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건식 마찰 클러치
클러치는 엔진과 수동변속기 사이에 설치되어 있으며, 동력전달장치에 전달되는 엔진의 회전력을 단속하는 기능을 합니다. 자동차가 움직이기 위해서는 엔진에서 발생한 동력이 바퀴까지 전달되어야 하지만, 자동차의 주행 중에 엔진의 회전력이 단속되어야 하는 경우도 있습니다. 즉, 엔진이 무부하상태로 있는 경우라든지, 변속시에 엔진의 회전력 전달을 일시적으로 차단한다든지, 발진시에 엔진의 회전력을 서서히 전달한다든지 하는 경우에 클러치가 필요합니다. 또, 엔진과 동력전달장치를 과부하로부터 보호하고 플라이휠과 함께 엔진의 회전진동을 감소시키는 역할도 합니다.
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마찰 클러치 |
단판 클러치
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건식 |
코일 스프링식 |
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다이아프램 스프링식 |
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다판 클러치 |
건식 |
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습식 |
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자동 클러치 |
유체 클러치(Fluid Clutch) |
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전자 클러치(Electro-Magnetic Clutch) |
건식 마찰 클러치는 구조가 간단하고 작동도 확실하여 많은 차량에서 사용되고 있는데, 클러치 판(Clutch Plate), 압력판(Pressure Plate), 클러치 스프링(Clutch Spring), 릴리스 레버(Release Lever) 등으로 구성되어 있습니다. 마찰 클러치라 함은 회전력을 전달하는 방법이 마찰력을 이용하기 때문입니다. 건식은 마찰면이 건조한 상태로 접촉하는 것이며, 습식은 마찰면을 보호하고 작동을 원활하게 하기 위해 마찰면이 오일 속에 들어 있는 것을 말합니다. 따라서, 마찰계수는 건식에서는 0.2~0.4이고, 습식에서는 0.1~0.2정도가 됩니다.
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클러치 판 |
마찰판이라고도 하며, 플라이휠과 압력판 사이에 있어 엔진의 회전력을 변속기에 전달합니다. 이것의 양면을 라이닝(Lining) 또는 페이싱(Facing)이라고 합니다. |
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클러치 축 |
클러치 판이 받는 동력을 변속기에 전달하는 역할을 합니다. 클러치 판이 이 클러치 축 위를 길이방향으로 이동할 수 있습니다. |
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압력판 |
클러치 스프링의 힘을 받아 클러치 판을 플라이휠에 밀착시키는 역할을 합니다. 내마찰, 내열 성능이 좋아야 합니다. |
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클러치 스프링 |
클러치 판에 압력을 가하는 역할을 합니다. |
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릴리스 레버 |
압력판을 이동시키는 역할을 합니다. |
클러치의 기본 설계에는 클러치의 크기, 클러치를 누르는 하중이 중요합니다. 클러치의 크기는 부로 발진시의 미끄럼에 의한 열발생에 따른 열부하를 고려하여 결정되어야 하며, 누르는 하중은 필요한 전달토오크의 용량에 따라 결정됩니다. 특히, 마찰 클러치는 마찰에 의해서 엔진의 회전력을 전달하는 것이므로, 전달력에 맞게 클러치의 용량이 설정되어야 합니다. 클러치의 전달회전력이 엔진의 회전력에 비해 너무 크면 엔진이 정지하기 쉽고, 반대로 엔진의 회전력에 비해 너무 작으면 클러치의 미끄럼현상이 심해져서 마모가 과대해집니다. 1개의 마찰면에 의한 전달 회전력은 아래 식으로 표현되며, 클러치의 전달 회전력은 엔진의 최대회전력의 1.5~2.5배로 설계됩니다.
T = (Ro+Ri)/2 * μ * P * A
여기서, T : 마찰 클러치의 회전력
Ro : 마찰면의 바깥 지름
Ri : 마찰면의 안지름
μ : 마찰계수
P : 마찰면의 압력 (승용차의 경우, 보통 3kg/cm2)
A : 마찰면 면적
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