행복남의 일상

구동 벨트 [ drive belt] (후항, 외부, 걷벨트)

구동 벨트는 엔진 폭발에 의한 크랭크샤프트의 회전력을 회전이 필요한 다른 부품에 전달하는 고무벨트이다. 단면을 보면 ‘V’자 형태이기 때문에 흔히 브이 벨트(V belt)라고 부르는데, 사실 최근에는 ‘V’자보다 평면 모양의 구동 벨트를 많이 사용하고 있다.

보닛을 열면 엔진 옆에 보이는 허리띠 같은 벨트가 엔진 옆에서 돌아가는 것을 볼 수 있는데 이를 구동 벨트(외부 벨트, 걷벨트)라 한다. 일반적으로 차를 갖고 계신 분들은 한 번쯤 교환해본 부품일 수 있다.

이 구동 벨트는 워터펌프와 냉각팬, 파워펌프, 발전기를 같이 작동시켜주는 부품이다. 보통 교환주기는 차량마다 다르지만 40,000km ~ 80,000km 사이에 교환을 하는데, 교환하는 이유는 특수 고무 재질이지만 시간이 지나면서 고무가 경화하게 되고 갈라지게 되어 끊어지기 때문이다.

벨트가 끊어지면 냉각수가 원활하게 돌지 못해 엔진은 과열이 되고, 파워펌프의 불능으로 핸들이 무거워지고, 발전기가 배터리를 충전하지 못해 전자부품이 작동하지 못하면서 시동이 꺼지게 된다.

차량 100대를 놓고 본다면 실제 교환주기를 지나쳐 구동 벨트가 끊어지는 경우는 5대 미만으로 예방 정비를 통해서 교환을 하는 부품이다.

1. 구동 벨트 변색

구동 벨트는 마찰 면이 있고 계속 회전을 하면서 열을 발생하게 된다. 초기에는 검은색이었던 벨트의 색깔이 시간이 지나감에 따라 가죽 벨트처럼 갈색으로 변하고 그 이후에는 다시 타버린 것처럼 중간중간에 거뭇하게 색이 바래게 된다.

구동 벨트는 앞서 말했듯이 고무 재질로 되어있어 고무 특성상 지간이 지나면서 경화되면서 굳고 크랙이 발생하게 된다. 벨트에 크랙이 발생해도 당장 끊어지는 것은 아니지만 변색되고 크랙이 발생하는 시점을 구동 벨트 교환 시점으로 잡는 것이 좋다. 보통의 경우는 권장 교환 km에 맞춰 교환을 하지만 부품마다 운전자의 습관에 따라 바뀌기 때문에 교환주기가 긴 부품의 경우는 사전 문제가 보일 무렵 바로 교환하는 것을 추천한다.

엔진 룸 내부의 구동 벨트 위치

2. 구동 팬(후항,외부,걷)벨트

팬벨트는 엔진의 크랭크샤프트의 회전에서 동력을 얻어 자동차를 구동하는데 필요한 엔진의 부속장치인 발전기, 워터펌프, 에어컨 컴프레서, 파워펌프를 구동시키는 벨트라고 할 수 있다. 팬벨트 관리가 늦어져 벨트가 끊어지게 되면 벨트로 구성되는 모든 기능들이 마비가 된다. 팬벨트가 없어나 끊어지게 되면, 오버히트가 발생할 수 있으며, 워터펌프가 회전하지 않게 되면 발전기도 회전하지 않게 되므로 이로 인해 배터리의 소모 전력을 충전해 주지 못하게 된다.

따라서 차량이 주행 중이라고 해도 충전되는 전기량이 없으므로 배터리의 전기도 모두 소모되며 결국 주행이 불가능해지는 현상이 발생한다.

즉, 다시 말해 팬벨트는 워터펌프를 구동하여 엔진의 과열을 방지해주고, 차량에서 소모되는 전기를 발생시켜 주는 발전기를 구동시키는 역할을 하므로, 팬벨트의 일상점검은 매우 중요한 부분이며, 특히 장거리 주행에 앞서서 정비소에 들어가 점검이 꼭 필요하다.

3. 엔진룸에서 귀뚜라미 우는소리가 난다면 팬벨트 이상

팬벨트가 느슨해지면 발전기와 워터펌프의 구동 능력을 저하시키므로 발전능력과 엔진의 냉각 능력을 저하시키는 원인이 된다. 반대로 장력이 너무 커서 팽팽하면 발전기와 워터펌프의 베어링 손상을 가져올 수 있으므로 팬벨트의 장력 점검이 무엇보다 중요하다.

가속 페달을 힘껏 밟는 순간 "끼이익"하는 소리가 나는 경우가 있다. 이는 벨트의 장력이 느슨해지면서 엔진 초기 시동 시 또는 급가속 시 벨트의 미끄러짐 현상이 발생하여 이상음이 발생하게 될 수 있다. 이때는 벨트의 장력을 조정해야 한다.

4. 계기판 충전 경고등에 불이 들어오면 팬벨트와 발전기 점검

병이 오면 몸이 아프듯, 자동차는 문제가 생기면 자신의 상태를 알리기 위해 신호를 보낸다. 그 신호 채널의 대표적인 것이 계기판이다. 계기판의 경고등만 잘 살펴도 큰 고장 혹은 이로 인한 사고를 예방할 수 있다. 운전자들이 접하는 가장 흔한 고장이 자동차 배터리 모양의 충전 경고등이다. 이 충전 경고등이 들어오면 어떻게 해야 하는지, 어떤 부분을 점검해야 하는지 살펴보자.

① 무리한 운행은 금물

충전 경고등은 이름 그대로 배터리 충전 계통에 문제가 생긴 것이다. 배터리는 시동이 걸린 후에는 사용 전력이 많지 않으면, 운행 중에 거의 사용되지 않는다. 따라서 충전 경고등에 불이 들어온 상황에서 계속 운전을 해야 할 상황이라면, 오디오, 에어컨이나 히터와 같은 전기 소모 기기들을 끄고, 파워 윈도와 같이 전기로 작동되는 장치의 사용을 최소화하는 것이 현명하다. 이렇게 소비하는 전력량을 줄이면서 재빨리 안전한 곳에 정차를 하여 안전조치를 취하고 점검을 하는 것이 요령이다.

② 구동벨트 확인하기

보닛을 열고 눈으로 봤을 때 구동 벨트가 끊어지거나 헐거워진 경우에는 절대로 운행을 하면 안 된다. 구동 벨트는 냉각시스템과도 연결되어 있어서 더 큰 고장을 초래할 수 있다. 과거에는 구동 벨트가 나뉘어 있어 끊어지거나 헐거워진 벨트만 묶어서 임시로 운행했지만 지금은 원벨트 타입이 대부분이므로 안전한 곳에서 긴급출동 서비스를 이용하는 것이 가장 현명하다.

구동 벨트에 의해 자동차에 전기를 공급하는 발전기

③ 발전기 확인하기

충전 경고등을 일찍 발견했다면 발전기에 문제가 있는 경우가 많다. 발전기에서 배터리로 보내는 충전 전압이 13.5V~14.5V, 출력 전류는 신품 발전기 용량의 70% 이상이면 정상이다. 전압이 일정하지 않다면 발전기의 레귤레이터 부분의 문제다. 하지만 대부분 발전기와 일체형이기 때문에 교체가 불가피하다.

5. 구동 벨트를 점검하는 방법으로는 두 가지가 있다.

① 첫째, 고무벨트의 옆면을 플래시로 비춰 봤을 때 갈라짐이 있는지 관찰하는 방법이다. 약간이라도 갈라짐이 있다면 얼마 가지 않아 벨트가 끊어질 가능성이 높으니 곧바로 새것으로 교체하는 것이 더 큰 비용의 지출을 막는 길이다.

② 둘째, 차량에 시동을 건 상태에서 벨트의 소음으로 확인하는 방법이다. 보통 차에서 ‘찌지 찍~’ 소리가 나면 벨트 계통에 문제가 있는 것으로 판단할 수 있으며, 이런 경우에는 벨트의 장력이나 노화 여부, 베어링의 유격 등을 점검해 봐야 한다.

구동 벨트는 차종에 따라 3개 또는 2개인 경우가 대부분이지만, 최근 출시되는 차량들은 엔진의 정숙성, 내구성 향상을 위해 구동 벨트를 하나로만 설계하고 있다. 흔히 벨트 3종 세트라고 부르는 구동 벨트는 다음과 같다.

① 팬 벨트 : 크랭크축-워터 펌프-발전기

② 에어컨 벨트 : 크랭크축-에어컨

③ 파워 벨트 : 워터 펌프-파워 스티어링 펌프

최근에는 브이 벨트보다 평평한 단면에 4개 또는 7개의 보강 라인이 들어간 리브 벨트(rib belt)가 많이 사용된다.

 3벨트 타입의 6PK2005 규격의 구동 벨트 구조

6. 구동 벨트 점검하기

구동 벨트의 수명과 교환시기는 차종에 따라서 다르지만 평균 주행 거리 30,000~50,000km 이상 운행한 차량이라고 볼 수 있다. 때론 1000,000km 이상에서 교환한 경우도 있다. 눈으로 보았을 때 고무 상태 갈라짐과 파손이 있고 시동을 걸거나 주행 시 엔진룸 쪽에서 우는소리 같은 벨트 소음이 나는 경우는 팬벨트의 노화, 균열이 발생할 수 있으므로 바로 확인하는 것이 좋다. 직접 확인하는 것이 어렵다면 정비 센터를 방문해 점검을 받아보는 것을 권장한다.

또한 구동 벨트를 교체할 때는 텐셔너, 아이 들러의 유격, 작동 상태를 반드시 점검하고 필요한 경우 함께 교체하는 것이 좋다.

 이미지출처: 네이버 

① 엄지손가락을 이용하여 약 조금 센 힘 8~10kg의 힘으로 구동 벨트를 수직으로 힘껏 누른다. 이때 12~20mm 정도 처짐(장력)이 있으면 정상이다.

구동 벨트의 장력이 너무 강하면 벨트와 연결되어 있는 부품의 베어링 마모를 촉진시키고, 반대로 장력이 약하면 엔진의 힘이 구동 벨트를 통해 다른 부품으로 충분히 전달되지 못하기 때문에 발전기의 출력이 불량해지거나 에어컨의 성능 저하 등이 발생할 수 있다.

② 구동 벨트의 손상이 발생했는지, 노후로 인한 균열(크랙)은 없는지 육안으로 점검한다.

③ 구동 벨트는 운전자가 혼자서 교체하기 어려우므로 손상이나 균열이 발생했다면 가까운 자동차 정비소를 방문하여 점검을 받아야 한다.

7. 그 외 구동 벨트에 연결된 부품 점검과 관리법

①오토 텐셔 너와 아이 들러 베어링

구동 팬벨트의 기본 재질이 고무이기 때문에 사용 조건이나 노화에 따라 길이의 변화가 발생할 수 있다. 그래서 최근 출시되는 자동차들은 오토 텐셔 너를 장착, 구동 팬벨트의 장력을 자동으로 조절할 수 있게 만들고 있다.

아이 들러는 정비 현장에서 아이들 베어링이라고도 부르는데, 벨트의 장력을 유지하기 위해 사용하는 베어링이다.

왼쪽이 신품 오른쪽이 구품의 구동 벨트

구동 벨트를 탈거 후 색상을 비교한 사진입니다. 이렇게 보니 엄청 심한 것 같지만 사실 이 정도는 양호한 편이다. 이유는 안쪽 면에 크랙이 하나도 없었기 때문입니다. 그렇기에 구동 벨트를 교환할 때는 육안으로 확인이 가능하므로 세심하게 확인하는 것이 좋다.

② 워터펌프

예전 차량의 경우 4만 km 정도에 구동 벨트(걷벨트)를 많이 교체 했었는데 요즘은 교환주기가 길어져 두배 이상도 가는 경우가 많이 있다. 이 차량은 워터펌프에서 미세한 냉각수 누수와 소음으로 구동 벨트 교체시 같이 교환을 했다.

워터펌프 교환 왼쪽이 신품 오른쪽이 구품

워터펌프는 구동 벨트의 힘을 받아 냉각수의 순환을 돕는 역할을 하고 있다. 예전 차량의 경우 보통 타이밍벨트를 교환할 때 세트로 많이 교환하지만 요즘 차량의 경우 벨트가 체인으로 되어 있어 교환 시기를 놓치는 경우가 많이 있는데 보통은 10만 km 전후로 교환하게 된다. 이 부품 또한 교환주기가 긴 부품 중 하나로 문제가 있어 교환하는 부품이 아닌 예방 차원에서 교환하는 부품 중 하나다.

③워터펌프 교환 후에 냉각수 교체

워터펌프를 탈거하게 되면 냉각수가 다 빠지게 되고 이 작업에는 냉각수 교체는 필수이다. 냉각수는 엔진의 열을 식혀주는 아주 중요한 요소 중 하나다. 초기에 들어간 부동액은 교환주기가 20,000km에서 60,000km 사이다. 이 또한 차량과 운전자 습관에 따라 이렇게 교환주기가 차이가 나게 되는데 냉각수 보조 탱크의 색상이나 라디에이터 캡을 열어 부유물과 색상을 보고 교체주기를 결정하게 된다.

또한 요즘 이슈가 있는 냉각수가 엔진으로 유입되는 차체 결함도 있어서 일주일에 한번 적어도 한 달에 한 번 정도는 보닛을 열어 냉각수나 기타 액체로 된 케미컬 제품의 상태를 확인하는 것이 좋다.

이상으로 구동(후항, 외부, 걷) 벨트에 대하여 알아봤다. 구동 벨트는 끊어지면 차량의 운행이 불가하기에 사전점검과 정비를 통해 미리미리 교환하는 것을 추천하는 것이다.

철저한 사전점검과 사전 정비로 원활한 자동차 관리로 안전운전과 쾌적한 자동차 생활이 되시기 바랍니다.

다음 시간엔 타이밍벨트와 체인에 대하여 알아보겠습니다.

자동차 벨트를 이해하자.

단순히 엔진이라는 말로 총칭하는 부품은 자동차의 심장이자, 자동차의 모든 것이라고 할 수도 있는 핵심부품이다. 엔진은 다양한 부품과 장치가 한 대 어우러져 하나와 같이 움직이도록 설계되어 있다. 그중 엔진의 크랭크축에 장착되어 있는 타이밍벨트 및 체인과 구동(외부, 걷) 벨트의 중요성에 대하여 간과해서는 안된다.

자동차에는 여러 가지 벨트가 있다. 이 벨트는 시간이 지나면 마모되고 교체를 해줘야 하는 소모품으로 차종마다 제조사에서 지정한 km와 자신의 운행 여건을 고려해서 미리미리 교체를 해줘야 한다. 그래서 오늘은 자동차의 벨트들이 어떤 특징을 가지고 있는지 자동차 엔진에서 중요한 벨트에 대해서 알아보자.

1. 자동차 벨트 종류

자동차에 사용되는 벨트는 대부분 팬벨트, 에어컨벨트, 파워펌프벨트, 타이밍벨트, 타이밍체인, 안전벨트로 구성되어 있다.

① 팬벨트

팬벨트는 엔진룸을 살피다 보면 눈으로 보이는 벨트가 일반적으로 말하는 팬벨트이며 주로 외부벨트(걷벨트) 또는 구동벨트라고 칭한다. 팬벨트는 엔진 동력을 이용해 에어컨과 알터네이터, 냉각수 펌프 등 필수 장치를 작동시킨다. 쉽게 말해서 냉각수를 식혀주기 위한 워터펌프 또는 냉각팬을 구동시킨다고 보면 된다.

팬벨트는 고무 재질로 되어 있으며 특히 여름에 장력이 약해지기 쉽다.

운행중에 끊어진 현대자동차 포터2 팬벨트

팬벨트가 문제가 있다면 결과적으로 알터네이터의 성능과 엔진 냉각 능력이 저하가 되기 때문에 운전하다가 가속할 때 귀뚜라미 소리 같은 쇳소리가 나면 팬벨트가 느슨해진 것을 의심해 봐야 하며, 자동차를 2년 이상 사용했거나 직접 눌러봤을 때 탱탱하게 들어가지 않는다면 교환을 해주어야 한다.

② 에어컨 벨트, 파워펌프 벨트

엔진 주변에는 엔진 구동력을 이용하여 냉각수를 순환시키는 워터 펌프, 전기를 만들어 배터리에 충전을 시켜주는 알터네이터, 핸들을 가볍게 움직이게 하는 파워 스티어링 펌프, 등 여러 가지 장치들이 있으며, 이들은 크랭크 풀리에 걸려있는 벨트에 의해서 움직이므로 시동 중에는 항상 회전을 합니다.

그러다 보니 시간이 지나면 이 벨트는 고무제품이라 경화되고 달아서 고무가 딱딱해 지거나 마모로 인하여 긁히는 가벼운 소리와 찢어지는 듯한 굉음의 마찰음이 발생하게 된다.

종종 에어컨을 켤 때 끼기~ 하면서 이상한 소리가 나는 경우가 있는데 에어컨 클러치나 베어링 등에 이상이 있을 수도 있지만 팬벨트나 에어컨 벨트가 이상이 있는 경우도 있으며 에어컨 벨트가 만약 끊어진다면 에어컨이 작동하지 않아 찬바람이 나오지 않는다.

파워펌프는 핸들하고 연관성이 있어, 핸들의 핸들링을 가볍고 안전하게 하는 데 파워펌프에 걸려있는 벨트(파워벨트)가 끊어졌다면 핸들이 무거워진다. 하지만 핸들이 완전히 돌아가지 않는 것이 아니라 무거워졌지만 힘들게 운행은 가능함으로 당황하지 말고 안전한 곳에 정차를 하고 안전조치를 취한 후 보닛을 열어 벨트에 이상이 있는지 확인을 하고 끊어지거나 이상이 생겼다면 가까운 정비소를 찾아 점검 교환을 해야 한다.

③ 타이밍벨트

타이밍벨트는 혼합기가 엔진 내부에 들어갔다가 나오는 것을 제어하는 흡기 밸브, 배기밸브의 시간(타이밍)을 조정하는 벨트이다.

요즘 생산되는 대부분의 차종은 무교환이라고 하는 체인을 사용하기도 하지만, 이전 차량인 고무벨트를 사용하는 차가 더 많으며 보통 교환주기가 차종이나 재질에 따라 6만~10만 km에 교환하게 되어있다.

이미지 출처: 네이버 

타이밍벨트가 중요한 이유는 만약에 끊어진다면 자동차 운행이 바로 불가능하기 때문이다. 끊어지는 경우보다는 벨트 안쪽이 마모(톱니가 떨어짐)가 돼서 벨트가 헛돌게 되는 경우가 많다고 하지만, 끊어질 경우 시동이 바로 꺼져 버려서 자칫 큰 사고 위험이 있으므로 주의를 해야 한다.

④ 안전벨트

안전벨트는 영구적으로 사용이 가능한 것으로 많이 알려져 있지만 안전띠 또한 소모품으로 4~5년 정도가 경과하면 안전 효과를 위하여 점검을 받는 것이 좋다.

자동차 추돌사고가 발생했다면 차량은 파손되었지만, 운전자는 상해를 입지 않은 경우가 많다고 하는데 바로 이 안전벨트 때문에 안전한 것이다. 안전벨트가 충격을 흡수하여 운전자의 상해를 최소화하는데 보통 차 파손 부위는 수리가 되지만 외관상 문제가 없다면 안전벨트를 교체하지 않고 계속 사용하게 되는 경우가 많아 다음 사고 시에 제대로 성능을 발휘하지 못하는 경우가 많기 때문에 사고 후에는 안전벨트를 꼭 점검하여야 하며, 중고차 구입시에도 안전벨트의 이상여부를 꼭 확인하여야 한다.

2. 자동차 핵심 부품인 엔진의 타이밍벨트와 타이밍체인

엔진은 알고 있듯 4 사이클 행정으로 ①흡기-②압축-③폭발-④배기를 순서에 의하여 반복하고 있다. 이 순서를 한 점 오차 없이 정화하게 시간적 타이밍을 맞추어 주는 역할을 타이밍 기어, 벨트, 체인이 하는 것이므로, 타이밍벨트나 체인은 배기에서 다시 흡기로 돌아갈 때 열림과 닫힘을 정확하게 제어하는 역할을 하고 엔진의 힘을 타이밍벨트나 체인을 통해 구동 기관에 전달한다.

이런 타이밍은 초창기 엔진들은 기어가 역할을 했고, 2000년대의 엔진은 대부분 벨트가 사용되었다. 차종에 따라 DOHC, SOHC, V6와 같은 엔진 타입에 따라서 교환 시 부품 가지 수가 차이가 있다. 그리고 차종이 2010년식 이후라면 타이밍 체인이라는 체인 방식으로 대부분 바뀌어 적용되고 있다.

타이밍을 위한 고무 재질인 벨트나 체인이나 계속해서 움직이는 엔진에 의해 마모가 일어난다. 마모가 심각해질 때까지 교환을 하지 않게 되면 엔진의 점화 시기가 부정확해지고 엔진 출력이 저하될 수 있다. 그리고 마모가 점점 심해져 결국 끊어지게 되면 동력을 전달할 수 없기 때문에 자연스럽게 시동이 꺼지게 된다. 이때는 밸브의 여닫음이 부정확하여 실린더 헤드가 손상될 위험이 아주 높다.

① 타이밍벨트

그래서 타이밍벨트는 권장 주기에 맞춰 교환해줘야 하는 소모품이다. 일반 고무벨트의 경우 약 8만 km의 교환 주기를 가지고 있고, 고강성 벨트는 12만에서 15만 km까지 주행할 수 있다. 고강성 벨트의 경우 20만 km를 견딘다는 이야기도 있지만 타이밍벨트 교체 시 함께 교체할 수 있는 부속들을 같이 교체하는 것이 대부분이기 때문에 권장 주기에 맞춰 확인을 하면 좋겠다.

고무용 타이밍벨트가 설치되어 있는 차종을 새 차로 구매해 아직 운용을 하고 계시다면 교환 주기가 다가왔거나 넘기셨을 가능성이 높으니 확인해보아야 한다. 또한 2010년 식 이전의 10만 km 가까이 되는 주행거리를 가진 중고차를 구매하셨다면 구매 시에 타이밍벨트가 교체된 이력이 있는지 확인해보시는 것이 좋다.

② 체인용 타이밍

반면 10년식 이후에 차종에 장착된 타이밍 체인은 반영구적이라고 할 만큼의 긴 교환주기를 가지고 있어 차량을 교체하기 전에 거의 바꾸지 않아도 될 정도라는 의견이 많다. 급가속 시 엔진의 힘을 확실하게 전달해준다는 점도 타이밍 체인이 대세가 된 이유라고 할 수 있다.

하지만 고무가 아닌 쇠로 된 체인 구조인 만큼 엔진 소음이 타이밍벨트보다 많이 난다는 단점이 있다. 그러나 이는 엔진 커버 및 방음 기술이 충분한 차종의 경우 크게 느끼지 못할 정도이다.

 이미지 출처: 네이버

이렇게 장점이 많은 타이밍체인도 사용하다 보면 교체해야 할 때 가 있다. 반영구적이며 20만 km 이상의 교체 주기를 가지고 있다고 알려진 만큼 늘어지거나 끊어지지 않는 선입견을 가지고 있는 사람들이 많지만, 타이밍 체인은 자전거 체인과 같이 각 링크들을 핀으로 고정하고 연결해 제작한 것이다. 그래서 시간이 지나면 핀과 링크가 느슨해지고 늘어나는 현상이 발생하게 된다.

이렇게 타이밍 체인의 장력이 부족해지게 되면 경운기처럼 털털거리는 소음이 커지고 출력이 떨어지는 등의 증상이 발생한다.

그리고 유격을 방치했을 때 심각한 경우 체인이 끊어지는 현상이 발생하기도 한다. 그렇게 되면 타이밍벨트와 마찬가지로 실린더 헤드가 손상되는 것이다.

이상으로 자동차에 사용되는 벨트류에 대하여 알아봤다. 안전하고 쾌적한 자동차 생활을 위해서 많은 운전자들이 자기 차에 많은 관심을 쏟고 계실 텐데, 타이밍벨트와 체인은 다른 부품들 대비 교체 주기가 긴 편이라 자주 신경을 쓰지 못하는 운전자들이 많다. 자동차의 심장, 엔진에 대한 주기적인 점검과 확인은 아무리 해도 모자라지 않는다.

오늘 알아본 엔진의 타이밍이 자동차를 이해하는 데 대하여 조금이라도 도움 되어 원활하게 차량관리를 하시고 안전운전으로 쾌적한 자동차 생활이 되길 바랍니다.

다음 시간엔 이 타이밍에 있어 타이밍벨트와 타이밍체인에 대하여 더 구체적으로 상세히 알아보도록 하겠습니다.