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안녕하세요 보민 파파입니다.

이전에 포스팅한 MDPS 자석현상을 완화하기 위한 DIY를 포스팅 하려고 합니다.

DIY하기 앞서 Motor Driven Power Steering에 대해 좀더 알아보고 진행하도록 하겠습니다.

 MDPS는 말 그대로 전기 모터를 이용하여 조향에 대해 어시스트 해주는 파워 스티어링입니다. 2000년대 이전에는 유압식 파워 스티어링을 많이 이용하였는데요, 엔진 구동 벨트에 유압펌프를 연결하여 엔진 구동손실로 연비 하락등에 영향이 있었습니다.

이에 따라 구동손실을 줄이고 연비 향상과 경량 효과를 얻고자 전자식 파워 스티어링으로 대부분 변경 되었습니다.

 최근에는 자동주차와 자율주행 때문에 더 더욱이 전자식 파워 스티어링으로 가는 추세입니다. MDPS가 생소하신 분들도 계실텐데요, 원래 정식 명칭은 EPS(Electric Power Steering)입니다. 현대차에서만 MDSP라고 사용하고 있습니다.

제가 생각했을때, MDPS의 구성은 크게 3가지로 구성되어 있습니다.

1. 스티어링 구동용 전동기

- 그랜져 HG 경우는 브러시리스 모터를 사용하고 있어 특별한 하자(충격등)이 없으면 반영구적으로 사용이 가능합니다. (보통 DC 모터는 브러시가 마모되어 브러시만 교체하는 경우가 있습니다. )

2. 조향 토크 센서

- 운전자가 돌리는 스티어링과 구동측에서 올라오는 비틀림등을 계측하여 핸들을 돌리는 힘과 방향을 측정하는 센서입니다. 이 값을 이용하여 모터 구동에 대한 시정수로 사용이 됩니다.

3. 컨트롤러

- 조향 토크센서로부터 입력을 받아 전동기(모터)를 제어 합니다.

그리고 세부적으로 봤을 때 전동기(모터)의 회전 에너지를 조향축로 전달하는 웜기어 ass`y가 있습니다.

<웜기어 ass`y>

이번 DIY에서 설명 드릴 부분, 바로 이 웜기어 ass’y 부분입니다.

앞 포스팅 자석현상의 원인과 같이 웜기어와 웜휠기어의 윤활재(구리스)가 사용상 경화(고착)되거나 구조상 주변으로 밀려나는 형상을 완화(보완) 하고자 합니다.

<구리스 도포 위치>

상기 사진 <구리스 도포 위치>의 좌측 사진과 같이 구리스가 웜휠기어 원심 방향으로 퍼져있으며 웜기어에도 구리스 양이 소량인 것을 확인 하실 수 있습니다.

더욱이 전반적으로 도포된 양이 미량으로  부족해 보입니다.

저는 해당 MDPS의 웜기어와 웜휠기어의 만나는 부분에 타공을 하여 그리스를 주입하였습니다.

작업 순서는 아래와 같습니다.

1. MDPS body 하부의 웜기어 및 웜휠기어 만나는 곳 타공

2. 주사기를 이용하여 구리스 주입

3. 타공 부위 마감

작업은 굉장히 심플하여 누구나? 작업이 가능할 것으로 판단됩니다.

다만, 그래도 전동Tool을 한번쯤 다루어 보셨어야 합니다.

우선 DIY에 사용될 공구 및 재료를 공유 드립니다.

< DIY 공구들 >

1. 타공용 4.2∅ 드릴 비트 -> 일반 철판 피스 

  - 하부에서 작업을 하기 때문에 공간이 나오지 않습니다. 그냥 철판 피스로 뚫으면 됩니다. 

<철판 피스>

※피스는 되도록 짧은 놈이 좋습니다. 길면 뚫을때 중심 잡기 힘들어 어긋나는 경우가 많습니다. 

2. 전동 드릴 

3. 플렉시블 비트

  - 혹시나 하여 주사기를 사러 다이cow에 들렸는데 이 녀석이 있더군요. 무려! 2,000원 잘못 봤나 싶었는데, 맞습니다. 2000원 갑오브갑 가성비 입니다. 

다만, 연결하여 사용하다보면 진동과 열이 좀 많이 발생하는거 같습니다. 

그래도. 이녀석덕에 DIY를 마무리 할 수 있었습니다. 

4. 구리스 주입용 주사기

  - 요즘은 왜 문방구가 없을까요? 제가 생활하는 이동 반경에는 문방구가 없습니다. 예전 제가 어릴때는 과학/자연 시간에 사용할 준비물 주머니를 문방구에서 사곤 했는데, 시대가 많이 바뀌었나봐요.  보민이는 올해로 이제 4살인데, 교구가 다 어린이집에서 교부되긴 하더라구요 ^^;;

사담이 길었습니다, 해당 주사기는 엄청난 서치중에 이 역시 다이cow에서 판다는 정보를 입수하여 구매 하게 되었습니다. 화장품 소분용 이라는 이름으로 판매를 하고 있더군요. 제가 알고있는 주사기는 병원에서 사용하거나 압력차이에 대한 공부를 할때 교구였는데 말이죠 . 

5. 구리스 

 - 중요합니다.! 앞써 말씀 드린바와 같이 웜휠기어가 프라스틱의 재질로 되어 있어 일반 기름계열 그리스를 사용하게 되면 경화될 확율이 매우 높습니다.  단시간에 경화가 되지는 않겠지만 점점 고착되고 경화되어 크랙발생될 확율이 매우 높으니 주의 하시기 바랍니다. 저는 실리콘 계열의 구리스를 구매하였고.. 몇달전에 사두었는데 이제서야 사용하게 되었네요, 해당 구리스는 파썬 유지보수에도 사용하셔도 좋습니다. 

세차하실때 파썬 열어 보시면 흰색의 구리스를 보셨을겁니다. 

정품 파썬용 구리스는 비쌉니다.

6. 타공 홀 마감용 마개

<마감용 마개>

잘 보이실지 모르겠지만 중앙에 저 검은 고무로 타공된 부분을 마감했습니다. 

해당 재료는 애바크리너 구매시 같이 동봉되어 온 녀석 입니다. 

위와 같이 재료 및 Tool을 준비 하셨으면 이제 DIY를 하실 수 있으시구요. 

그리고 구리스를 잘 주입하기 위해서 노즐을 만듭니다.

<바늘 구부리기>

바늘이 꺽이지 않도록 바늘 내부에 전선을 넣은 상태에서 굽힙니다.

바늘을 꺽는 이유는 웜휠기어와 웜기어 만나는 부분에 정확하게 주입하기 위함입니다. ※바늘은 주사기에 포함되어 있습니다. 

<MDPS 하부 들어 가는 영상>

앞서 작업순서를 말씀 드렸는데요, 

"1. MDPS body 하부의 웜기어 및 웜휠기어 만나는 곳 타공" 에서 MDPS body 하부로 들어가는 것을 사진으로 표현을 해보았습니다. 

<MDPS 육간 식별 방법>

보시는 사진과 같이 브레이크 패달 쪽으로 머리를 집어 넣고 상부를 쳐다 보게 되면  MDPS가 보입니다. 

약간의 유연성이 필요합니다. 

<MDPS 타공 포인트>

사진 <MDPS 육간 식별 방법> 과 같이 누워 위를 쳐다 보게 되면 사진<MDPS 타공 포인트> 가 매우 가깝게 보이며, 해당 타공 포인트에 구리스 주입 홀을 뚫습니다. 

<드릴에 4.2파이 드릴 비트 적용>

4.2파이 드릴비트를 장착하고 뚫으려 했는데 공간이 협소하여 불가능합니다, 

<플렉시블 비트 장착>

그래서 플렉시블 비트를 장착하고 철판용 피스를 이용합니다.

- MDPS 바디가 알루미늄 재질로되어 있어 약한 힘으로 쉽게 뚫립니다.

단, 표면이 매끄럽기 때문에 “타공 펀치“로 마킹을 한 상태에서 하면 더욱 쉽습니다.

<타공 진행>

저같은 경우는 전동툴등을 자주 만져봤기 때문에 "타공펀치"를 이용하지 않고 플렉시블 비트에 피스를 꼽고 바로 타공 하였습니다. 

하부에서 홀가공을 하기 때문에 쇳가루가 들어갈 일은 없겠지만 혹시나 하는 마음에 천천히 진행을 하였습니다. 

<타공 동영상>

타공시 참고 하시라고 별도의 편집없이 동영상을 올려 드립니다.

※소리 주의!! 필히 사운드를 최대로 줄이고 재생하여 주시기 바랍니다. 

동영상의 드릴 돌아가는 소리를 들어 보시면 엄청 천천히 돌고 있다는 것을 알 수 있습니다. 그리고, 공간이 협소하다보니 피스를 자주 놓치는 모습이 나오네요 ^^;;

무엇보다 최종 지점에선 매우 천천히 힘 조절하면서 타공을 하셔야됩니다. 

절대 힘으로 밀어서 하시면 안됩니다. 혹시나 뚝하고 뚧릴 경우 힘에 의해 웜휠기어에 손상을 줄 수 있기 때문입니다.

<타공 확인 및 구리스 주입 시뮬레이션>

동영상 <타공 확인 및 그리스 주입 시뮬레이션> 과 같이 혹시 모를 쇳가루나 팁이 들어가지 않았을까하는 마음에 주사기로 두어번 흡입 해보았습니다. 그리고, 제작/가공한 바늘은 쓸모가 없습니다. 웜기어와 웜휠기어 맞물리는 지점에 정확하게 도포를 할 계획이였으나 바늘이 진입이 안됩니다.

<구리스 주사기에 옮겨담기 >

사진 <구리스 주사기에 옮겨담기>과 같이 해당 양을 1회 주입(앞써 쇳가루를 뺄때 과통홀과 주사기 노즐이 1:1 매칭이 되는것을 보셨을겁니다. 저는 그냥 주사기 노즐을 다이렉트로 물려 주입을 하였습니다.)하고 시동을 걸어 핸들을 좌, 우 끝까지 두 번 돌리고 다시 동일한양을 1회 더 주입하여 총 2번 주입하였습니다.

1회 주입만으로도 핸들이 너무 매끕럽게 돌아갑니다.

그리고, 고무마개로 마감을 합니다.

<고무마개 가공>

상기 고무마개는 에바 크리너를 사면 동봉되어 오는 녀석인데 딱 맞을 줄 알았는데 굵기가 점점 커지는 타입이라 쉽게 들어가지 않아 좀 더 얇고 짧게 사진과 같이 가공을 하였습니다.

지금 작성하는 시점은 DIY 후 대략 1개월이 지났는데요, 

핸들링은 여전히 매우 훌륭합니다.  

그리고, 

그랜져HG 11년식의 경우는 별도 스티어링휠 모드를 선택 할 수 없습니다.

예전에 초기증상이 나타났을 때 너무 힘들어 사업소에 방문하였더니 조향 모드를 스탠다드에서 컴포트 모드로 변경(스캐너물려 작업)해주었습니다.

 그 당시는 핸들링이 가벼워지니 엇 부드러워 졌다. 생각하고 지내왔는데, 뉴스에서 MDPS의 커플링 결함이니 교체 받아라 날리날리였죠. (커플링은 아무 문제 없었지만 교체를 진행하였습니다.<- 이부분은 플라시보도 없었습니다. 차는 감성튜닝이라는게 있는데 말이죠. 저의 경우는 하나마나.. )

이렇게 DIY를 진행하여 보니 커플링 문제보단 해당 웜기어 ass`y 문제(구리스 경화)로 보여지고 확실한것 같습니다. (자석현상에 대해서만,, 저는 별도 소음은 발생하지 않았습니다.)

아참, 보셔서 아시겠지만 저의 DIY 법은 패달 공간 밑으로 기어들어가서 육안으로 식별이 힘든 상태에서 작업을 하기 때문에 다소 어려움이 있을 수 있습니다.

최근에 보니, 무릅 패드?를 뜯어서 MDPS 위쪽에서 타공을 하시는 분들이 계셨던것 같습니다. 이와 같이 작업을 하시면 내장재 탈걸에 대한 부담은 있지만 타공에서 있어서는 매우 용이할 것 같습니다.

전 아마 다시 한다면 다시 패달 공간 밑을 들어갈 생각입니다 ^^;;

궁금한 사항이 있으시면 댓글이나 메일로 주시면 성실히 답변 드리겠습니다.

 아아!!  저는 핸들 조작을 최대한 조심히하는 스타일이라 커플링이나 웜기어 마모가 없었습니다. 

 평소 핸들을 최대한 꺽으시거나 포트홀, 도로 연석에서 핸들을 무리하게 꺽으신다면 웜휠기어가 파손되거나 빠르게 마모가 될 것으로 사료가 되오니 늘 느긋하게 조심운전을 하시기 바랍니다. (해당 부분은 주차중에 많이 일어납니다)

그럼 여기까지 봐주셔서 감사합니다.

안녕하세요 보민 파파입니다.

금일은 제가 운용하고 있는 현대차 그랜져HG 11년식의 조향장치에 대해서 이야기 드리고자 합니다.

현재 출고되는 신차의 경우는 많이 개선되었다고 합니다만 제가 운용하고 있는 연식대의 차종은 주행중 많이 불편함을 느끼셨거나 큰 비용을 드려 수리를 했을텐데요.

그 이유는 바로 자석현상!!

저 같은 경우는 고속 주행 중 커브길에서 핸들을 돌린 후 다시 복귀를 하지 않는 현상이 간헐적으로 있었고, 이는 핸들을 다시 정렬 하기위해 원점으로 돌릴때 작용 반작용에 의해 차량이 휘청거려 안전에 위험이 예상되어 매우 스트레스가 있었습니다. 이런 현상을 다른 분들은 자석현상이라고 많이들 말씀하셨는데, 제가 느낀점은 자석보다는 먼가 뻑뻑하다? 걸려있는 느낌이다? 마찰에 의한 긁는 느낌등을 받았습니다.

해당 현상은 간헐적으로 발생을 하나 주로 히터를 동작시킨 상태에서 송풍 방향을 아래쪽(발쪽)으로 했을 때 빈번하게 발생을 했던것 같습니다.

처음 추측 하였을 땐 MDPS 제어기가 열을 받아 오동작 하나? 생각 하였지만 특정한 구간에서(핸들 중심이 12시라고 했을 때 11시 반 위치, 1시 반 위치)에서 붙는 현상이 있었습니다.

이후 핸들 높낮이를 조절 하거나 시계방향, 반 시계방향으로 핸들을 돌리면 증상이 완화되곤 했습니다. 

<조향 장치 사진>

상기 그림과 같이 그랜져HG 11년식의 MDPS는 C–Type입니다. 

C-Type란 컬럼 구동식으로 구동 모터가 실내 컬럼에 부착되어 있습니다.

해당 C-Type의 MDPS는 소형차나 저렴한 라인에 적용이 되는데, 왜!왜!왜! 그랜져에 적용을 했을까요? 

<MDPS 구성>

아무튼 !!! 

 C-Type MDPS의 장점으로는 수리가 용이하고 가격이 다른 Type 대비 저렴합니다. 

역시 원가 절감인가요? 요즘  제네시스 브랜드나 터보차량에는 R-MDPS를 적용하고 있더군요. 

단점은 상기 <조향장치 사진>과 같이 컬럼에 MDPS가 연결이 되어있어  실제 파워스티어링 기어박스와 거리가 있다보니 응답성이 떨어지며 실내에 있는  MDPS가 동작할때 기어와 모터에서 소음이 발생합니다.

다른 브랜드는 모르겠지만 제가 운용중인 그랜져HG 11년식의 MDPS는 해당 소음을 억제하기 위해서 모터와 직결된 웜기어는 금속, 웜기어와 마주하는 웜휠기어는 플라스틱 재질로 되어 있습니다.

문제는 여기에서 발생되고 있었습니다.

금속과 플라스틱이 맞물려 돌아갈 때 상대적으로 강성이 약한 플라스틱이 마모가 되게 되어 있습니다. 이를 완화하기 위해서 그리스를 도포하게 되어 있는데, 운용상 그리스는 웜휠기어 주변으로 밀려 분산되거나 열에 의해 점성이 떨어지거나 고착이 됩니다.

즉, 웜기어와 웜휠기어 사이에 윤활재가 없어지다 보니 소음 발생과 마모가 발생하게 된 이유입니다.

제가 해당 현상을 격은건 80,000km 전후였던 것 같습니다.

저의 운전 습관은 잦은 차선 변경을 하지 않으며 핸들을 최대(시계방향, 반시계방향 끝까지)로 꺽지 않습니다. 예전 유압식 차종을 운용했을 때 습관 때문입니다.

유압식은 스티어링휠을 최대로 꺽으면 유압펌프에 부하가 걸려 유압펌프에 무리가 가며 차체에 진동을 전달하여 운전자나 동승자에게 불쾌감을 줄 수 있습니다.   

지금은 130,000km를 넘었습니다. 참.. 오랜 기간 참았습니다. 

몇번의 기변을 고려 하였지만 스티어링과 브레이크를 제외하면 매우 만족도가 높은 차량이라 참아가며 타왔습니다. 허나, 아시겠지만 고속 주행중 핸들이 뻑뻑하거나 먼가 걸리적 거리면 굉장히 스트레스를 받습니다. 정말 몇번의 우열 곡절끝에 잘 참았습니다. 그덕에 드디어 상기와 같은 원인을 찾아 다행입니다. 

 잠깐 옆으로 빠졌는데, 상기 이유로 그리스를 주입하면 되겠다 싶어 우선 신baby츠 사의  실리콘 그리스를 구매하였습니다. (일본산이니 주의 하셔야합니다. 요즘 일본산 불매 운동이 한참인데 전 1년 전에 사놔서 버릴 수도 없고 이용을 했습니다. 죄송합니다.)

그리스의 브랜드는 상관없으나, 꼭!! 실리콘 그리스를 사용해야됩니다.

왜냐 앞서 설명 드렸듯 웜휠기어가 플라스틱입니다. 일반 그리스를 이용시 플라스틱을 경화 시키거나 녹일 수 있으니 꼭 주의 하셔야 합니다.

이상 MDPS의 이상 원인에 대해서 살펴 보았구요.

다음 포스팅에는 DIY 자료를 공유 드리겠습니다.

p.s 포스팅에 이용한 이미지는  현대모비스의 부품상세검색 (WPC) 서비스에서 발취를 했습니다. 

참, 현대차를 버릴 수 없는 이유가 여기 있습니다. 

저렴한 가격, 자료 공개, 정비의 용이성 

MDPS  DIY 포스팅 이후 현대모비스 부품상세 검색 서비스 (WPC) 이용 방법과

정비지침서, 회로도 분해조립도를 보는 방법을 추가 포스팅 하겠습니다.  

감사합니다.