엔진 오일의 기능

대부분의 운전자들은 엔진오일하면 단순히 몇 킬로마다 의무적으로 교환해주는 소모품으로 생각하거나 엔진의 성능을 좋게 해주는 제품으로 생각하고 있다. 물론 틀린 말은 아니지만 엔진오일은 우리가 생각하는 것보다 훨씬 많은 기능을 하고 있다. 따라서 엔진오일이 부족한 경우에는 즉시 교환해 주어야 한다. 이번호에서는 엔진오일의 기능 및 역할에 대해서 알아보자.

 

엔진오일은 엔진의 기능을 최대한으로 살리기 위해서 기계적, 화학적인 요구 성능을 고려해 정교하게 고안된 제품이다. 엔진오일이 하는 역할은 ▶시동이 쉽게 걸리도록 한다(Permit Easy Starting) ▶엔진 부품의 마모를 방지한다(Lubricate) ▶녹과 부식을 방지한다(Protect) ▶마찰을 감소시킨다(Reduce Friction) ▶엔진 부품을 깨끗하게 관리한다(Keep Clean) ▶연소 퇴적물을 최소화한다(Minimize Combustion Chamber Deposits) ▶연비를 향상시킨다(Aid Fuel Economy)등 우리가 생각하는 것보다 훨씬 많은 일을 하고 있다.

 

■ 시동 보조장치 역할을 한다

시동이 쉽게 걸리기 위해서는 여러 가지 요소(축전지, 시동모터, 점화시스템, 연료의 증발성, 공연비, 윤활유의 유동특성)가 모두 제 기능을 해야 한다. 그렇지만 윤활유는 온도가 내려가면 흐름에 대한 저항이 급격히 증가해 시동 때 윤활유의 공급이 적절하게 이루지지 않는 특성을 가지고 있다. 이러한 점을 개선시키기 위해 각 업체에서는 계속적으로 제품 기술을 증진시키고 있는데 아무튼 엔진오일이 시동 보조장치의 역할을 하기 때문에 오일이 부족할 경우에는 시동이 잘 걸리지 않을 수 있다는 것을 알아두기 바란다.

 

■ 윤활 작용을 한다

일단 시동이 걸리고 오일 펌프가 작동을 하면 상대 운동하는 부품으로 오일이 빠르게 공급되어 금속과 금속 사이의 접촉을 막아 마모 및 붙음(seizure)을 방지시켜 준다. 베어링과 실린더 벽 사이에서의 유막은 부품의 운동, 압력, 오일 공급에 매우 민감해 적절한 오일의 흐름과 배급에 의해 계속적으로 오일이 공급되어야 한다. 대부분의 윤활 부위는 오일이 완전히 윤활운동 부위 사이에 유막을 형성하도록 설계되는데, 이 윤활 조건을 ‘완전 또는 유체 윤활(Full Film or Hydrodynamic Lubriction)’이라고 부른다. 또한 움직이는 두 표면이 유막으로 완전히 분리된 경우를 ‘후막 윤활’이라고 한다.

 

■ 마찰을 감소시킨다

후막 윤활, 유체윤활 상태에서는 엔진 부품의 금속과 금속간의 접촉을 막아준다. 엔진 오일의 점도가 너무 높으면 증가된 유체마찰을 극복하기 위해 추가의 힘이 더 필요하고 이를 위해 엔진의 부하가 많으므로 연료 소모가 증가한다. 여기서 알아두어야 할 점은 오일이 그을음, 먼지로 오염되거나 오일 산화, 슬러지 생성과 변질되어 점도가 감소해 엔진의 수명을 단축시킨다. 따라서 오일과 필터를 적절한 주기로 교환해 주어야 한다.

 

■ 녹 및 부식을 방지한다

연료가 이상적으로 연소하면 물과 이산화탄소만이 발생하나 실제로는 여러 가지 이유로 인해 연료의 불완전 연소가 일어난다. 이러한 미연소 또는 불완전 연소된 연료는 복잡한 화학 반응을 일으켜 그을음이나 카본을 형성한다. 일명 배출가스를 분출하게 되는 것이다. 수분이나 연료의 불완전 연소물 이외에도 질소 산화물과 같은 부식성 가스가 생성되어 피스톤 링을 지나 크랭크케이스로 유입된다. 여기에 오일의 산화에 의해 생성된 산성물질이 더 해져 녹과 부식 문제가 심화되는 것이다. 엔진의 수명은 이러한 부식성 물질을 얼마나 잘 중화시키는가에 있는데, 이를 방지해 주는 역할을 엔진오일이 하고 있는 것이다.

 

■ 연비를 향상시켜 준다

적절하게 설계된 오일은 연비를 향상시킬 수 있다. 현재에는 두 가지 방법이 시행되고 있다. 먼저 단급 점유도나 다급 점유 모두 적절한 첨가제를 사용해 경제 윤활에서 금속과 금속 사이의 마찰을 감소시켜주고, 또 다른 방법으로는 후막 윤활을 들 수 있는데 유체 윤활 영역에서의 유체 내부에 마찰을 줄이는 방법이다. 이렇게 마찰을 줄인다는 것은 곧 연비를 좋게 하는 것이다. 이러한 작용을 하는 것은 공학적으로 연구와 실험의 바탕으로 시행해 적정량과 점도 등을 고려해서 제조되어 있다.

 

■ 엔진부품을 깨끗하게 만들어 준다

엔진 슬러지는 일반적으로 작동 온도가 낮은 상태에서 생성된다. 엔진 슬러지는 연소 수분이 응축되어 먼지 및 오일 산화물, 연료의 불완전 연소에 의한 부산물과 결합해서 생성된다. 이것이 나중에 쌓이고 쌓이면 엔진에 고장을 초래하는 것이다. 이것을 예방하기 위해서는 정품 엔진오일을 사용하고, 정해진 교환주기를 잘 지켜야 한다.

 

■ 냉각작용을 한다

많은 사람들은 엔진의 냉각 시스템이 물에 의해 이루어진다고 생각하나, 사실은 필요한 냉각 작용의 60% 만을 담당할 뿐이다. 냉각 시스템이 냉각하는 부분은 실린더 헤드, 실린더 벽, 밸브 부위다. 그 외 크랭크축, 메인 베어링, 타이밍 기어, 피스톤, 터보 차저 등 많은 부품들의 필요한 냉각 작용은 엔진오일이 충족시켜주고 있다. 따라서 이러한 냉각 작용이 지속적으로 이루어지기 위해 많은 양의 오일을 계속해서 엔진에 공급해 주어야 한다.