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자동차 칼럼-사람의 혈액과 같은 자동차 윤활장치와 냉각장치이성원/한국교통안전공단 진주자동차검사소 대리
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승인 2018.10.10  18:33:21
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이성원/한국교통안전공단 진주자동차검사소 대리-사람의 혈액과 같은 자동차 윤활장치와 냉각장치

자동차에서 가장 중요한 부분은 사람의 심장과 같은 엔진이라고 할 수 있다. 엔진에서 가장 중요한 기계적 요소는 좋은 출력을 낼 수 있는 피스톤과 연소실, 행정체적과 연료의 소비율을 줄일 수 있는 연료공급 장치가 아닌 윤활장치와 냉각장치가 엔진의 핵심요소 중 큰 비중을 차지한다.

사람은 혈액을 통해 산소를 공급하고 체온을 유지한다고 한다. 그렇다면 엔진에서도 발생한 열을 줄이고 기계장치의 마찰을 저하하는 윤활장치가 가장 필요하기 때문인데, 이는 각 자동차 제작사에서도 꾸준히 기술 개발하고 있는 부분이기도 하다.

최근 배기가스저감장치의 일종인 후처리장치(DPF : Diesel Particulate Filter)를 설치한 자동차는 제작사에서 규정된 엔진오일과 냉각수를 사용하게 함으로써 자동차 제작사는 엔진에 관련된 중요한 장치에는 꾸준한 관리가 필요하다고 밝혔다.

▲윤활장치

윤활장치는 엔진 내부에 각 미끄럼 운동 부분에 윤활유를 공급하여 마찰열로 인한 베어링의 고착, 파 손등을 방지하기 위해 미끄럼 운동 명 사이에 윤활유 막을 형성하여 마찰이 큰 고체 마찰을 마찰이 작은 유체 마찰로 바꾸어 주는 작용을 한다.

▲윤활장치 엔진오일의 작용

마멸 방지 작용 : 마찰의 감소 및 마멸의 방지 작용은 엔진 오일 본래의 기능이며, 엔진 접촉부에 유막을 형성하여 금속의 직접적인 고체마찰을 방지하고 베어링 및 금속 부의 마모를 최소화한다.
밀봉작용 : 엔진의 최대 출력, 마력과 관련된 실린더와 피스톤 사이에 유막(윤활유의 얇은 막)을 형성하여 압축압력 및 연소가스가 누설되지 않도록 기밀을 유지하는 작용을 한다.
냉각작용 : 엔진 각 부의 미끄럼 운동부에서 마찰로 인하여 발생한 열을 윤활유가 흡수하여 오일팬이나 냉각기를 통하여 냉각시키는 일을 하며 열전도 작용을 뛰게 된다.
세척작용 : 엔진오일은 오일펌프에 의하여 기관의 각 마찰 부를 순환하며 이 때 마찰부의 불순물을 흡수하여 윤활 부를 깨끗하게 유지한다.

▲윤활장치 엔진오일의 분류

엔진오일에서 가장 중요한 성질은 점도이다. 점도는 액체를 유동시킬 때 발생하는 액체의 내부저항 또는 마찰을 말하며, 오일의 점도는 온도가 상승하면 점도가 낮아지고 온도가 낮아지면 점도가 높아지는 성질이 있다.

엔진오일에는 점도지수와 SAE 분류(Society of Automotive Engineers : 미국 자동차기술협회)를 해두었고 엔진오일의 점도에 따라 사용자가 쉽게 구분하여 사용할 수 있으며 SAE 번호가 클수록 점도가 높은 오일임을 참고하는 것이 좋다.

▶겨울철용 엔진 오일

겨울철에는 기온이 낮아 오일의 유동성이 떨어지고 점도가 높아지기 때문에 낮은 점도의 오일이 필요하다. 하지만 점도가 너무 높은 오일을 사용하면 기온에 의해 오일의 점도가 높아지기 때문에 크랭크축의 회전 저항이 커져 시동 성이 어렵게 되니 유의하는 것이 좋다. 겨울철에는 보통 SAE 5, 10, 20을 사용하고 있다.

▶봄, 가을철용 엔진 오일

봄, 가을철용 엔진 오일은 겨울철용 엔진오일보다 점도가 높고, 여름철용 엔진 오일 보다는 점도가 낮은 엔진오일을 사용해야 하며 보통 SAE 30을 주로 사용하고 있다.

▶여름철용 엔진 오일

여름철용 엔진오일은 기온이 높으므로 점도가 낮아진다. 기온에 의해 엔진오일의 점도가 낮아지면 각 운동부에 마찰의 감소 및 마멸을 방지하지 못하게 되므로 엔진오일의 점도가 높아야 하며 보통 SAE 40, 50을 주로 사용하고 있다.

▲냉각장치

엔진의 연소실, 즉 엔진에서 힘을 얻는 부분에서 발생하는 열은 약 2,000도 이상이며 이 열은 엔진 각 부분에 큰 영향을 미치므로 작동이 원활한 적정 온도가 필요하다. 따라서 엔진의 냉각장치는 적정 온도인 80~90도로 냉각하여 과열을 방지하고 엔진이 정상적으로 작동, 운전될 수 있도록 하는 장치이다.

▶냉각수와 부동액

냉각수를 다루는 부분에서 자동차 사용자가 많이 실수하는 부분 중 천연수, 경수 주입은 냉각장치계통의 부식을 촉진하며 물때가 가장 많이 발생하므로 사용하지 않는 것이 좋다.

냉각수의 올바른 사용은 열을 잘 흡수하고 구매가 쉬운 순도 높은 증류수, 수돗물, 빗물 등을 사용해야 하며 광물성이나 산을 포함한 물을 자동차에 사용하는 행동은 금하는 것이 좋다.

부동액은 겨울철 빙결과 여름철 과열을 예방하는 역할을 하며 냉각수와 잘 혼합되어야 하고 냉각장치에서 원활하게 순환되며 온도변화에 따른 부식을 일으키지 않아야 한다.

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