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엔진오일

엔진오일의 SAE점도분류

작성자mecha|작성시간12.03.15|조회수5,244 목록 댓글 1





엔진오일의 점도분류는 기유에서의 점도분류와 같이 단지 물리적인 성질만을 규정한것이며, 고온과 저온에

서의 점도의 범위를 정하고 있습니다. 이러한 엔진오일 완제품에 대한 점도분류는 아래와 같이 SAE(Society

Automotive Engineer : 미국 자동차공학회)에서 규정한것을 전세계적으로 공통으로 사용하고 있습니다.

엔진오일의 점도분류만으로는 오일의 산화안정성,청정성,내마모성등 성능과 관련된 평가결과는 알수가 없습니다.

다음에 나오는 API성능분류에서 살펴보기로 하겠습니다.

그러면, 먼저 전세계적으로 생산판매되고 있는 기유의 각 Group별 점도특성(150N기준)을 알아보도록

하겠습니다.

기유의 일반 점도성상치는 대량으로 생산판매되고 있어 변경이 불가하므로, 윤활유제조사는 생산판매되고

있는 여러종류의 기유중에서 엔진오일 완제품을 만들기 위해 필요한 기유의 점도등급와 성능등급 및

가격을 고려하여 최적의 기유를 선택하게 됩니다.

위의 표에서 보시는 바와 같이 40℃,100℃의 점도는 유사하지만 저온으로 갈수록 점도차이는 크게

 벌어지게 됩니다. 이유는 정제과정을 많이 거칠수록 불순물들이 많이 제거되어 저온특성이 우수하게 됩니다.

Group IV인 PAO는 일정한 분자량을 가지고 있어 특히 저온성능이 우수하게 나타납니다.


엔진오일의 점도분류는 저온특성을 규정한(숫자뒤에 0W~25W , W:Winter약자)것과 고온특성을 규정(20~60)

한것이 있으며, 저온과 고온점도특성을 동시에 만족하기에는 기유만으로 불가하므로 점도조절제(VM :

Viscosity Modifier, 점도지수향상제라고도 함.)를 사용하여야 합니다.


이렇게 저온과 고온특성을 동시에 만족할 수 있게 점도조절을 한 엔진오일을 다급점도유라고 하며 4계절이

뚜렸한 지역에서는 다급점도유를 사용하여야 하며, 항상 온도가 30~40℃인 중동이나 아프리카 지역은 굳이

 다급점도유가 필요없이 단급점도유(SAE 30, SAE 50등)를 사용하여도 됩니다.

점도조절제(점도지수향상제)는 엔진오일의 저온특성에 따라 투여량이 다소 차이는 있으나 통상적으로 5.0wt%

~10.0wt%정도를 사용하게 됩니다.


앞에서 언급하였던 엔진오일의 Formulation(SAE 10W/40, SAE 15W/40)을 확인하여 보면, 아래와 같이

사용된 점도지수향상제가 약10%를정도 사용하였으며, 고온점도(100℃,150℃) 및 저온점도(-15℃,-20℃)의

규격치를 맞출수 있게 됩니다.



Formulation #1은 사용기유가 Group III인 YUBASE 6이고 100℃점도는 6 cSt입니다. 기유에 점도지수

향상제를 10.5% 투여한후의 점도물성치 변화는 다음과 같습니다.



엔진오일의 점도분류는 사용하는 기유(Base Oil)의 점도만 고려하여 완제품을 만들수 있으므로 동일한 SAE 점도

분류(SAE 5W/30)라고 하여도 사용하는 기유의 성능(Group II,III,IV)이 다르면 엔진오일은 성능에 큰 차이

를 보이게 됩니다. 그래서, 제품선택시는 SAE점도 분류와 사용된 기유의 종류 및 API성능등급을 함께 고려하여

 제품을 선택하여야 합니다.






다급점도유(0W,5W,10W,15W/30)의 온도변화에 따른 점도변화를 그래프로 그려보면 아래와 같습니다. 고온(100℃)

에서 점도는 9.3 cSt~12.3 cSt사이의 값을 가지나 저온으로 갈수록 점도차이는 커지게 되며, 한겨울철에는

0W/30 Grade가 가장 점도가 낮아 저온에서의 시동성이 좋게 됩니다.

SAE 30 Grade에서 확인해 보았으나 타점도 Grade도 유사한 특성이 나타납니다. 즉 W앞에 붙은 숫자가 낮을수록

저온유동성이 좋게되며, 뒤쪽의 숫자는 클수록 고온에서의 점도는 높게 됩니다.


시중에 판매되고 있는 여러가지 점도의 엔진오일을 온도-점도그래프로 그려보면 아래와 같습니다.
각 점도별로 저온에서의 점도는 큰 차이를 보이고 있습니다.


저온과 고온에서는 점도의 단위차이가 너무커서 고온에서의 점도를 확대하여 보면 아래와 같습니다.

고온에서의 점도는 온도가 올라갈수록 점도의 차이가 줄어들게 됩니다. 실제 연소실내의 피스톤링 부위의 온도

는 약 250℃까지 올라가고 캠축이 있는 밸브트레인 부위의 온도도 150℃, 크랭크샤프트의 메인베어링부위는

 100℃까지 상승하게 되어 고온부위와 접촉하는 부분은 엔진오일의 점도차이가 많이 줄어들게 됩니다. 연소실

내부의 온도분포를 실측한 자료입니다. 가장 낮은 온도가 200℃입니다.



일반소비자들이 어떤점도의 엔진오일을 선택하느냐는 자동차의 취급설명서에 나와있는 추천오일의 점도를

확인하시면 됩니다. 아래는 YF Sonata의 오일의 추천점도입니다.

위에서 보시면, Turbo GDI엔진은 5W/30과 5W/40만을 추천하고 있고, MPI/LPI엔진은 온도에 따라 다양한 점도를

추천하고 있습니다. 우리나라의 한겨울철 온도를 생각하면 5W/20이나 5W/30이 적절하다고 생각되어집니다.

SAE 0W/30 이나 SAE 0W/40 Grade는 사용온도범위가 가장 넓으며(-40℃~50℃), 특히 겨울철의 경우는

다른 Grade의 엔진오일보다 상대적으로 점도가 낮아, 초기 시동시 엔진내부의 각 윤활부위로 빠르게 오일을 이송

할 수 있어 엔진보호에 탁월한 효과가 있습니다.

 

 

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댓글

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  • 작성자쏘렌토르 | 작성시간 13.04.03 좋은 정보 잘 보았습니다
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