엔진오일은 어떻게 엔진 마모를 막을까｜유막과 윤활의 원리
엔진 내부의 금속은 실제로 완전히 매끄럽지 않습니다
크랭크샤프트나 베어링을 보면
표면이 거울처럼 매끄러워 보입니다.
하지만 현미경으로 확대하면 작은 돌기와 골이 존재합니다.
오일이 부족하면 이 미세한 돌기들이 서로 부딪히고 긁히면서
마찰열과 마모가 발생할 수 있습니다.
엔진오일은 금속 사이에 얇은 유막을 만듭니다
엔진오일은 오일펌프를 통해
크랭크샤프트와 캠샤프트 등 여러 부품으로 공급됩니다.
회전하는 축은 오일을 좁은 틈으로 끌고 들어가고,
그 과정에서 만들어지는 압력이 금속 부품에 걸리는 하중을 일부 지탱합니다.
정상적인 윤활 상태에서는
금속끼리 직접 비비는 대신 얇은 오일막을 사이에 두고 움직이게 됩니다.
엔진 안에서 항상 같은 윤활이 일어나는 것은 아닙니다
정상적으로 회전할 때는
충분한 유막이 금속을 분리하는 유체윤활이 나타날 수 있습니다.
하지만 시동 직후나 회전속도가 낮은 순간,
하중이 큰 부분에서는 유막이 충분하지 않을 수 있습니다.
이때는 금속이 부분적으로 접촉하는
혼합윤활이나 경계윤활 상태가 나타납니다.
그래서 엔진오일은 단순한 액체만으로 보호하는 것이 아닙니다.
첨가제도 금속 표면을 보호합니다
엔진오일에는 기유뿐 아니라
여러 종류의 첨가제가 들어갑니다.
대표적인 내마모 첨가제는
금속 표면에 매우 얇은 보호막을 만들어
유막이 충분하지 않은 조건에서 마모를 줄이는 데 도움을 줍니다.
즉 엔진은
오일막의 물리적인 보호와 첨가제의 화학적인 보호를 함께 이용합니다.
점도가 높다고 무조건 좋은 엔진오일은 아닙니다
0W-20보다 5W-30이 더 끈적하다고 해서
항상 엔진을 더 잘 보호하는 것은 아닙니다.
엔진 제조사는
베어링 간극,
오일펌프 특성,
작동 온도와 마찰 손실까지 고려해 적절한 점도를 정합니다.
점도가 지나치게 높으면 유체 저항과 저온 순환에 영향을 줄 수 있고,
반대로 너무 낮으면 필요한 유막을 충분히 유지하지 못할 수도 있습니다.
그래서 기본은 제조사가 지정한 점도와 승인 규격입니다.
냉간 시동에서는 윤활 조건이 더 까다롭습니다
추운 날 시동을 걸면
엔진오일의 점도가 높아지고 각 부품으로 다시 순환하는 과정이 필요합니다.
또 시동 초기에는 회전속도가 낮아
충분한 유막이 바로 형성되지 않는 부위도 있습니다.
그래서 추운 날에는
제조사가 지정한 저온 점도 규격을 사용하고
시동 직후 갑자기 높은 회전수와 큰 부하를 주는 운전은 피하는 것이 좋습니다.
오일이 부족하면 작은 문제가 큰 엔진 손상으로 커질 수 있습니다
엔진오일이 지나치게 부족해지면
베어링에 필요한 오일 공급과 유막 유지가 어려워질 수 있습니다.
금속 직접 접촉이 증가하면
마모와 과열이 진행되고
심하면 베어링 소착이나 크랭크샤프트 손상까지 이어질 수 있습니다.
특히 빨간색 오일압력 경고등이 켜졌다면
단순한 교환 알림으로 생각하고 계속 운전해서는 안 됩니다.
코리의 생각
엔진에서 가장 단단한 것은 금속 부품입니다.
그런데 그 금속을 오래 버티게 하는 것은
눈에도 잘 보이지 않는 얇은 유막입니다.
결국 좋은 엔진오일 관리는
비싼 오일을 넣는 문제가 아니라
엔진에 맞는 점도와 규격을 사용하고 적정한 오일량과 윤활 상태를 유지하는 것
이라고 생각합니다.
완전판 링크
유막이 만들어지는 유체동압 원리, 유체윤활·혼합윤활·경계윤활의 차이, 스트리벡 곡선, 0W-20과 5W-30 점도, 첨가제 보호막, 냉간 시동과 베어링 손상까지 자세히 보고 싶다면 아래 완전판에서 확인할 수 있습니다.
자동차 윤활유 원리｜엔진오일 유막 형성과 마찰 감소, 엔진 마모를 막는 구조
자동차 윤활유 원리｜엔진오일 유막 형성과 마찰 감소, 엔진 마모를 막는 구조 - Kori Science
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이 글은 엔진오일이 유막과 첨가제 보호막을 이용해 금속 마찰과 엔진 마모를 줄이는 원리를 핵심만 정리한 자동차 공학 인사이트 시리즈 요약 콘텐츠입니다.