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습식 클러치 마찰재의 열적 문제와 그 대책(Thermal Issues and Their Countermeasures on Wet Clutch Friction Materials)

전문가 제언: □ 클러치의 접속이 완료하기까지의 발열량은 실질적으로는 대략 차량의 중량과 경사도에 비례하며, 변속기와 최종 구동기어와의 변속비의 2승에 역비례 한다. 마찰면적은 온도 상승을 제한하기 위해 단위 면적당 발열량의 값을 마찰재, 차량의 용도 등에 따라 허용치 이하로 유지하는 것이 보통이며, 통상 차량 중량당 마찰면적은 승용차에서 0.2~0.3cm2/kg, 상업용차에서 0.08~0.12cm2/kg 정도이다.

□ 클러치에 사용되는 마찰재료는 접속이 원활하고, 마찰계수가 높고, 마멸이 잘 안 되고, 중량당의 인장강도가 크고, 값싼 것이 바람직하다. 특히 온도, 유압 등의 사용조건에 대해 마찰 특성이 안정할 것이 필요하다.

□ 습식 클러치에 사용되는 종이 마찰재는 섬유, 충전재, 마찰조정재 등을 초지(抄紙)한 종이에 열경화성 수지를 침투시켜 건조, 경화시킨 후에 제품 형태로 가공된 것이다. 종이 마찰재는 탄성이 크며, 무수한 기공(氣孔)이 내부의 미소공과 연결되어 망상조직(網狀組織)을 형성하여, ATF(Automatic Transmission Fluid)를 흡수할 수 있는 세포와 같은 다공질 탄성체이다. 이 특징적인 구조에 의해 클러치 접속 시에 발생하는 마찰열을 쉽게 외부로 배출하고, 고온이 된 마찰면의 온도를 떨어뜨려, 내부의 축적된 열을 방지하는 자기 냉각기능으로 작용한다.

□ 습식 클러치의 종이 마찰재에 대한 열부하 밀도는 해마다 가혹해지고 있다. 높은 내열 소재의 사용 비율도 높아지고 있다. 종이 마찰재의 내열 향상 대책은 매우 중요하다. 그 대책은 마찰면의 온도를 어떻게 제어하고, 마찰열을 어떻게 제거하느냐가 중요한 관건이 될 것이다. 다른 클러치 부품, 설계요소, ATF 등 사용 환경 전체의 최적화에 의해 큰 상승효과가 얻어진다고 생각된다. 종이 마찰재, ATF, AT 설계의 3위 일체의 대책이 열 문제를 극복할 수 있을 것으로 확신한다.

저자: Xiaoming Gu ; Tatsurou Miyoshi
자료유형: 학술정보