저점도와 고점도 엔진오일의 특성차이

[mecha]

엔진오일을 구분시 통상적으로 20,30은 저점도 40,50은 고점도로 불리우고 있습니다.

그러면 이러한 저점도와 고점도 엔진오일의 특성에는 어떠한 차이가 있는지 확인해 보기로

하겠습니다.

 

위의 그림에서 탱크에 있는 액체를 펌핑하는 방법으로 2가지 방법이 사용될수 있습니다.

A : 펌프의 설치위치가  탱크의 액체유면보다 높은경우

B : 펌프의 설치위치가  탱크의 액체유면보다 낮은경우

A의 경우는 펌프에서 액체를 관을 통해 흡입(Suction)후 펌핑을 하고 B의 경우는 중력으로

펌프로 바로 유입되어 펌핑이 됩니다.  A보다는 B가 펌핑이 수월하게 됩니다.

1. 엔진오일 펌핑방식

일반적인 엔진오일의 펌핑방식은 아래그림과 같이 오일의 유면보다 오일펌프가 윗쪽에 위치하게

됩니다.

 

레이싱카나 고출력 차량은 아래와 같이 Dry sump 타입 및 오일펌프를 2개 사용하여 엔진

시스템으로 오일을 보내는 고압펌프는 오일의 유면보다 아래에 위치하여 펌핑을 하게 됩니다.

 

처음 시작할 때 예를 들어본 펌프의 위치 및 펌핑방식은 아래와 같이 자동차의 윤활시스템과

비교할수 있습니다.

 

2. 엔진오일의 에어레이션(Aeration)

일반차량 방식인 경우는 에어가 혼입되어 오일에 에어가 발생할수 있습니다.(흡입구의 압력이

낮아져 오일의 증기압보다 낮게되면 마치 끓는것과 같이 기포가 발생)

 

- 흡입구의 크기가 작거나,

- 오일의 유면이 낮거나,

- 오일 흡입구(오일스크린)부분이 막혔거나,

- 오일의 점도가 높을경우

  (오일의 점도가 높으면 그만큼 흡입하는게 힘들어지고 펌프흡입측에 더 많은 진공압이 필요

  하여 오일에서 에어레이션이 발생한다고 이해하면 될 것 같습니다.)

하지만, Dry sump를 채용한 엔진오일 순환시스템은 일반차량 보다는 훨씬 기포발생이

적게 됩니다.(탱크로 보내는 펌프와 엔진으로 보내는 2개의 펌프가 존재)

 

아래의 동영상은 유압펌프로 가는 흡입라인의 밸브를 80%정도 잠궜을 경우 에어레이션이

일어나는것으로 보여주는 동영상입니다.

(엔진오일에서는 흡입이 오일스크린이 막혀 제대로 흡입이되지 않거나, 점도가 너무 높아

흡입이 어려울경우와 유사할것으로 보여집니다.) 

3. 에어발생에 따른 영향

엔진오일에 에어가 발생하게 되면 다음과 같이 영향을 받게 됩니다.

a. 밸브리프트(리후다) 비정상 작동 및 소음

 

리후다 내부는 오일이 채워져 있어 기포가 있는 오일이 들어오게 되면 밸브간극을 없애주지

못하여(공기의 양만큼 오일의 압축으로 밸브틈새가 발생) 밸브소음(달달달~~~~)이 증가하게

됩니다.

위의 그림에서 보는바와 같이 흡기밸브나 배기 밸브를 완전히 열어주지 못하여 연소실로

흡입되는 공기의 양이 줄어들수 있고, 배기밸브도 완전히 열어주지 못하는 경우도 발생합니다.

흡기밸브가 완전히 안 열리면 유입되는 공기량이 적어(산소가 적어져) 폭발력이 떻어져 출력감소

배기밸브가 완전히 안 열리면 연소실내에 배기가스가 많아져 산소부족으로 출력감소

즉, 액셀을 밟아도 점도가 높은 엔진오일은 점도가 낮은 엔진오일에 비해 상대적으로 오일의 흡입에

시간이 더 걸리고 흡,배기밸브의 밸브리프트에 에어혼입의 가능성이 더 높아 소음증가, 차량굼뜸의

현상이 발생하기도 합니다.

 예전에 포스팅한 자료를 참조하시기 바랍니다.

 http://cafe.daum.net/mecha4222/2TpF/34 (엔진오일과 엔진소음) 부분을 참조하시기 바랍니다.

b. VVT의 비정상 작동

 

VVT는 흡기밸브 및 배기밸브가 열려있는 시간을 조절하여 공기의 양 및 연료량을 조절하여

최적으로 운전되도록 ECU에서 콘트롤하게 됩니다.(고RPM에서는 흡입밸브를 오래열고

저RPM에서는 흡입밸브를 짧게 열어 출력조절)

이러한 VVT의 작동은 엔진오일에 의하여 각도를 조절하게 되는데 이러한 캠축의 각도조절이

비정상적으로 작동(기포로 인하여 VVT챔버의 각도제어 오차가 발생)될 경우 흡입공기량과

연료량의 정확한 제어가 되지 않아 정상적인 상태와 비교하면 연비,순간가속,출력의 차이가

발생할수 있습니다.

VVT에서 흡기밸브의 오버랩을 크게하여 산소가 많이 들어오도록 해주어야 하는대 오버랩이

적어지게 되면 출력이 떨어지고 출력이 떨어지면 운전자는 차가 안 나간다고 액셀을 계속

밟아 연비가 나빠지게 됩니다. 흡입공기량과 연료의 정확한 제어가 되지 않으면 엔진소음이

증가합니다.

VVT와 관련한 애용도 예전에 포스팅한 내용이 있습니다.

http://cafe.daum.net/mecha4222/2TpF/43 (엔진오일과 엔진출력).
http://cafe.daum.net/mecha4222/2TpF/74 (VVT에서 엔진오일의 역활) 부분을 참고하시기 바랍니다

4. 고점도 유저의 사용후기들

사용후기들은 차량의 연식 및 상태 운전습관등에 따라 다소 차이는 있을수 있습니다.

아래의 예는 아주 평범한 운전자분들의 후기라 보편적인 경우로 봐도 될 것 같습니다.

a. 5W/50

고속에서는 점도가 낮아져 에어레이션 현상이 줄어들어 소음도 작아지고 차가 저점도 사용할때와

유사하게 잘 나간다고 느낄수 있습니다.

b. 0W/40

탈수록 소음증가 -> 밸브소음이나 VVT의 비정상 작동에 의한 소음으로 보입니다.

불스파워 넣는다고 조용해지지 않습니다.

변속시점의 늦어짐 -> 변속시점은 TCU에서 ECU로부터 여러 데이터를 받아 변속시점을 결정하게

됩니다. 엔진스로틀 개도,엔진RPM,차속,연료량,에어량등을 종합적으로 분석하여 판단하므로 VVT에서

정상적인 작동이 되지 않으면 TCU에서도 변속시점을 제대로 판단하지 못할수도 있습니다.

c. 5W/40

 

유로XT 5W/40이 지크나 킥스에 비해 훨씬 묵직함 -> (유로XT의 점도가 상태적으로 높은듯 합니다.)

120km이상에서는 매우커짐-> 일정RPM이상의 고속에서는 VVT의 챔버가 최대한 움직이게 됩니다.

이 시점에서 VVT의 제어가 원활하지 않아 소음이 특히 증가한듯 보입니다.

엔진오일의 순환시스템에 의하여 점도에 따라 시스템에 미칠수 있는 영향들을 확인해 보았습니다.

차량의 오일 순환시스템의 설계는 위에서 말씀드린 내용이 최대한 발생하지 않도록 설계되어집니다.

하지만 동일한 조건에서는 점도가 높아질수록 위에서 언급한 현상들이 발생할 확률이 높아지게 됩니다.

레이싱카나 고출력 차량은 Dry sump를 사용하므로 이러한 문제들이 발생할 소지가 적습니다,.

즉, 엔진오일의 점도에 별로 구애를 받지 않게 됩니다.

자동차회사에서 점점 저점도화로 가는 이유는 저러한 시스템상 오일의 콘트롤이 쉬워지고 연비,출력등의

손실을 막기 위함입니다. 저점도화에 따른 고온에서의 점도저하는 오일쿨러를 붙임으로 해결할수 있습니다.

[우레본]

좋은정보 고맙습니다. 년식이오래된차일수록
점도가 높은 오일의 사용을 정비사들로부터
권유받는데요, 윗글을 보면 전혀 그렇치않다는것을 알게되어 감사합니다.

[Chris]

유압식 밸브 래쉬 어드져스터의 경우도 제 경험에 비추어 보면, 분명히 고점도 오일로 갈수록 (특히 냉간시동시, 즉 저온에서의 점도에 따라) 장시간 주차후 시동시에 밸브트레인 소음이 약간 나기도 합니다만, 50점도(15W50)를 사용한다고 해서 일반 동작 온도에서 추가로 소음이 발생하거나 그러지는 않았습니다.

보통 밸브 트레인 소음이 지속적으로 나는 경우는, 유압식 래쉬 어드져스터에 오일 공급이 제대로 이루어지지 않아서 (보통 카본 찌꺼기등에 의한 래쉬 어드져스터 오일 통로 막힘, 지름 약 1~2mm 정도) 생기는 경우가 많습니다.

[mecha]

자동차 회사에서 현실적으로 메뉴얼에 적혀 있는 전체 점도를 시험 확인하지는 않습니다.
공장충진용 오일의 점도를 주로 확인하고, 메뉴얼에 나와 있는 점도는 너무 광범위합니다.
(실제로 국내자동차회사에 승인을 위해 샘플낼때도 1~2가지만 낸 기억이 나네요!)

소포성은 첨가제로 커버하는게 한계가 있습니다. 첨가제의 금속염들이 소포성을 증대시키는
경향이 있고 점도가 높을수록 소포성이 잘 꺼지지 않는 경향이 나타납니다.

점도가 높을수록 에어레이션은 커지고 VVT와 밸브리프트에 영향을 미친다고 보구요! 그정도가
어느정도인지 구체적인 자료를 찾아보고 있습니다. 정리되면 다시 포스팅 하겠습니다.

[스알]

자동차 개발할때부터 초도충진유 한가지 제품으로 모든 테스트를 한다고 알고 있습니다.
최종제품도, 그 셋팅에 최적화 되어 있구요.
그래서 순정점도라는 말이 있더라구요

[강태석]

하나 깨우치고 가네요~제가 고점도를 쓰는데 잘 봤습니다.