행복남의 일상

득이 되는 파워스티어링 시스템의 MDPS 

파워스티어링 시스템의 대세는 전기 모터가 조향을 돕는 EPS(MDPS)다. 전통적인 유압식 파워스티어링(HPS)과 달리 엔진 힘을 깎아먹지 않고 유지보수까지 유리해 장점이 많다. 아울러 드라이브 모드 셀렉터나 자동운전 시스템의 구현을 위해서도 필수처럼 여겨진다.

<이미지 출처: 네이버>

MDPS는 Motor Driven Power Steering의 준말이다. 문자 그대로 모터로 구동하는 '전동식 파워 스티어링 시스템'을 일컫는다. 사실 업계에서는 MDPS보다 EPS(Electric Power Steering)라고 통칭한다. 최근 들어 현대와 기아가 이를 'MDPS'라는 이름으로 보급함에 따라 국내에서는 이쪽이 익숙하게 느껴질 뿐이다. 따라서 이 기사에서는 전동식 파워 스티어링을 MDPS 대신 EPS라고 부르기로 한다.

EPS에 대한 부정여론의 대부분은 조향감과 직진성에 관한 것이다<이미지 출처: 네이버>

현대와 기아의 EPS 시스템인 MDPS. 이에 대한 소비자들의 시선은 결코 따스하지 않다. 자동차 커뮤니티에서 지겹도록 욕을 먹는 게 바로 MDPS니까. 사실 이런 아픔은 현대, 기아만 겪고 있는 게 아니다. EPS를 도입한 여러 메이커들도 그에 따른 부정 여론에 시달리고 있다. 구체적으로 유압식에 비해 조향감이 나쁘고 직진성이 떨어진다는 게 운전자들이 못마땅하게 여기는 부분이다. 그럼에도 여러 자동차 메이커들은 EPS 시스템을 고집하고 있다. 이제는 EPS가 탑재되지 않은 차를 찾는 게 어려울 지경이다. 현대를 예로 들면 제네시스 쿠페(HPS)와 에쿠스(EHPS) 외에 EPS가 적용되지 않은 모델은 전무하다. 그렇다면 어떤 장점 때문에 EPS가 적극적으로 도입되고 있는 걸까?

1. 필수가 된 파워스티어링 시스템

EPS를 이해하기 위해서는 우선 파워스티어링 시스템의 종류에 대해 알아보아야 한다. 파워스티어링 시스템은 운전대의 무게를 가볍게 해 운전을 편하게 하는 걸 목적으로 삼는다. 예전에는 옵션으로 제공되었지만 오늘날에는 가장 기본적인 장비로 통한다. 따라서 로터스 엘리제처럼 극단적인 경량 자동차를 제외한 99%의 양산차는 파워스티어링 시스템을 달고 있다. 이러한 파워스티어링 시스템은 힘을 만들어내는 방식에 따라 유압식(HPS, Hydraulic Power Steering)과 전동식(EPS, Electric Power Steering), 전동유압식(EHPS, Electric Hydraulic Power Steering)의 세 가지로 분류할 수 있다.

HPS는 EPS 이전부터 가장 널리 쓰인 파워스티어링 시스템이다. 파워펌프가 엔진 힘으로 유압을 발생, 운전대를 가볍게 하는 식이다. 장점은 스티어링의 선명한 피드백과 (상대적으로) 좋은 조향감. 하지만 유압으로 작동하므로 정기적인 오일 관리 및 누유에 관한 리스크가 있다. 아울러 엔진에 벨트를 걸어 유압을 발생시키는 구조적인 특성 탓에 엔진 출력을 깎아먹고 벨트 자체의 관리도 필요하다. 이는 결국 복잡한 구조로 인한 '정비의 불리함'과 '연료 효율 하락'이라는 약점으로 이어진다.

EHPS의 1세대 제네시스. 2세대로 거듭나며 이를 포기하고 EPS로 돌아섰다<이미지 출처: 네이버>

이를 보완하기 위해 태어난 게 전동-유압식인 EHPS다. 이 방식은 유압으로 조향을 보조하는 HPS의 기본적인 방식을 따르되 유압을 엔진 힘이 아니라 모터로써 발생시키는 것이다. 엔진에 벨트를 걸지 않으므로 연비가 좋아질 수 있고 조향감도 그대로 유지할 수 있어 장점이 많다. 하지만 모터 추가에 따른 생산 단가 상승 및 복잡한 구조가 단점이다. 그래서 현재로서는 원가 부담이 적은 일부 대형차에서나 만나볼 수 있으며, 사실상 과도기적인 기술로 남아 있는 상태다.

2. HPS의 단점을 극복한 EPS

그렇다면 연비를 해치지 않고, 간단한 구조에, 생산 코스트 저감이 가능하며, 유지보수가 용이한 파워스티어링 시스템은 없는 걸까? 이 질문에 대한 답이 바로 전동식 파워스티어링인 EPS다. EPS는 기존 HPS와 파워를 보조하는 방식이 다르다. 파워펌프와 오일탱크, 호스 등으로 구성되는 HPS와 달리 파워를 발생시키는 모터를 핵심으로 이를 제어하는 컴퓨터, 솔레노이드 밸브가 주요 부품에 해당한다. 이는 '모듈화', 즉 한 덩어리로 생산 및 유통할 수 있다는 장점을 품는다. 결국 생산비용을 낮춰 차값에 유리하고, 구조가 단순해 유지보수가 쉽다는 의미다. 게다가 유압식처럼 엔진 힘을 빨아먹지 않기에 연비에도 유리하다. 일반적으로 HPS 적용 차에 EPS를 적용하면 연비를 약 3% 개선하는 효과가 있다고 알려져 있다.

보쉬의 R-EPS. 랙 쪽에 원통형의 모터가 달려 있다 <이미지 출처: 네이버>

이러한 EPS는 모터가 스티어링 계통의 어느 부분에 붙는지에 따라 다시금 세 가지로 분류된다. 스티어링 칼럼에 모터를 다는 C-EPS, 피니언에 모터를 다는 P-EPS, 랙에 모터를 다는 R-EPS가 여기 속한다. 셋은 저마다의 장점과 단점이 있다. C-EPS는 콤팩트하고 단가가 낮아 널리 쓰인다. 대신 실내와 가장 가까이 모터를 다니까 소음에 불리하고 P나 R-EPS보다 조향감이 살짝 떨어질 수 있다. P-EPS는 C-EPS보다 조용하고 모터 파워를 키우기 유리하지만 장착 위치를 잡기가 어려워 설계 단가가 올라간다. R-EPS는 모터 출력을 키우기 좋고 P와 C-EPS보다 조향감을 좋게 하기 유리하나 단가에 불리하다.

쏘나타 터보(우)는 R-EPS가 적용되었음에도 노면 피드백과 직진성이 C-EPS 적용 모델(좌)보다 별로였다 <이미지 출처: 네이버>

따라서 각각의 EPS들은 '상대적인 일장일단'을 가질 뿐이다. 콕 집어 어떤 타입이 좋고 나쁘다고 말하는 건 의미가 없다는 얘기다. 일부 네티즌들은 "R-EPS의 쉐보레 말리부가 C-EPS의 현대 쏘나타보다 핸들링이 좋다"고 말하지만 이걸 'EPS의 타입 때문에 벌어진 결과'라고 보는 건 많은 논란이 있다. C-EPS를 장비한 차의 핸들링이 무조건 나쁜 건 아니며, 반대로 R-EPS 적용 차의 핸들링이 모두 좋은 것도 아니기 때문이다. 실제 예도 있다. 필자의 경험에 따르면 R-EPS의 쏘나타 터보보다 C-EPS를 채용한 쏘나타 노말의 핸들링과 조향감이 더 나았다. 어쨌든 가장 중요한 건, EPS는 그 타입을 불문하고 장점이 무척이나 많다는 것이다.

3. EPS의 장점은 우리가 느끼는 것보다 더 많다.

앞서 설명했듯이 EPS는 유지보수가 용이하고 연비에도 유리하다. 긍정적인 부분은 여기서 끝나지 않는다. HPS는 연속된 조향으로 오일 순환이 원활하지 않을 때 조향감과 어시스트량이 일시적으로 변한다. 하지만 EPS는 이로부터 자유로울 수 있다. 아울러 EPS를 쓰면 조향감을 자유자재로 바꿀 수 있다. 모터의 저항값을 조절하면 되기 때문이다. 이를 응용하면 드라이브 모드 셀렉터에 따라 주행감을 달리 하는 게 가능해진다. 요컨대 스포츠 모드에서는 운전대를 무겁게 만들어 안정적으로, 콤포트 모드에서는 가볍게 해서 운전을 편하게 하는 거다. 또한 전자적인 차체제어나 자동주차, 자동 카운터스티어 같은 기능을 구현하는 것도 EPS가 있기에 가능한 일이다. 따라서 자동차 메이커들이 자꾸만 EPS를 도입한다고 해도 그들을 미워하지 말자. 지금이야 단점들이 크게 느껴지겠지만, 시간을 되돌아보면 그보다 더 크고 다양한 장점들을 누렸다는 걸 깨닫게 될 것이다.

원본 출처: 엔카메거진 정상현

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파워 스티어링 오일 및 교환 시기 https://bch4518.tistory.com/21

파워 스티어링 오일 및 교환 시기

1. 파워 스티어링 (파워핸들)

우리나라 초창기의 자동차는 파워핸들 기능이 없었기에 오로지 팔 힘으로만 바퀴의 방향을 바꿔야 했다. 그래서 여성분들은 운전하기 힘들어했던 시절이 있었다. 하지만 세월이 흐름에 따라 자동차가 운전자의 편의를 맞춰 나날이 발전하면서 파워 스티어링 장치가 개발되어 지금 날에 우리는 편하게 차의 방향을 바꾸고, 주차를 할 수 있게 되었다.

2. 운전할 때 핸들이 무겁고 흔들린다면 파워 스티어링을 점검하라

차를 운전할 때 갑자기 핸들이 무겁게 느껴지거나 흔들리는 느낌이라면 핸들이 이상이 있다는 신호이다. 핸들이 무거운 이유가 갑자기 그런 것인지, 타이어나 부품을 정비를 하고 난 뒤에 무거워진 것인지, 천천히 진행된 것인지, 그냥 막연하게 느낌 탓인지 확인할 필요성이 있다.

무거워진 이유를 크게 보자면, 파워스티어링 오일을 교환해야할 때, 타이어 공기압이 낮고 마모가 심해졌을 때, 타이어 규격이 클 때, 조향 너클이 휘었을 때로 볼 수 있다.

핸들을 부드럽게 하기 위한 파워 핸들의 작동이 이상이 있다면 핸들이 무겁게 느껴질 수 있는데, 이때는 파워스티어링 오일 양을 먼저 확인하고 기어 박스를 점검할 필요성이 있다. 파워 핸들은 오일 압력으로 조향 링크 기구를 작동시키기 때문에 오일이 부족하다면 압력이 저하되어 핸들 작동이 어려울 수 있으며, 기어 박스가 고장이 나면 순환이 제대로 되지 않아 핸들이 무거워질 수 있다.

타이어의 공기압이 적거나 마모가 되어 지면과의 접촉 면적이 커졌을 때와 광폭 타이어를 장착하여 지면의 접촉 면적의 증대로 핸들이 무거워질 수 있으며, 충격으로 랙 기어가 휘었거나 윔 기어, 베벨기어의 유격 조정 볼트가 임의로 조여 놓았다면(유격조정 불량) 이 경우에도 핸들이 갑자기 무거워질 수 있다.

핸들이 무거워 지는 이유의 점검 방법으로는 파워스티어링 오일 보충, 공기압을 조정, 기어 박스 점검, 파워 스티어링 작동액과 유압 점검, 타이어 마모 상태 확인, 타이어 너비와 휠 확인 등 여러 가지 원인이 있겠으며 대부분은 타이어 공기압이 낮거나 파워 오일이 부족할 때가 많은 편이다.

3. 파워 스티어링 오일 점검기준은

파워 스티어링 오일의 양은 차가운 상태(COLD)와 뜨거운 상태(HOT)로 각각 구분하여 점검할 수 있다. 방금 운행을 마쳤을 경우에는 ‘HOT’이라고 표시된 선을 기준으로 삼고, 운행 종료 후 일정 시간이 경과된 상태라면 ‘COLD’라고 표시된 선을 기준으로 오일 양을 점검하면 된다.

4. 파워 스티어링 오일

현재 대부분의 자동차 제조사들은 훨씬 더 효율적인 조향 시스템을 채택하고 있습니다. 그렇지만 유압식 파워 스티어링 시스템을 사용하는 차량은 여전히 많습니다. 이 경우 펌프로 가압하여 스티어링 휠을 쉽게 돌리는데 도움을 주는 유압유를 사용하는데요. 오일 레벨이 낮으면 조향 시스템의 손상이 발생할 수 있다.

보통은 외부에서 오일 레벨을 쉽게 확인할 수 있는 반투명 방식의 탱크를 사용하고 있으며, 그렇지 않은 경우 탱크 캡에 딥스틱 게이지가 달려 있기 때문에 엔진오일 점검 방법과 같다.

파워스티어링은 유압, 공기압 등을 이용하여 핸들 조작을 쉽게 한다. 또 주차할 때나 저속 주행 시 파워의 효력이 세고, 고속에서는 안전성을 위해서 효력이 약해지므로 핸들이 무거워지는 속도 감응식 파워스티어링도 있다.

파워스티어링 오일은 자동차의 파워핸들 장치 내에 들어가는 오일을 말한다. 이 파워 스티어링 오일 리저브 탱크는 엔진룸에 위치해있고 뚜껑에 'Power Steering Fluid' 라고 적혀있고, 파워 스티어링 오일의 종류는 엔진오일처럼 종류가 많지는 않지만, 현장에서 사용되는 오일의 종류로 다음과 같은 것들이 있다.

5. 파워 스티어링 오일의 이동경로

유압식 파워스티어링 차량이라면 한 달에 한번 정도 파워 스티어링 오일의 양을 확인하고 보충해주는 것이 좋다. 주기적으로 확인했을 때 오일의 양이 점점 줄어든다면 오일의 이동경로 중 어딘가에서 오일이 새고 있다는 뜻이므로 정비소를 찾아 점검을 받아야 한다.

※ 차량 종류에 따라 다를 수 있음

6. 파워스티어링 오일 리저브 탱크

엔진 크랭축과 고무벨트로 연결된 오일펌프 쪽에 가까이 붙어있는 원통 플라스틱 탱크가 바로 파워스티어링 리저브 탱크다.

최근 출시되는 일부 자동차에는 유압식이 아닌 전기로 작동하는 전동식 파워 스티어링(MDPS) 가 장착되어 스티어링 오일이 필요 없는 경우도 있다.

내 차의 파워스티어링이 유압식인지 전동식인지 확인하는 방법은 보닛을 열고 엔진룸을 살펴봤을 때 파워스티어링 오일 리저브 탱크가 있으면 유압식이고 없으면 전동식이다.

7. 파워 스티어링 오일펌프

파워 스티어링 오일의 이동경로 중 오일펌프와 파워스티어링 기어가있다. 오일펌프는 구동 벨트를 통해 엔진의 크랭크축과 연결되어 동력을 전달하고, 파워 스티어링 오일이 파워 스티어링 기어를 순환할 수 있게끔 해준다.

자동차가 오래되다 보면 핸들이 무겁고 뻑뻑해질 수 있는데, 이는 대부분 오일펌프가 제 역할을 못하기 때문이다. 또 파워 스티어링 오일 리저브 탱크 안에 있는 두 개로 구성된 필터가 막히는 경우도 흔히 발생하며, 이럴 때에는 파워스티어링 오일 리저브 탱크를 세척하거나 심하다면 탱크를 교환해야 한다.

8. 파워 스티어링 기어

파워 스티어링 기어는 운전자가 핸들을 조작 시 유압을 통해 더 큰 힘으로 전환시키는 역할을 하는데, 요즘에는 재제조 상품이 많이 유통되고 있다.

※ 재제조 상품이란?

한번 사용한 상품을 다시 제조과정(분해, 세척, 검사, 수리 및 조정, 조립)을 거쳐 신제품과 동등한 성능으로 재상품화하는 것이다. 이외에도 재제조 상품으로는 교류발전기, 시동 전동기, 에어컨 컴프레셔, 등속 조인트, 클러치 디스크, 브레이크 캘리퍼, 인젝터, 변속기, 터보차저, 쇼크 없소버 등이 있다.

9. 파워 스티어링 오일 교환 시기

파워 스티어링 오일의 교환 주기는 보통 주행 거리 40,000~50,000km이며 오염도를 점검하여 교환 시기를 결정하면 된다.

주행 거리에 따른 파워 스티어링 오일의 색깔 변화

10. 파워 스티어링 오일 점검 및 보충하는 방법

① 차량을 평탄하고 안전한 곳에 주차한 후 시동을 끄고 엔진 룸을 연다.

② 파워 스티어링 오일 리저브 탱크의 위치를 확인한다.

③ 파워 스티어링 오일의 양이 MAX와 MIN 사이에 있는지 점검한다.

④ 오일의 양이 부족할 경우 오일 리저브 탱크의 캡을 열어 파워 스티어링 오일을 보충한다.

⑤ 파워 스티어링 장치의 각 호스 연결 부위에서 오일의 누유 흔적이나 손상 등이 있는지 점검한다. 파워 스티어링 오일이 부족하면 핸들을 좌우로 돌릴 때 차에서 ‘뿌~우~웅’ 하는 소리가 발생하고 핸들이 무거워져 핸들 조작이 어려워진다.

이상으로 파워 스티어링 핸들과 파워 스티어링 오일에 대하여 기초적인 지식을 알아봤습니다. 간단하게 서술한 글이지만 잘 습득하고 실천하여 원활한 자동차 관리와 파워 스티어링 핸들(파워핸들)을 관리하는 데 도움 되어 안전운전으로 쾌적한 자동차 생활이 되시기 바랍니다.

ps: 첨부된 이미지는 글 작성 과정에 편리성을 위하여 첨부하였을 뿐이며, 제조사와는 아무런 관련이 없으며, 광고 용이나 비방용으로 첨부되지 않음을 밝혀둡니다. 첨부된 이미지의 제조사와는 무관함으로 본인들이 편리한 제품을 사용하시면 됩니다.