엔진오일 이해하기

말도 많고 탈도 많은 엔진오일에 관해 조금 정리해 볼까 한다.

제목 그대로, 쉽게 이해할 수 있도록 공학적인 내용은 배제한다.

 

엔진오일이란?

엔진오일은 엔진을 원활하게 회전시키는 윤활제로서 적당량을 유지해야 하고, 적당한 시기에 교환해야 하는 소모품이다.

엔진오일의 대표적인 작용은 아래와 같다.

윤활작용 : 마찰 부위 및 베어링을 윤활 하여 표면 마찰을 감소

밀봉작용 : 실린더와 피스톤 사이에 오일 막을 형성하여 기밀 유지 (블로바이가스 방지)

냉각작용 : 마찰로 인한 열을 열전도를 통해 냉각

청정작용 : 카본 및 금속 분말과 같은 불순물을 흡수 (흡수된 불순물은 스트레이너나 필터를 통해 걸러진다)

응력분산작용 : 운동에 의한 충격발생 시 압력을 오일 전체에 분산

방청작용 : 금속이 부식되는 것을 방지

소음감소작용 : 운동 시 발생하는 소음을 흡수하여 소음 감소

 

엔진오일규격?

엔진오일 용기를 보면 그 엔진오일의 성능이나 특징, 품질과 같은 특성을 한눈에 알아볼 수 있다.

자동차 기술의 발전에 따라 새로운 성능의 규격이 계속 제정 되고 있으며,

가장 많이 알려진 규격은 아래와 같다. (자동차 메이커별 규격은 제외 한다. ex : VW, MB, BMW 등)

성능 규격

API (American Petroleum Institute)

ACEA (Association Comstucteurs Europeens Automobiles)

점도 규격

SAE (Society of Automotive Engineers)

API 나 ACEA에 관해서는 나중에 따로 정리 하도록 하고, 점도 규격에 관해 좀 더 알아보자.

 

점도란?

유체가 흐를 때 발생하는 액체의 내부저항 또는 마찰의 크기라 생각하면 이해하기 쉽다.

점도가 낮으면 물처럼 흐르기 쉽고, 점도가 높으면 꿀처럼 흐르기 어렵다.

이에 SAE에서는 숫자로 그 점도를 표시하며, 숫자가 높을 수록 점도가 높은 오일이라고 생각하면 된다. (ex : 0W30)

 

 

위 사진은 필자가 주로 사용하던 점도 측정 장치 이다. 오일의 온도를 폭 넓게 조절하여 점도 측정이 가능하다.

흔히 말하고, 볼 수 있는 점도 표시에 대해 알아 보자.

예를 들어 0W30 이라 하자. (다급)

0W는 -35℃ 에서의 점도를, 30은 100℃에서의 점도를 뜻한다.

(0W 앞의 숫자에 따라 기준 온도는 변한다. ex : 25W는 -10℃)

또한, 오일은 단급오일과 다급오일로 한번 더 나눠진다.

0W, 10W, 20W 혹은 20, 30, 40 과 같이 한쪽 등급만 표시된 것이 단급 오일 이고,

0W20, 10W30, 5W40 과 같이 두가지 등급이 표시된 것이 다급 오일 이다.

요즘 시판되는 대부분의 오일은 다급오일 이기에 단급 오일은 좀처럼 보기 힘들다.

다급 오일의 장점은 저온에서 묽기 때문에 시동성이 좋고,

고온에서는 너무 묽지 않아서 적절한 유막을 형성해 준다는 것에 있다. (온도 변화가 큰 곳에서 단급오일 보다 사용하기 좋다)

단급 오일은 다급오일과 반대로 저온이면 저온, 고온이면 고온에 성능이 집중 되어 있다 생각하면 된다.

단급 오일이 오히려 고부하에 대한 보호 능력이 유리한 경유가 있지만,

편의성을 찾는 요즘시대의 트랜드와 첨가제의 발달로 다급 오일을 많이 사용한다.

다만, 다급 오일은 사용기간이 길어짐에 따라,

저온이나 고온시의 점도 특성을 상실해 가는 비율이 다르기 때문에 신경써야 한다.

 

합성유? 광유?

원유를 일정한 처리과정을 통해 중유로 만들고, 이 중유를 정제하여 만든 것이 광유다. 덕분에 불순물이 많다.

빠르게 움직이는 엔진 내부에 좋지 않은 물질을 남기게 되는 것은 어찌보면 당연한 일이다.

반대로, 합성유는 분자 구조를 강제로 결합 및 합성 시킨 오일이다.

엔진 내부에서 좋게 작용 하는 각종 첨가제를 함께 섞어 만든다. (산화방지, 청정분산 등)

이물질이 침입해도 성능 저하가 광유보다 적다.

합성유가 광유보다 좋다는 것은 두말하면 잔소리다.

합성유도 VHVI 와 PAO, 에스테르 그룹으로 나뉜다. 성능상으로는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

VHVI < PAO < 에스테르

다만, 성능이 좋을 수록 값이 비싸다는 단점이 있다.

합성유나 광유나 결국은 같은 소모품이다.

값이 싼 광유를 사용할 것인가? 값이 비싼 합성유를 사용할 것인가?

 

적정 교환주기

엔진오일은 연소실에서 발생하는 연소가스와 고열원에 바로 노출되기 때문에,

엔진오일의 초기성능을 지속적으로 보장, 유지 할 수 없다.

또한 일부는 연료와 함께 연소되거나 하는 상황 등으로 일정량 소모되어 항상 부족해지고 열화가 발생된다.

그렇기 때문에 적절한 시기에 교환해야 한다.

하지만, 최적의 오일 교환주기를 결정하는 것은 대단히 어렵다.

엔진의 윤활 설계 조건, 운전자의 운전습관, 도로 및 환경 조건, 연료 및 엔진오일 성능 등,

다양한 요소가 복합적으로 결합 되어 있기 때문이다.

따라서 오일교환주기에 대한 의견이 다르게 나타나고 있는 실정이다.

필자가 생각하는 교환 주기는 아래와 같다.

각종 연소 물질과 트라이볼로지 작동조건 등은 첨가제의 기능 저하와 엔진오일의 점도를 달라지게 만든다.

(Tribology : Friction, Wear, Lubrication)

이때가 바로 엔진오일의 적정 교환주기다.

하지만 필자가 생각하는 것 처럼 오일 교환을 하려고 하면, 고가의 성능 분석 기계가 필요하고 시간 또한 투자 해야 한다.

그러기엔 기회비용이 크다.

 

5000km or 10000km

예전엔 5000km 마다 엔진오일을 교환하는게 당연하던 시절이 있었다.

하지만, 엔진오일의 성능 발전으로 정상적인 운행 조건이라면 10000km 마다 교환해도 별 지장이 없다 생각한다.

이를 뒷바침 하는 근거로, 여러 논문에서는 각종 근거 자료를 제시하고 있다.

(엔진오일 분석 결과, 점도, 유동점, 윤활성능과 같은 엔진오일 성능에 별 차이가 없음을 알 수 있었다)

 

엔진오일의 양 점검

엔진오일의 주입량은 자동차의 메뉴얼을 보면 정확히 나와있지만,

엔진오일 교체 시 잔유를 전부 빼내는 것이 번거롭기 때문에,

대부분의 정비 업체 에서는 전체 엔진오일 중에 80~90%만 빼고 새 오일을 집어 넣는다.

따라서 메뉴얼 값보다 조금 덜 들어가게 된다.

(되도록 잔유 제거를 해주는 정비 업체에서 교환하는 것이 좋다)

엔진오일의 양 점검 또한 메뉴얼에 나와있는 방법을 따르는게 좋다.

일반 적인 엔진오일 양 점검 방법은 아래와 같다.

우선, 엔진을 정상 작도 온도까지 웜업 시켜야 한다.

(냉각수 온도가 80℃ ~ 90℃. 냉각수 온도 게이지가 중간쯤에서 정지 하면 적정온도에 왔다고 판단해도 된다)

차를 평지에 주차하고 오일팬의 유면이 안정 될 때 까지 기다린다. (5분정도면 충분하다)

 

 

사진과 같이 엔진 후드를 열고,

 

 

엔진 오일 이라고 쓰여있는 게이지를 꺼내서, 깨끗한 헝겊으로 닦아낸 후 다시 꽂는다.

(위치는 차량마다 다르며, 손잡이의 모양과 색도 다르다)

3~5초 정도 기다린 후 게이지를 다시 뽑아서, F 와 L 사이에 있는 지 확인 한다.

(F와L이 없고 다른 모양으로 표현되어 있기도 하다. 표현 방법은 게이지 마다 다르지만 누가봐도 한눈에 알아볼 수 있다)

엔진 오일이 부족하다면, 최대선 (F) 까지 보충 해 주면 된다.

엔진 오일이 최대선 부근에 있지 않다면, 처음에 말한 엔진 오일이 하는 작용들의 성능이 떨어진다고 생각하면 된다.

쉽게 얘기 하자면, 100의 엔진오일이 해야 할 일을 90, 혹은 80이 한다고 가정해 보자.

그럼 당연히 규정치 보다 많은 일을 해야 한다.

그렇게 되면 결과적으로 엔진오일의 수명이 짧아지고, 성능을 100% 사용 할 수 없다.

엔진 오일이 하나도 묻어 나오지 않는 경우엔, 엔진이 심각하게 파손 될 수 있으니 엔진 오일 보충 후 점검을 받는게 좋다.

반대로 엔진 오일이 최대선을 많이 지나 과다하게 주입 된 경우,

출력과 연비 등에서 손실을 보게 되거나, 실린더 내에서 연료와 함께 연소 하면서 엔진에 좋지 않은 불순물을 생성 하기도 한다.

 

전체적인 방법 제시

엔진의 최고 성능을 유지하기 위해서는, 가능한 엔진오일의 교환 주기를 짧게 할 수록 좋지만,

자신의 운전 스타일이나 환경을 토대로 교환 주기를 설정하자.

정상적인 운전 (차량 상태가 좋고, 급출발, 급가속, 짧은 시내 주행 등을 하지 않음) 을 한다면 교환 주기를 늘릴 수 있고,

가혹한 운전을 한다면 교환주기를 짧게 할 수 있다.

교환 주기를 늘린다면, 주머니 사정은 물론이고 폐오일로 인한 환경 오염 방지에 기여할 수 있다.

엔진 오일을 선택 할 때, 메이커가 지정해준 최소한의 기준에 부합하는 합성유를 사용하는 것을 권한다.

엔진 오일 교체 혹은 엔진 오일 양 점검 시, 메뉴얼을 적극 활용하자.

판단과 결정은 당신의 몫이다.

 

(http://imadrug.tistory.com)