자동차학과, 자동차 정비 기능사 등 차의 모든것 자동차 셰시 핵심 요점 10. 클러치의 작동과 구성

10. 클러치의 작동과 구성

 

엔진의 동력이 전달될 때에는 클러치 스프링 장력에 의해 클러치 압력판이 플라이휠
에 압착하여 플라이휠과 일체로 되어 동력을 전달하게 된다. 클러치 페달을 밟으면 릴
리스 베어링이 클러치 스프링의 선단을 누르게 되고 이로 인해 클러치 디스크는 플라이
휠과의 접촉이 차단된다.

가. 클러치 페달

클러치 페달은 페달의 밟는 힘을 감소시키기 위해 지렛대 원리를 이용한다. 설치 방
법에 따라 팬던트형과 플로워 형이 있다

클러치 페달 자유간극 클러치 페달을 밟기 시작하여 릴리스 베어링이 다이어프램 스프링에 닿을 때 까지 이 동한 거리를 클러치 페달 자유간극(유격)이라 한다. 자유간극이 작으면 동력전달 시 클러치 디스크가 미끄러져 과열되고 손상되기 쉽다. 반대로 자유간극이 크면 클러치 차단이 불량하여 기어변속이 어렵고, 소음이 발생하며, 강제로 변속 시 기어가 파손되 기 쉽다. 보통 페달 유격은 클러치 디스크를 교환하면 커지고 디스크의 마모가 커지 면 작아지는 특성을 가진다.

나. 클러치 유압장치

(1) 마스터 실린더

마스터 실린더(master cylinder)는 유압을 발생시키는 장치로, 피스톤이 움직이는 실
린더와 액을 저장하는 리저버 탱크로 나누어져 있다. 클러치 페달을 밟으면 피스톤이 밀
리면서 [그림 2-9]의 (a)와 같이 인넷 밸브가 왼쪽으로 이동해 인넷·리턴 포트를 차단
한다. 이로써 실린더의 유압은 상승하게 되고 이 유압은 릴리스 실린더에 보내진다. 클
러치 페달을 놓으면 피스톤은 리턴스프링의 힘에 의해 [그림 2-9]의 (b)와 같이 우측으
로 이동해 인넷·리턴 공용 포트가 열리게 되어 실린더의 압력은 해제 된다.

(2) 릴리스 실린더

릴리스 실린더(release cylinder)는 마스터 실린더로부터 전달 받은 유압에 의해 피
스톤과 연결된 푸시로드를 밀어 릴리스 포크를 작동시킨다. 릴리스 실린더는 오퍼레이팅 실린더(operating cylinder), 또는 슬리이브 실린더 라고도 하며, 유압회로 내에 혼
입된 에어빼기용 에어 블리더(air bleeder)가 설치되어 있다. 종류로는 조정식과 무조
정식이 있다.

다. 릴리스 베어링

릴리스 베어링(release bearing)은 클러치 페달을 밟았을 때 릴리스 포크에 의해 변
속기 입력축의 길이 방향으로 이동하여 회전 중인 클러치 커버의 다이어프램 스프링을
눌러 엔진의 동력을 차단하는 역할을 한다.

CSC(Concentric Slave Cylinder)란? 컨센트렉트 슬레이브 실린더(CSC : Concentric Slave Cylinder)는 수동변속기의 클 러치 릴리스 컨트롤 부분(릴이스실린더, 릴리스포크, 릴리스베어링 등)을 단일 부품 으로 모듈화한 것으로, 클러치의 작동 효율 향상 및 부품수와 중량을 저감한 장치이 다. CSC는 클러치 작동 시 클러치 실린더의 유압이 클러치 릴리스 실린더에 작용하는 기존 방식과 달리, 클러치 실린더의 유압이 CSC 릴리스에 직접 가해지는 방식이다.

라. 클러치 어셈블리

클러치 어셈블리는 크게 클러치 디스크와 클러치 커버 어셈블리로 나누어진다.

(1) 클러치 디스크

클러치 디스크(Clutch disc)는 플라이휠과 클러치 커버 어셈블리 사이에 설치되며,
마찰력에 의해 동력을 전달하는 역할을 한다. 구조는 원형의 강판에 마찰제인 페이싱이
리벳이나 접착제로 조립되며, 강판과 페이싱(facing) 사이에는 얇은 쿠션 스프링을 설
치하여 완충작용을 하도록 하고 있다. 중심부의 클러치 허브는 변속기 입력축의 스플라
인(spline)에 끼워져 축방향으로 이동하도록 되어 있으며, 허브(hub)와 강판 사이에는
토션 스프링(torsion spring or damper spring)이 설치되어 있다. 이 스프링은 클러치
가 접촉될 때 회전 방향의 충격을 흡수하여, 클러치 디스크의 변형이나 편마멸, 파손등
을 방지하는 작용을 한다.

(2) 클러치 커버 어셈블리

클러치 커버 어셈블리는 압력판과 스프링, 그리고 이들을 둘러싸고 있는 클러치 커버
로 구성된다. 클러치 커버 어셈블리는 플라이휠에 직접 설치되며, 클러치 커버와 압력
판 사이에 설치된 스프링의 힘에 의해 압력판이 클러치 디스크를 플라이 휠 쪽으로 일정
한 압력으로 강하게 밀착시켜 동력을 전달하게 된다. 압력판은 내열 성능이나 내마멸,

열전도성이 좋은 특수 주철을 사용하고 있다. 스프링의 종류에 따라 여러 가지 형식이
있지만, 다이어프램형이나 코일 스프링형이 주로 사용된다.

(가) 다이어프램형
다이어프램형은 압력판과 클러치커버 사이에 원판의 스프링 강으로 되어있는 방사형
의 다이어프램 스프링이 설치된 방식으로 주로 승용차에 사용된다.

클러치 페달을 밟으면 릴리스 베어링에 의해 스프링 핑거 부분에 압력이 가해진다.
따라서 다이어프램 스프링이 피벗을 중심으로 안쪽으로 구부러지면서 압력판에 가해지
는 스프링의 장력이 해제된다. 이로써 클러치 디스크는 플라이 휠로부터 분리된다. 클
러치 페달을 놓으면 다이어프램 스프링이 원위치 되어 클러치 디스크가 플라이 휠에 압
착된다.

다이어프램 형식의 장점은 다음과 같다.
① 고속 회전 시 원심력에 의한 스프링의 압력 변화가 적다.
② 회전시 평행상태가 양호하고 압력판에 압력이 균일하게 작용한다.
③ 구조가 간단하다
④ 클러치 면이 어느 정도 마멸되어도 압력판에 가해지는 압력의 변화가 적다.
⑤ 클러치 페달의 답력이 작다.

(나) 코일스프링 형
코일스프링 형식은 몇 6~12 개의 코일스프링을 압력판과 커버 사이에 설치한 것으로,
코일 스프링은 자유 길이, 설치 길이, 스프링 장력, 직각도 등이 같아야 한다.

푸쉬(PUSH) 타입과 풀(PULL) 타입 클러치는 스프링의 작동 방향에 따라 푸쉬 방식과, 풀 방식으로 구분된다. ① 푸쉬 타입 푸쉬 방식(push type)은 릴리이스 베어링이 다이어프램 스프링을 바깥쪽에서 안 쪽으로 누르면 피봇을 기준으로 지렛대 작용이 일어나 압력판에서 디스크가 해제 되는 방식이다. 장점으로는 내구성이 좋고 항상 일정한 하중 특성을 얻을 수 있으며. 단점으로는 마모 시 하중이 증대되어 페달 답력이 풀 타입에 비해 크다 ② 풀 방식 풀 방식(pull type)은 릴리이스 베어링이 다이어프램 스프링을 안쪽에서 바같쪽으 로 당기면 압력판을 누르고 있던 스프링이 위로 들어 올려 지면서 압력판에서 클 러치 디스크가 해제되는 구조이다. 장점으로는 회전 원심력의 영향이 적으며 압력 판의 하중 분포가 균일하여 부품의 변형이 작고 구조가 간단하다. 또한 무게가 가 볍고 페달 답력이 작아 고출력 차종에 작합하다. 단점으로는 릴리이스 베어링의 장 착이 어려우며 정비가 어렵다. SAC(Self Adjusting Clutch)란? 수동변속기 차량은 주행에 따라 클러치 디스크의 페이싱이 마모되면서, 클러치 커버 하중이 증가하여 클러치 페달의 답력이 증가하게 된다. 이러한 단점을 보완하기 위해 최근에는 자가 보정 클러치인 SAC(Self Adjusting Clutch)를 적용하여, 클러치 디스크 의 수명을 연장하고 마모에 따른 페달 답력 변화를 최소화 하는 것은 물론, 사용 중 일정한 페달 하중을 유지할 수 있도록 하고 있다. 자가 보정 클러치는 클러치 디스크가 마모되면 마모량 만큼 조정(어져스터) 링이 좌측 으로 이동하는데 이때 보상스프링에 의에 편심된 부분이 바깥쪽으로 벌어지면서 클러 치 간극을 일정하게 유지해 준다.