문득 글을 읽다가, 팰리세이드 가솔린엔진 에서 엔진오일감소 가 일어난다는 글을 읽게 되었습니다. 이거 팰리세이드 가솔린엔진 결함 인가? 생각하게 되었는데 많지는 않습니다. 간혹 몇 개씩 올라옵니다.
이미 신형 그랜져도 오일 감소로 국감까지 갔던 상황이라 더욱 관심이 가게 되었습니다.
그래서, 또 열심히 뒤져 봤습니다. 저도 나름대로 공학 도고, 자동차 공학, 열역학을 아주 우수한(?) 성적으로 수강을 했습니다. 그래 봤자 구글링입니다. 영어실력이 가장 중요합니다...
Q. 팰리세이드 가솔린 엔진은 뭔가?
A. 일단, 제조사에서 엔진 코드명을 사용합니다. GDI엔진 자체가 세타엔진, 람다엔진 나뉘는데 품질 문제로 곤욕을 치르고 있는 엔진은 1,600cc ~ 2,400CC 세타엔진입니다. 3,000cc 이상의 람다엔진은 2018년 위즈오토에서 선정한 세계 10대 엔진으로 뽑혔습니다.
그런데 말이죠. 팰리세이드에는 그동안 사용되던 오토사이클 이 아닌, 앳킨슨 사이클을 적용한 엔진을 사용합니다.
Q. 그럼 앳킨슨 엔진 은 뭔가요?
A. 엔진 특성, 장단점에 대하여 설명하겠습니다.
흡입-압축행정: 파란색 (압축비)
폭발-배기행정: 빨간색 (팽창비)
1. 오토 사이클과의 차이점
- 압축비 < 팽창비가 더 큽니다. (피스톤의 이동 거리 확인)
- 흡입-압축-폭발-배기 4단계 동안 크랭크축 1회만 회전(오토는 2회)
2. 앳킨슨 사이클 장점
- 효율이 높다(PV 선도의 체적이 발생한 동력) Convention cycle < High expansion ratio cycle
- 펌핑로스 가 적다(PV 선도의 체적이 사용한 동력)
High expansion ratio pumping loss < Convention cycle pumping loss
* PumpingLoss 란?
- 연소된 에너지의 팽창력을 이용하여 동력 축을 구동하는 폭발행정을 제외하고, 흡입, 압축, 배기 행정은 다 에너지가 필요합니다. 예로, 우리가 음료수를 먹기 위해 빨대로 빨아먹을 때 에너지를 쓰는 것과 같은 개념으로 보면 될 것 같습니다. 원리는, 피스톤이 하사점까지 내려가 공기를 흡입하는데, 오토 사이클과 다르게 흡기 밸브를 닫지 않고 피스톤을 상승시키고, 어느 정도 올라왔을 때 흡기 밸브를 닫아 공기를 압축합니다. 이에 따라 흡기 총량(압축비)이 팽창 총량(팽창비) 보다 상대적으로 작아서, 펌핑로스가 적어집니다.
3. 앳킨슨 사이클 단점
- 흡기 총량(압축비)이 낮아서, 출력이 떨어진다.
- 구조가 복잡(가변 밸브 시스템, 복잡한 링크 구조)
고등학교 수능 문제에 나왔는데, 클래스가...
Q. 자 그럼 본론입니다. 팰리세이드 왜 엔진오일이 감소하나요?
A. 가장 중요한 질문입니다. 일단, 앳킨슨 엔진은 압축비가 낮기 때문에 초기에 낮은 엔진 회전 속도에서는 출력이 낮고 회전 속도가 높아지면 출력이 비례적으로 증가하는 경향이 보입니다. 따라서, 하이브리드 차량에 많이 적용합니다. 초기 토크는 전기모터로 가동하고 속도가 붙으면 엔진으로 돌려 각 동력원의 장단점을 보완합니다. 이게 최초 적용시킨 도요타 하이브리드 기술입니다.
그렇다면 현대에서 무슨 생각으로 만들었나 생각해보니, 아무래도 배기량이 3,800cc 기 때문에 나름 저속에서 토크가 부족함이 없다고 생각했을 겁니다. (세타엔진은 앳킨슨을 사용하지 않는 것을 보니)
그리고 카페에서 확인한 내용을 보면 저 알피엠에서는 기어가 고단으로 들어가지 않습니다. (높은 토크를 만들고자)
고속도로 100km 주행 중, 기어가 8단에 안 들어간다. 속도를 더 내야 올라간다 등...
그런데 말입니다. 이 저 알피엠 고 부하에서 발생되는 문제는 바로 LSPI(Low Speed Pre Ignition, 저속사전점화), 특수한 노킹 현상입니다.
이 노킹의 주요 원인은, 저 알피엠, 고 부하 즉, 예전 수동차 2단으로 언덕 올라가면 본넷이 떨리면서 "덜덜덜" 했던 경험이 한 번씩 있을 겁니다. 그런데 이게 정확히 LSPI 인지는 모르겠으나, 저 알피엠 고 부하의 조건입니다.
또한, 보통의 엔진오일은 칼슘(청정분산제 중 하나)을 갖고 있습니다. 이 칼슘 솔포네이트가 저속 노킹을 일으키는데 영향을 준다는 것이 확인되었습니다. 이유는 칼슘 성분이 발열이 되는 성향이 있어서 Soot이나 오일링 같은 작은 공간에 고압 고온으로 압축이 되면 엔진오일의 성분 중 Ca이 발열이 되면서 점화플러그 역할을 하기도 합니다.
LSPI는 일반적인 고속 노킹과는 다르게, 압축과정의 전반부에서 발생하고 다단으로 발생할 수 있습니다. 따라서, 피스톤 전반을 날려버릴 만큼 큰 노킹이 발생될 수 있습니다.
Soot(카본) 발생 또한 Knocking 현상이 발생할 수 있습니다. 즉, 실린더 내 카본 퇴적물 이 LSPI 원인이 될 수 있다는 말이죠.
결론:
1. 저 알피엠, 고 부하 속에서 저속 노킹이 발생
2. 엔진오일 성분의 칼슘은 저속 노킹의 발생 원인
2. 실린더 내 피스톤 위 카본 퇴적물이 조기 점화의 원인
따라서, 엔진 파손에 의한 엔진오일 감소
Q. 그럼 해결책은 없는 건가요?
A. 상기 원인에 따른 방지책을 세 가지로 구분할 수 있습니다.
1. 운전 스타일의 변화
- 저 알피엠에서 고 부하를 사용하지 않는다. 즉, 낮은 기어로 오르막길 가지 말자.
- 고 단으로 급 가속 및 부하를 최대한 적게 하자.
2. 소비재의 변화
- 첫째는, 우리가 가장 쉽게 할 수 있는 엔진오일을 규격에 맞게 사용하는 겁니다.
* 팰리세이드 매뉴얼에서는 SM 등급 이상을 쓰도록 되어 있습니다.
그런데 이게 약간 애매합니다. LSPI 기준을 오일 제조사에게 넘긴 게 아니라, 엔진 제조사에게 문제를 떠 넘긴 것이었죠. 그래서 초기에는 엔진메이커에서 LSPI 관련 연구를 진행했었습니다(Test 엔진오일은 SM). 그러다가 2018년 오일메이커로부터 새로운 규격이 만들어집니다.
아마 이것 때문에 엔진오일 메뉴얼 상 SM 이상을 추천하는 게 아닌가 생각이 듭니다.
아무튼, 2018년 SN Plus라는 등급으로 LSPI전용엔진오일 이 생겨납니다.
이는 기존 청정분산제인 칼슘 대신, 마그네슘을 사용하여 발화의 원인을 감소시켜 준다고 합니다.
* 2020년 5월 API SP 등급이 추가되었습니다.
Timing chain, Cam shaft 윤활 성능이 향상되었습니다.
실제로, 5기유인 에스테르를 제외하고, 2,3,4갈수록 조기 점화율이 증가합니다.
이 말은 즉, 그동안 에스테르를 제외한(내구성) 일반 차량의 끝판왕 오일로 불린 4기유 PAO 가 LSPI에 쥐약이라는 사실이죠.
SN Plus 등급을 받기 위해서 400분간 엔진을 작동시켜 5회 미만이면 LSPI 등급을 사용할 수 있다고 합니다.
둘째는, 엔진세정제를 사용하여 피스톤 탑 랜드의 카본을 제거한다.
엔진 내 카본이 생기는 원인은 연소실 내부에 생기는 불순물 때문입니다. 실린더 안의 불순물은 이미 연소한 가스와 만나서 카본을 만들어 놓는데, 이 카본 찌꺼기가 엔진 오일과 함께 섞여서 우리 몸의 콜레스테롤처럼 쌓이게 됩니다.
즉, 불완전연소 / 엔진오일 실린더 내 유입 등으로 카본이 발생됩니다.
아무래도 카본은 조기 점화의 불쏘시개 될 수 있으므로 정기적으로 제거해야 합니다.
차 좀 탄다는 사람들 중에서 가장 효과가 입증된 세정제 검아웃 입니다.
참고만 해보세요.
- 셋째는, 고급휘발유를 사용하자.
흡입 행정에서 발생하는 조기 점화를 방지하기에, 발화 온도를 높이면 효과가 있긴 있다고 합니다. 또한, 유연휘발유를 사용하면 효과가 있다는 거 보니 하이 옥탄이 LSPI 해결책 중 하나가 될 것 같습니다.
또한, 고급휘발유의 세정능력으로 실린더 내 카본도 제거가 됩니다.
참고로, 유연휘발유는 납을 첨가하여 노킹을 줄이고, 옥탄가를 상승시키는 효과가 있지만 납은 맹독물질로 호흡이나 피부 접촉 시, 중추 신경성의 납 중독을 일으켜서 우리나라는 1988년부터 무연휘발유 사용을 의무화하였습니다.
3. 하드웨어의 변화
- 냉각 기능 강화를 통하여 연소실 온도를 낮춰서 조기 점화를 방지합니다. Intake, Radiator 등 냉각 성능을 향상하거나, 메탄킷을 사용하여 연소실 온도를 낮추고 옥탄가를 상승시키는 방법이 있습니다.
이상으로 팰리세이드 엔진에서 왜 오일이 감소하고, 문제가 발생되는지 궁금증으로 찾아보게 된 게, LSPI(저속 사전 점화)까지 오게 되었습니다.
만약에 엔진오일이 감소하고 있다? 생각되시면, 앞에 언급한 원인을 중심으로 작은 것부터(운전 스타일) 개선하는 것이 바람직해 보입니다.
'팰리세이드' 카테고리의 다른 글
| 팰리세이드 차량 생산 중 (0) | 2022.04.23 |
|---|---|
| 썬팅 선택 가이드 (0) | 2021.07.03 |
| 신차 사면 내는 세금? 공채매입? (0) | 2021.07.01 |
| 팰리세이드 4륜이 왜 필요한가?(feat. Htrac) (0) | 2021.07.01 |
| 팰리세이드 가솔린 기름값 감당 하겠어?(feat. 20inch HTRAC) (0) | 2021.06.25 |