 스포트백 디자인과 프레임리스 도어와 같은 A7만의 고유사양을 제외하면 파워트레인과 샤시를 비롯한 거의 대부분의 하드웨어를 A6모델과 공유하고 있습니다. 다만 "7"이라는 이름처럼 A6대비 상위 포지셔닝으로 출시된 모델이기 때문에 국내에 수입되는 A6에는 없는 20인치 휠이나, 에어서스펜션 등의 사양이 상위 트림에서 기본으로 제공됩니다.
해당 차량은 V6 3.0TFSI엔진을 장착한 모델로, 아우디 A6, A8과 동일한 3.0 이튼사의 슈퍼차져가 적용된 과급엔진과 토센방식의 기계식 콰트로가 장착되는데요, S4, S5, A8에서는 부스트압력을 소폭 높인(0.75bar) 333마력 엔진을 A6, A7에서는 310마력엔진(0.7bar)으로, 그리고 복미형 Q5에서는 280마력엔진(0.65bar)으로 적용되는 차량의 성격이나 시장에 따라 다양한 버전이 출시되었습니다.
또한 단종직전 최종 모델은 MPI+GDI방식을 모두사용하는 듀얼인젝터와 마그네틱커플링 방식의 슈퍼차져 클러치를 적용하고 부스트압을 0.8bar 까지 높혀, 333마력을 발휘합니다.
또한 모회사인 폭스바겐의 바로 전 세대의 투아랙 하이브리드 그리고 포르쉐 카이엔 하이브리드(3.0TFSI + 34KW모터)에도 동일한 엔진이 적용된바 있을정도로 다양한 모델에 다양한 버전으로 운용되었던 폭스바겐 아우디 그룹의 대표 고성능 엔진입니다.
계절이 계절인 만큼 엔진룸 열이 상당합니다. 이대로 손을 댈 수 없기 때문에 식혀주어야 합니다.
엔진이 적당히 식으면, 냉각라인 압력을 제거 후 빠르고 정확하게 슈퍼차져를 탈거합니다.
당연히 배출되는 오일은 없습니다. 필플러그를 통해 스며나오는 심한 악취만이 오일의 흔적을 말해줄 뿐입니다. 그래도 혹시나 하는 마음에 거꾸로 들어서 꼭 받아보는데요, 가끔은 높은 누적주행거리를 갖는 차량인데도 불구하고 놀랍게도 폐유가 나오는 경우가 있거든요.
그래도 일단 없는 것을 확인했으니, 신유를 정량주입합니다. 맑은 오일이 들어갈 때는 항상 기분이 좋습니다. 주입 후 손으로 풀리만 돌려봐도 부드러움이나 저항이 확연히 다르거든요. 최대 50마력 까지 걸리는 풀 부스트 상태에서는 얼마나 큰 차이가 있을지 생각만 해도 벌써 차의 성능이 확 바뀌는 그림이 머리속에 그려집니다.
주입구 볼트는 신품으로 교체 후 정비지침서에 규정된 토크로 정확하게 체결합니다. 고무씰이 달린 저 쬐금한 볼트가 몇만원씩 합니다만, 높은 열에 노출되는 파츠인 만큼 기존 사용 주입구볼트의 고무씰이 경화되고 슈퍼차져에 붙어버려 온전하게 한몸으로 나오는 경우를 보기가 힘들며, 온전하게 회수하였다 해도 재사용시 제역할을 온전히 수행할 수 있을지 미지수입니다.
역시 흡기포트 및 슈퍼차저 인터쿨러 핀에는 오일떡이 많이 쌓여 있습니다. 이런 오염물은 수냉식 인터쿨러핀과 뜨거운 압축공기간의 접촉을 차단하여 냉각효율을 저하시킬 뿐 만아니라, 오돌토돌 하게 쌓인 모양으로 인해 원활한 공기의 흐름을 방해하며, 연소실이나 밸브에 축척되고 뜨거운 열에 구워져 카본화 되어 엔진의 정상 구동을 방해하고 효율과 성능을 떨어뜨립니다.
인터쿨러 핀 부터 약품으로 잘 불려내어 오염원을 제거하는 과정을 반복합니다. 깨끗하게 세척되기 까지는 다소 시간이 필요합니다.
신품과 같은 상태가 되었습니다. 이제 뜨거운 압축공기는 인터쿨러 핀에 코팅된 오염물이 아닌, 인터쿨러 핀의 표면과 직접 접촉하여 최상의 냉각 효율을 얻을 수 있게되며, 오염물이 제거되어 넓어지고 매끈해진 통로를 통해 공기의 흐름도 와류의 생성이나 저항없이 재빠르고 매끈하게 흐를 수 있습니다. 이로 인해 차량의 중저속 리스폰스는 한결 빨라져 펀치가 강력해지며, 밀어주는 힘은 고속까지 꾸준하게 유지됩니다.
슈퍼차져와 오일세퍼레이터가 연결되는 부분도 깨끗하게 클리닝합니다.
흡기 인테이크 역시 약품으로 불렸다가 석션기로 빨아내기를 여러번 반복합니다. 투명한 석션호스가 녹아서 빨려나오는 오염물로 인해 검정색을 띄고 있습니다.
세척을 반복하면서, 인테이크 흡기 플랩역시 원래의 색상이 밝은 주황색을 되 찾아 가고 있습니다.
오일세퍼레이터와 슈퍼차져를 연결하는 어답터를 신품으로 교체 후 슈퍼차져 재결합 준비를 마칩니다.
슈퍼차져는 정확하게 단번에 설치해야 합니다. 준비가 미비하여 설치과정 중 진공호스나 배선이 걸려 슈퍼차져를 들었다 놨다 하면, 하부 씰이 움직여서 재장착 할 때 씹히거나 원래에 위치에 안착하지 않기 때문입니다. 정확하게 장착하였으면, 분해의 역순으로 가장먼저 고정볼트를 규정된 시퀀스와 체결토크에 따라 순서대로 하나씩 체결합니다.
벨트 및 주변부품의 조립을 완벽하게 마쳤습니다.
아우디 규격에 맞는 냉각수를 보충 후, 진단기를 이용해 공기 빼기 작업을 진행합니다. 보글 보글 공기가 마구 나옵니다.
에어빼기 작업 후 시동을 걸어 유온을 열간상태로 올려준 후 다시 시동을 끄고 키온 상태에서 세척하였던 쓰로틀바디 및 과급압력제어 밸브의 개구값 및 작동저항값 등을 초기화 후 재학습시켜 줍니다.
시운전을 나가기 전 고객분의 요청에 따라 트랜스퍼케이스 오일 교체를 진행합니다.
트랜스퍼케이스 오일(Torsen)
해당 차량의 경우 얼마전 타 업체에서 미션오일 및 디퍼런셜 오일 교환 작업을 진행했었다고 하셨는데요, 트랜스퍼케이스 관련 작업은 하지 않으셨다고 합니다. 통상적으로 트랜스퍼케이스 오일의 경우, 미션오일 및 전륜디퍼런셜 오일과 비슷한 주기로 교체가 되기 때문에, 미션오일 교체를 위해 하부 미션마운트 등이 탈거될 때 함께 진행하는 것이 일방적인데요, 무슨 이유에서인지 중요한 트랜스퍼케이스 오일교체는 누락되었기 때문에 이번에 별도로 진행하게 되었습니다.
트랜스퍼케이스는 전후 구동력을 배분하는 장치인데요, 전자식이 아닌 기계식 부하 감지 방식으로, 반응이 즉답적이고 연속적이며 무게가 무겁고 한쪽 륜으로 전달되는 동력을 완전히 차단 할 수 없어 효율성면에서는 불리하지만, 상시 4륜 고유의 기능을 수행하는 부분에 있어서는 가장완벽하고 고장이 없는 셋업이 아닐까 합니다. 사실 효율성이 실 생활에서 체감될 정도로 엄청 떨어지는 것도 아닌데, 아마 작은 숫자에도 민감한 요즘 자동차 제조사들에게는 문제가 되는 모양입니다. 토센방식은 현재는 벤틀리 벤테이가 등 효율보다 성능이 우선시 되는 플래그쉽 차량에서만 찾아 볼 수 있는 것 같습니다.
참고로 해당차량의 경우 실제 전륜 디퍼런셜의 하우징과 트랜스퍼케이스에서 전륜으로 동력을 전달하는 샤프트 하우징은 변속기 하우징과 한몸이기 때문에 얼핏보면 전륜 디퍼런셜이 변속기에 내장되어 변속기 오일을 공유하고 있는 것으로 보일 수 있으나 하우징만 공유할 뿐 실재 내부는 위 실차 사진에서 보는 것과 같이 각각 분리된 별도의 독립적 유닛들입니다. 이런 이유 때문에 외부 형상을 토대로 변속기액이나 전륜 디퍼런셜 오일과 공유한다고 생각하고 교체를 안하는 경우도 종종 있는 것 같습니다. DCT(S-Tronic)변속기에 쓰이는 크라운 방식의 트랜스퍼케이스 오일은 실제 변속기 기어오일(API GL4)과 공유하거든요.
트랜스퍼 케이스는 평소(디폴트 세팅) 주행 환경에서는 후륜에 60% 전륜에 40%를 배분합니다. 해당식은 기계식인 반면, 요즘 대부분의 차량에는 전자식이 사용되는데요, 전자식의 경우 슬립이 발생하면 각륜의 휠센서들이 바퀴 회전수의 변화를 통해 이를 감지하고 ECU에서 파워배분을 계산한 후 적절한 동력을 각 륜으로 보내기 위해 전자로 제어되는 유체식 클러치를 사용하여 출력을 배분합니다. 전자 제어 방식의 경우 인위적으로 한쪽 동력을 완전히 끊어 연비주행을 유도할 수도 있고 무게도 가볍습니다. 하지만 원리부터가 이미 슬립이 발생한 이 후 이를 감지하여 조치를 취하는 방식이기 때문에 불과 수백분의 1초라도 순간적인 랙이 발생될 수 밖에 없으며 매우 짧은 순간 동안 만이라도 접지를 잃은 차량은 원상복구가 어렵거나 회복하는 동안 거동이 불안정해지는 단점이 있습니다.
반면 기계식 콰트로는 애초에 슬립을 허용하지 않는 방식으로, 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 물리적 혹은 타이어의 한계를 벗어나지만 않는 다면 슬립을 절 때 허용할 수 없는 구조 입니다. 또한 전륜 또는 후륜 한쪽만 과도하게 회전하게 되어 내부 프릭션플레이트와 웜기어 간 자체 마찰이 설계된 범위 이상 발생하게 되면, LSD(Limit Slip differential)가 구연되어, 한쪽 륜이 완전히 접지를 잃어도 험로 탈출이 가능합니다. 다만 시스템이 크고 무게가 무겁고(그래도 다행이 차량의 최하단 중심에 무게를 가중) 연비주행에 유리하도록 한쪽륜에 동력을 완전히 차단하여 2륜 구동과 같이 주행할 수 있는 환경을 만들 수 없으며 특정 상황(우천, 주행모드별)에 따라 인위적으로 반응하도록 전자제어 프로그램과 연동하여 별도의 프로그래밍이 불가능 합니다. 그래서 가장 심플하면서도 완벽한 형태의 상시사륜 구동시스템 중 하나임에도 불구하고 효율성과 연비가 우선이 되고 각종 전자제어 프로그램과의 연동성 때문에 해당 시스템은 점차 전자 시스템으로 대체되고 있습니다.
아우디의 토센 트랜스퍼케이스의 경우 일반적인 전자식 트랜스퍼케이스 처럼 자동변속기 기반의 오일을 사용하지 않습니다. 클러치 커플링 방식이 아니라 기계식 기어 방식이기 때문에 유압제어가 없어, 유압유의 역할이 요구되지 않고 마찰감소나 냉각 같은 기본적인 윤활 성능만 요구하기 때문입니다. 이런 기계식 고하중 기어 기반의 장치에 자동변속기 오일이나 규격에 어긋나는 제품을 주입한다면, 정상적인 윤활이나 내마모 성능을 기대하기 어려울 뿐 더러 고장을 유발할 수 도 있으며, 달라지는 마찰계수에 의해 전륜 및 후륜의 속도차가 발생하는 유턴과 같이 회전을 하는 상황에서 드드득 거리는 채터링 소음이 크게 발생하게 됩니다.
그런데, 디퍼런셜과 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 부식시킬 수 있습니다.
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.
단, 기존에 GL4 기어오일을 사용하시는 분들은 매 2회나 3회차 교체시에는 G055145A2 스팩의 오일을 한번 사용해주거나, 백색 파우더 형식으로 판매하는 "STURACO FM 1992"를 구해서 총량의 약 4% 정도 넣어주는 것을 추천드립니다. 오일이던, 코팅재던 첨가재던, 아무래도 반영구적인 것은 없을 테니까요.
그래서 예전에는 권장하는 바와 같이 첫교환인 경우 그냥 GL4의 75w-90스팩의 합성기어오일을 주로 사용해 왔습니다. 순정 G055145A2는 구하기도 어렵고 센터에서는 말도 안되는 가격을 청구하거든요. 하지만 최근 라베놀사에서 아우디 폭스바겐 토센 전용 규격인 G055145A2 스팩의 트랜스퍼케이스 오일을 출시하여 해당 제품으로 시공하고 있습니다.
다음은 초도 주입유 VW055145A2와 비교한 제조사 선언 수치입니다. 역시 해당 규격을 대체하는 제품인 만큼 기본적인 동점도 특성이 매우 비슷합니다. 단 라베놀 제품의 경우 열안정성을 대변하는 지표로 볼 수 있는 인화점이 230도로 보다 우수하며, 전단안전성 부문 테스트 역시 보다 안정적인 성능을 발휘합니다.
또한 동판부식도 ASTM D130 측정법 기준(섭씨 100도에서 3시간 동안 동판을 부식시키는 정도를 색으로 판단하는 측정 법) 1a 등급으로 ASTM D130 척도에서 12단계 중 최상급 이네요. 부식을 거의 유발하지 않는 다고 볼 수 있습니다. 순정유의 경우 2c로 동일한 측정법 12단계 중 5단계 정도 이거든요.
다소 아쉬운점은 독일 본사 홈페이지에 보면 오탈자도 많고 제품도 잘 못 표기해 놓은 부분이 눈에 보입니다. 본사직원들이 독일사람들이라서 영어가 모국어가 아니라서 그럴까요? 심지어 Ravenol-Tor 제품란에 엄연하게 다른 제품인 Ravenol AWD-H에 대한 성상표를 올려놓기도 했군요. 그러고 보니 해당 제품이 막 출시되었을 때, ATF기반오일에 마찰조정제 4% 라는 내용으로 홍보되는 것을 보고 고개를 갸웃했던 기억도 납니다. GL4의 수동기어 오일이 아니라 AFT라뇨. 물론 지금은 모두 SAF-AG4 베이스에 마찰조정제 4%라는 내용으로 정정되었지만요. 사소한 부분이지만 신뢰를 떨어뜨릴 수 있는 부분이 될 것 같습니다.
어찌되었던, 제조사 선언에 따르면 초도주입유와 동일한 스팩에 향상된 내마모성, 내열성, 전단안전성 그리고 긴 수명을 제공하게 되니 굳이 순정유를 구할 수 있다 한들 라베놀 제품을 마다 할 이유는 없어 보입니다.
잭스탠드를 이용해 변속기를 지지 후, 변속기 마운트들을 탈거합니다. 이런 이유 때문에 미션오일 작업시 함께 작업하는 것이 작업금액을 절감하는데 유리합니다. 어짜피 미션오일 팬 탈거를 위해서 탈착되는 부품들이거든요.
미션마운트를 제거해야 만날 수 있는 트랜스퍼오일 배출구를 통해 미션오일의 상태를 확인합니다. 악취도 심하고 진한 갈색을 띄고 있습니다.
배출구에서 한방울도 안나올 때 까지 충분히 시간을 들여 배출이 가능한 양을 마지막 한방울 까지 최대한 배출합니다.
주입구는 규정토크로 잘 체결해 줍니다.
신유를 천천히 약한 압력으로 주입합니다. 강한 압력으로 주입하게 되는 경우 거품이 생성되어 체적이 증가하기 때문에 과소주입이 되거든요.
정량충진 후 주입구 역시 토크렌치를 사용하여 정확하게 체결해 줍니다.
탈거했던 변속기 마운트들을 장착 후, 토크렌치를 이용해 하나씩 규정토크로 체결합니다.
좌측이 사용유, 우측이 신유 입니다.
시운전을 통해 향상된 펀치감과 전기차 같이 즉답적인 리스폰스를 느껴봅니다. 역시 명기임은 틀림없습니다. 충분한 시운전 후 매장에 복귀하여 냉각수레벨이 정상인 것을 확인합니다.
파워트레인 관련 코드가 없는 것을 확인하면 작업이 종료됩니다.
정확하고 꼼꼼한 슈퍼차져 유지보수로 신차의 효율과 파워를 되찾아 보시고 오래도록 고장없이 드라이브를 즐겨 보세요!
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