자동차공학)가솔린 엔진의 윤활장치 (엔진오일)

윤활장치(lubrication system)는 엔진의  작동을 원활하게 하고, 엔진의 내구성을 향상하기 위하여 엔진의 각 운동 부위에 윤활유를 공급하는 장치이다. 엔진에는 피스톤이 실린더 내를 접촉하면서 왕복 운동하는 부분과 크랭크축, 캠축, 커넥팅 로드 및 타이밍 기어 등과 같이 회전운동을 하는 부분이 있다. 이러한 곳의 마찰 부분은 금속끼리 직접 접촉하여 마모에 의한 내구성의 감소는 물론 출력의 저하를 초래하고, 심지어 마찰열에 의해 눌어붙는(고착, seizure) 등의 고장이 발생하기도 한다. 이것을 방지하기 위하여 금속의 접촉면에 윤활유를 주입하고 있다. 그중 엔진오일에 대하여 알아보자.

1. 엔진오일

2. 엔진오일의 특징

3. 엔진오일의 분류

4. 엔진오일의 일람표

 

1. 엔진오일

내연기관의 윤활유를 엔진오일(engine oil)이라 한다. 엔진오일은 성분에 따라 동식물성유, 광물성유, 합성유 등이 있으나 자동용으로는 석유계의 광물성오일이 많이 사용된다. 엔진오일의 기본 작용은 아래와 같다.

 

마찰의 감소 : 부품의 마모와 파손을 방지하고 기계효율을 높인다.

냉각작용 : 마찰열을 흡수하여 방열시킨다.

기밀작용 : 실린더의 윤활과 더불어 피스톤링과 함께 고압가스의 누설을 방지한다.

완충작용 : 충격을 받는 마찰면에서 윤활유가 충격을 분산시킨다.

방청작용 : 금속표면과 공기, 수분, 부식성 가스 등에 의한 오염이나 산화를 방지한다.

 

2. 엔진오일의 특징

엔진오일은 온다가 낮을 때는 점도가 높고 유막이 강하나 엔진이 전부하일 때 오일의 온도는 100도가 넘으므로 점도가 저하되어 유막이 약해진다. 이런 경우에도 엔진오일은 크랭크 샤프트, 피스톤 핀, 캠 샤프트등 베어링 틈새에 들어가서 높은 압력을 유지하고금속이 접촉되지 않도록 해야 한다. 오일은 냉각되면 굳어지고 가열되면 부드럽게 된다. 온도에 따른 오일점도 변화의 상태를 나타내는 수치를 점도지수라 한다. 온도에 따라 점도 변화가 큰 오일은 점도지수가 작다 또는 낮다고 말한다. 점도변화가 작은 오일은 점도지수가 크다 또는 높다고 하며 자동차 엔진오일용으로 적합하다. 또한 엔진오일에 점도지수 향상제 등의 오일을 첨가하여 사용한다.

 

3. 엔진오일의 분류

엔진오일의 분류에는 점도에 의한 SAE분류와 품질 수준에 의한 API분류 및 SAE 신분류가 있다. 자동차의 엔진오일은 여러 등급이 잇으며 엔진이나 기온조건 등에 적합한 것을 사용하는 것이 중요하다.

 

점도에 의한 분류 : SAE(Society of Automotice Engineers, 미국 자동차 기술자 협회)에서 제정한 엔진오일로서 저온(-17.8도) 또는 고온(98.9도)에서 규정 점도의 어느 한쪽을 만족하는 단일 등급과 저온과 고온에서 각각의 규정 점도를 동시에 만족하는 다단등급이 있으며 10W-30, 20W-40 등이 판매되고 있다. 여기서 W는 winter grade를 나타내며, 숫자가 클수록 점도가 높다. 여름철은 30~40, 겨울철은 10~20을 사용한다.

 

품질 수준에 의한 분류 : 이것은 API(American Petroleum Institute, 미국 석유협회)에서 제정한 엔진오일 분류이며 가솔린 엔진과 디젤 엔진용으로 구분되어 있다.

 

SAE분류 : SAE가 API, ASTM(American Society for Testing and Materials, 미국재료시험협회)과 협의하여 새로 제정한 엔진오일이며 가솔린 엔진은 S(service), 디젤엔진용은 C(commercial)로 하여 다시 A, B, C, D 등 알파벳 순서로 등급을 정하고 있다.

 

한국 산업규격에 의한 분류 : 한국 산업규격에서는 내연기관용 윤활유(KSM2121)의 품질 기준으로서 육상 내연기관용 1종, 2종, 3종과 선박 내연기관용 2종, 3종, 4종으로 분류하고 있다. 내연기관용 1종은 주로 경하중의 2사이클 가솔린 기관에 사용하고, 2종은 산화방지제를 첨가한 기름으로서 주로 중하중의 기관에 사용되며, 기름이 온도가 높고 슬러지의 생성 및 베어링의 부식이 문제가 되는 가솔린 기관에 사용한다. 3종은 산화방지제 및 청정제를 첨가한 기름으로서, 사용상태에 따라 다시 4종류로 세분한다.

 

1. 주로 고하중인 것에 사용하고, 또한 운전조건, 기관의 구조 및 연료의 성상에 따른 슬러지의 생성, 마모, 베어링의 부식 등이 문제가 되는 가솔린 기관에 사용한다.

2. 주로 기관의 구조 및 연료의 성상으로 인한 마모, 부식, 슬러지의 생성 등이 문제가 되지 않는 디젤기관에 사용한다.

3. 주로 고하중인 것에 사용하고, 또한 운전조건 및 기관의 구조에 따른 슬러지의 생성 등이 문제가 되는 디젤기관에 사용한다.

4. 주로 매우 고하중인 것에 사용하고, 또한 운전조건, 기관의 구조 및 연료의 성상으로 인한 슬러지의 생성, 마모, 베어링의 부식 등이 큰 디젤 기관에 사용한다.

 

4. 엔진오일의 일람표

	API 분류	SAE 점도 번호	특징
가솔린 엔진	SG	10W-30	엔진의 고성능화 및 고객의 고급지향에 대응한 오일
	SF
	SE	10W-30	종래의 SD급을 고급 지향으로 그래이드업하고 성능, 경제성을 향상
		20W-40
		5W-30	극한 지역에 한정
	SD	10W-30	종래의 오일 시즌의 그래이드업 품으로서 명칭 개칭품
		20W-40
	SC	20W	종래의 MS-DM의 그래이드업 품
		30
디젤 엔진	CD	10W-30	디젤 터보 전용 오일
		5W-30	극한지역 한정
	CC	10W-30	디젤 전용 오일