오토미션의 록업클러치 기능에 대하여...

요즘에는 DCT(Double Clutch Transmission, Double 대신 Dual 이라 부르기도 함)라 부르는두개의 클러치를 가진 수동기반의 트랜스미션이 많이 등장해서 오토미션의 록업클러치 기능에 대해논하는 것이 때 늦은 감이 있지만, 전세계의 많은 자동차 양산업체에서 아직까지는 오토미션을 장착한자동차를 생산하고 있으니 록업클러치에 대해 글 올려 봅니다.  자동변속기에서 클러치를 대신하는 '출발보조장치'인 토오크 컨버터(torque converter)는 미션오일의 유압으로 작동하기 때문에 구조상 약간의 미끄러짐(슬립)이 불가피합니다. 토오크 컨버터는 미끄러짐을 통해 자동변속기의 변속충격을 흡수하고, 급가속시에 엔진의 토오크를 증배해서 가속력을 높여주기 위한 장치입니다.   하지만 토오크 컨버터의 작동으로 인해 엔진이 2000rpm으로 회전하면 변속기로 들어가는 회전수는 1800rpm정도에 불과한 셈이지요. 출발할 때는 그 차이가 더욱 심해지고, 정속주행으로 갈수록 차이가 줄어들지만, 토오크 컨버터로 들어가는 rpm과 나오는 rpm이 똑같이 되지는 못합니다. 토오크 컨버터의 단점이지요. 자동변속기의 연비가 나쁜 이유는 이러한 토오크 컨버터의 미끄러짐으로 인한 동력의 손실 때문입니다. 연비 뿐만 아니라 출력도 수동변속기에 비해 떨어지는 원인입니다.     위의 예에서 200rpm의 저하는 고스란히 손실로 되어서 자동변속기 오일의 온도를 높이는데 쓰입니다. 그래서 새로운 자동변속기들은 오일쿨러를 가지고 있는 차종도 있습니다..     바로 이 오토미션차량의 슬립으로 인한 연비를 개선하기 위해 나온 것이 록업 클러치(LOCK-UP CLUTCH)입니다. 오토매틱미션차량에서 미션내 일정 회전속도에 도달하면 동력전달을 미션내 토크 컨버터(torque converter)의 오일압력으로 하는 것이 아니라 엔진의 플라이 휠과 변속기의 동력축을 수동변속기처럼 1:1로 바로 연결하여, 고속으로 항속하는 경우에 작동하며 연비향상을 위해서 만들어둔 장치가 록업 클러치입니다. 쉽게 설명하면 중간에 유체를 거쳐서 손실되는 동력 없이, 곧장 유체를 거치지 않고 기계적으로 직결된다고 생각하시면 됩니다.   다른 말로는 댐퍼클러치, 토크컨버터 클러치라고도 불리는 토크컨버터 내장형 클러치입니다.   록업 클러치가 작동하는 속도나 알피엠은 차종마다 조금씩 다르지만 작동시점은 일정속도를 만족하고, 악셀레이터를 밟은 정도가 최대를 100%로 봤을 때 약 30% 미만인 상태에서 동작합니다. 급격한 악셀러레이터 조작시에는 급가속을 의미하므로 토오크 컨버터의 작동을 가능하게 하여 가속에 필요한 토오크 증배를 얻을 필요가 있습니다. 이때는 록업클러치의 작동이 해제됩니다.   록업 클러치가 연결된 채로 주행하는 것 이 연비에 매우 효과적입니다.   실제로 4단 자동변속기라 할지라도 주행을 하다보면 4단으로 변속이 된 이후에 다시 한 번 변속이 되는 듯하면서 RPM(엔진회전수)이 서서히 떨어지는 시점이 있습니다. 이때가 록업 클러치가 연결된 시점인 것입니다. 그래서 5단 변속기라고 착각하는 경우들도 있지만, 기어비가 전혀 변경 없이 그동안 손실되던 동력이 손실 없이 100% 전달되는 시점이라고 생각하시면 됩니다. 록업 클러치의 작동을 느끼는 사람은 많지 않습니다. 만약 느껴질 정도로 록업 클러치의 결합이 급격하다면 자동변속기를 잘못 설계한 것입니다. 록업 클러치가 작동하면 토오크 컨버터의 작용인 변속충격 흡수가 없어지므로 록업 클러치의 작동이 변속감을 악화시키지 않을 경우에만 작동합니다. 따라서 록업 클러치는 수시로 붙었다 떨어집니다.   이 록업 클러치는 가속페달을 놓거나, 더 깊게 밟거나 기어 단수를 바꾸어 토크값이 변하면 작동이 즉각 해제되고, 다시 토크컨버터를 통해서 유압으로 동력을 전달하게 됩니다. 따라서 항속 중에 가속페달을 밟았다가 완전히 풀었다가, 밟았다가 완전히 풀었다가 하는 동작은 록업 클러치를 적극적으로 사용할 수 없기 때문에, 연비측면에서 보면 좋지않은 주행습관입니다.   가속하는 데는 연료가 항속할 때에 비해서 더 많이 소모되며, 타력으로 주행하면 연료소모량이 줄지만 밟아서 가속하고 다시 타력으로 주행하고  다시 가속하고 다시 타력으로 주행하는 것과 록업 클러치를 사용하여 항속하는 것을 비교해보면 전자보다 후자가 피로도가 월등히 낮으며 연비 또한 높게 나오게 됩니다. 반면에 록업 클러치를 거의 사용하지 않고 가속하고 앞차와 거리가 가까워지면 가속을 멈추고 하는 식으로 운전하게 되면 연비도 안 좋게 되니 록업 클러치의 사용이 얼마나 연비에 차이를 보이게 되는지, 손쉽게 관찰할 수가 있습니다.       록업 클러치 작동 조건   1. 차량속도가 70km 이상일 때(보편적으로)   2. 최고단수일 때   3. 악셀레이터를 30% 정도 이하로 밟고 있을 때   4. 냉각수 온도가 75°C 이상일 때(온간 시)   5. ATF(미션오일)의 온도가 60°C이상일 경우     록업 클러치 미작동 조건   1. 가속 및 후진시   2. 엔진 브레이크 시 (가속으로 인한 충격전달 방지목적)   3. 변속시   4. 냉각수 온도 50°C 밑일 때(즉 냉간 시)   5. ATF(미션오일)의 온도가 60°C이하일 경우   6. 미션이 고장났거나 문제가 있는 경우