자동차 토크 컨버터(동력전달장치 변속기)
자동차 토크 컨버터는 각각의 트랜스미션에 스타팅 디바이스로 사용되고 있으며,
다른 스타팅 디바이스에 없는 토크 증폭을 작용하여 변속기의 부담을 줄일 수 있습니다.
아이들링 수준의 토크로 자동차를 저속으로 움직이게 할 수 있는 것을 크리핑이라고 하며,
주차할 때 브레이크 페달 조작으로도 천천히 움직일 수 있습니다.
토크 컨버터는 연비와 전달효울이 떨어지며, 토크 증폭을 하는 영역과 입출력의 회전수가 같아도
전달효율을 얻을 수가 없어 마찰 클러치인 록업 클러치를 같이 사용합니다.
토크 컨버터 구조
오일로 채워진 도넛 모양의 토크 컨버터 하우징 안에 3장의 날개바퀴가 있습니다.
입력 쪽 날개바퀴를 펌프임펠러, 출력 쪽 날개바퀴를 터빈러너라고 합니다.
오일 흐름을 제어하는 스테이터라는 날개바퀴가 배치되며,
스테이터에는 원웨이 클러치가 설치되어 있습니다.
입출력의 회전수에 차이가 있으면 회전이 못하고 회전수가 같으면 공전을 할 수 있습니다.
엔진의 회전은 드라이브 플래이트에 접속된 토크 컨버터 커브를 통해 임펠러로 전달되고
러너의 회전이 아웃풋 샤프트에 이해 변속기로 전달됩니다.
회전 순서
임펠러의 바깥쪽으로 오일이 들어오면 오일이 러너를 회전시키고
반전해서 중심 쪽에서 나오는 오일이 러너를 회전 시켜줍니다.
스테이터에서 흐르는 방향이 컨트롤되며 중심 근처로 흘러 들어간 오일이
임펠러를 회전시킨 후 반전합니다.
토크 증폭작용
펌프임펠러가 회전하면서 발생된 원심력에 따라 오일이 바깥쪽으로 보내져
하우징을 따라 터빈러너로 흘러들어갑니다.
흘러간 오일이 날개에 닿는 힘(임펄스 파워)으로 러너를 돌리며, 오일은 바깥쪽에서
중심으로 향하고 나갈 때에도 반동의 힘(리액션 파워)에 따라 러너를 돌려줍니다.
흘러나온 오일은 스테이터에 의해 방향이 바뀌어 중심 부근으로 흘러가
임펠러를 돌리고 뒤쪽으로 돌아 맨 처음 흐름으로 합류합니다.
이렇게 흐름이 반복돼서 토크가 증폭됩니다.
임펠러와 러너의 회전수가 같아지면 스테이터의 날개가 젖혀져
오일의 흐름을 방해합니다.
하지만 원웨이 클러치의 작용에 따라 스테이터는 공정하기 때문에
오일은 효율이 좋으 흐름을 유지할 수 있습니다.
토크 컨버터 특성
일반적으로 토크 증폭 능력은 출발 시 출력 쪽 터빈러너가
돌기 시작하는 순간 최대가 됩니다.
입출력의 회전수 비율은 최소상태로 토크 비율은 2~3정도 됩니다.
토크 컨버터 전달효율은 터빈러너가 돌기 시작하는 순간이 가장 낮으며,
회전수 비율이 1에 가까워질수록 높아집니다.
회전수 비율이 작을수록 오일과 날개 등의 마찰에 의해
운동에너지가 열에너지로 변환됩니다.
록업 클러치
커플링 레인지의 전달효율을 높이기 위해 현재 토크 컨버터는
록업 클러치를 같이 사용하고 있습니다.
아웃풋샤프트에 설치된 클러치 디스크를 토크 컨버터 커버로 붙이는 경우와
인풋샤프트에 설치된 클러치 디스크를 터빈러너의 뒤쪽으로 밀어붙이는 경우가 많습니다.
토크 컨버터/댐퍼
엔진의 급격한 변동이 있어도 오일과 날개바퀴의 마찰에 따라 충격을 흡수하는
댐퍼로 가능하지만 록업 클러치를 체결하면 댐퍼의 기능은 사라집니다.
록업 클러치에는 MT의 클러치와 마찬가지로 토션 스프링이라는
여려 개의 코일 스프링이 설치되어 있습니다.
플렉스 록업
토크 컨버터 효율을 높이기 위해 컨버터 레인지에서도 록업 클러치를 사용하고 있습니다.
클러치를 완전히 체결하는 것이 아닌 반 클러치 상태의 토크 컨버터의 토크 증폭을 사용하면서
클러치에 전달 할 수 있어 효율을 높일 수 있는 록업을 플레스 록업이라고 합니다.
토크 컨버터를 사용하는 트랜스미션은 끌리는 느낌의 독특한 가속감이 있으나
플레스 록업을 할 경우 가속감을 직접적으로 연출할 수 있습니다.
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