2020. 12. 28. 03:17ㆍ자동차/일반
1. 개요
자동차 엔진의 예열, 후열(공회전)에 대해서 사람들의 정말 다양한 의견이 존재하는 것 같다. (계절 상관없이 5분이상이라거나, 여름에는 필요가 없고 겨울에는 꼭 해야한다거나, 여름에는 짧게 하고 겨울에는 길게 해야 한다는 견해 등)
누구나 자신의 차량을 애정하며, 굳이 본인의 차량을 망가뜨리기 위한 행동들을 일부러 자처해서 하지는 않을 것이다.
내연기관 자동차의 끝자락인 이 시대에서 자동차 엔진 공회전에 대한 정보들을 기술적, 환경적, 규제적 측면에서 조금 알아보고자 한다.
2. 자세히 알아보기
자동차 공회전이란 엔진에 시동만 걸어두고 운행하지 않는 상태로 놔두는 것을 의미한다.
나무위키에 적힌 내용으로는 예열은 기름을 낭비하고 환경을 망가뜨릴뿐 자동차의 부품을 보호하는데 큰 도움이 되지 않는다는 의견이 적혀있음을 볼 수 있다. 고회전형의 오토바이나 자동차 그리고 오래전의 카뷰레터 엔진을 사용하는 자동차를 빼고는 약 30초 이내이면 충분하다는 의견임을 알 수 있다.
후열의 경우 터보차저가 달린 차량을 신경써서 해주라고 추천하고 있다. 목적지 도착전 10~20분 가량을 고부하 운전을 지양하는 것을 추천한다. 이것이 부족하다고 느껴질시에는 주차 이후 1~2분 정도 공회전 상태를 추천한다.
탑라이더의 기사에서는 1분 내외를 추천하고 있다.
특히 기자분께서 아반떼 디젤 공회전시 수온계 변화를 직접 관찰해본 결과 전혀 움직이지 않음을 기술한 부분이 인상적이다. 내가 예전에 운행하였던 트랙스 1.6L 디젤 차량 운행시 OBD 단자에 DAG-3를 연결하여 여러 수치들과 계기반의 수온계 움직임들을 보았을때도 공회전을 아무리 하여도 수온계가 거의 움직임이 없었다. C220d도 마찬가지였다.
장시간 엔진 정지로 오일팬 바닥에 있던 엔진오일이 피스톤까지 올라가는데 5초도 안 걸린다고 적힌 내용을 알 수 있다.
오일팬의 용량, 펌프 성능 등 필요한 수치들을 알 수 있다면 사실 오일팬에 고여있던 전체 엔진 오일이 한바퀴 도는데 시간이 얼마나 걸리는지 대략적으로 알 수 있을 것이다.
그러나 내 생각에는 그렇게 계산을 할 필요도 없다고 생각한다.
왜냐하면 엔진을 정지한다고 해서 엔진오일라인의 배관의 오일들이 모두 배유되어 텅비어 있는 것이 아니기 때문이다. 시동을 걸어서 피스톤이 움직임과 동시에 엔진의 각종 부위에 윤활 작용도 동시에 일어날 것이다. 단, 엔진오일의 온도가 낮은 것으로 인해 최적의 윤활 성능을 내지는 못할것이다.
쌍용자동차 공식 블로그에 적혀있는 "겨울철 자동차 엔진 성능 좌우하는 ‘예열과 후열’… 어떻게 하면 좋을까?" 라는 글에 적혀있는 내용을 일부 발췌하였다. 이 블로그에서도 예열을 30초~1분을 추천하며 짧게 느껴진다면 5km 정도의 거리를 낮은 RPM으로 천천히 달리는 것을 추천하고 있다.
후열은 도착지에 도착하기 3~4분 전부터 속도를 줄여 저속으로 운행한후에 주차를 마친후 30초~1분 정도 기다렸다가 시동을 끄는 것을 추천하고 있다.
2021년부터는 자동차 공회전 제한구역이 서울시 전역으로 확대된다.
대기 온도가 영상 5~25도일때 휘발유와 가스차량은 공회전 제한시간이 3분, 경유 차량은 5분이다.
대기 온도가 영하이거나 영상 30도 이상에서는 공회전 제한 규정을 적용받지 않는다. 영하의 추운 날씨이거나 30도가 넘는 한여름이 아닌 이상은 앞으로 서울시내에서 2분 이상 공회전을 안하는 것이 정신 건강에 좋을 것 같다.
공회전 제한장치(START-STOP SYSTEM, ISG)를 이용시 연비개선과 CO2 배출에 효과가 있는 것은 틀림없는 사실로 보여진다. 단, 10초 이내의 정차시에는 시동을 껐다가 다시 켜는 것이 연료 저감 면에서 손해로 보인다.
START-STOP 시스템(현대자동차의 경우 ISG)은 연료 소비와 배기가스 배출을 감소시킨다. 이것은 신호등에서 대기하는 데 상당한 시간을 소비하거나 교통 체증으로 자주 멈추는 차량에 가장 유용하다. (~ 중략~)
전기차가 아닌 차량의 경우이 기술의 연비 향상은 일반적으로 3 ~ 10 %, 잠재적으로 최대 12 %이다. 미국에서 공회전은 연간 약 39 억 갤런의 휘발유를 낭비한다. (~ 중략~)
압축기 및 워터 펌프와 같은 자동차 액세서리는 일반적으로 엔진의 구불구불한 벨트에서 작동하도록 설계되었으므로, 이러한 시스템은 엔진이 꺼졌을 때 제대로 작동하도록 재설계되어야 한다. 일반적으로 전기 모터가 대신 이러한 장치에 전원을 공급하는 데 사용된다.
이 시스템은 추가된 정지 및 시동 사이클로 인해 부과되는 부하 증가로 인해 엔진 및 전기 시스템의 내구성과 장기적인 내마모성을 강화하기 위해 많은 자동차 부품에 대한 수정 및 강화와 함께 구현되어야 한다. 시스템이 없는 구형 자동차와 유사한 수준의 내구성, 편안함 및 사용자 경험 을 달성하기 위해 자동차 제조업체는 자동차의 산업 디자인에 다음과 같은 개선 사항 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
엔진 메인(크랭크 샤프트) 베어링은 폴리아미드와 같은 건식 윤활제의 특성을 가진 특수 폴리머로 코팅되어 있다. 이는 크랭크 샤프트가 멈출 때 엔진 오일 유막과 유체 역학적인 윤활이 부족하여 베어링 표면에 가속된 마모를 일으킬 수 있는 금속간의 접촉을 방지한다. (~중략~)
주 기계식 펌프가 꺼져도 계속 작동 하는 전기 유출수 펌프와 함께 독립 냉각 회로가 추가된다. 이를 통해 터보 차저 베어링과 같은 열에 민감한 엔진 부품에 냉각수를 공급하고 겨울철 실내 온도를 유지한다.
3. 나의 생각
계절 상관없이 예열은 불필요하다고 생각한다. 보통의 경우 차량탑승 - 엔진 시동 - 안전벨트 체결 - 룸미러 및 백미러 확인 - 기어 변속 - 브레이크 발떼고 서서히 이동의 시간만 보더라도 30초~1분 정도가 지나간다. 자동차 엔진 기술이 많이 발달하여 위키피디아에서 볼 수 있듯이 마모를 방지하는 코팅 기술과 오일 기술도 발전이 많이 되었다. 예열을 오래한다고 해서 각종 부품의 마모를 극적으로 줄일 수 있는 것도 아니다. 또 엔진오일 온도가 많이 올라가지도 않는다. 자동차 사용 설명서에 나와 있듯이 오히려 공회전은 차량에 가혹 조건이다.
대신에 계절에 상관없이 저온 상태에서 차량을 출발시 약5~10분(5~10km) 정도는 처음 차량을 길들이기 하는 것과 같이 고RPM 사용을 지양하고, 서서히 출발하고 서서히 정지하는 과정을 통해 서서히 엔진 오일과 미션 오일의 온도를 서서히 올려주는 과정이 꼭 필요하다고 생각한다. AMG C43의 경우 엔진오일 온도 70도, 미션오일 온도 50도 도달전까지는 계기반에서 온도가 파란색으로 표시된다. 엔진오일 온도의 경우 요즘 같이 추운 매일 아침,저녁(영하6도~영상10도 이내)에 출퇴근시 약 10키로미터 정도의 막히지 않는 국도를 서서히 저RPM으로 운전시 5~10분 정도 지나면 엔진오일 온도가 80~90도 정도에 도달한다. 미션오일의 경우에는 30km, 30분 정도를 운행하여도 쉽게 50도에 도달하지 않는다. 엔진오일 온도가 70도를 넘어갔다고 해서 고부하 운전을 할 경우 미션에 무리가 많이갈 수도 있겠다는 생각이 들었다.
후열의 경우에는 도착지 도착(고속도로 휴게소 포함) 1~2km 전부터 엔진을 최대한 저RPM을 사용하며 저부하 운전 - 천천히 주차장 진입 (엔진오일 온도 확인 후 필요시 주차 완료후 30초~1분 정도 공회전) 후 엔진을 정지하면 무리가 없지 않을까 생각한다.
고속도로 주행후 자택 주차장까지 고부하 운전으로 계속 주행을 하다가 급작스럽게 엔진을 정지할 일은 거의 없고, 거의 신호등에 걸리거나 주차장 진입시에 이미 충분히 저부하 운전으로 시간이 지나가게 된다.
몇 번은 시동을 바로 끄기에 찝찝해서 엔진오일 온도를 보면서 본넷도 열고 몇 분을 공회전도 해보았으나, 엔진오일 온도가 눈에 띄게 떨어지는 것을 볼수는 없었다. (C220d, AMG C43 모두 공회전시 엔진오일 온도가 몇 도씩 떨어지는 변화를 계기반에서 확인하기 어려웠다.) 그러나 엔진 정지후에 차량의 문을 닫고 내렸을때 차량에서 FAN이 돌아가는 소리를 들은 적은 몇 번 있다. (자세한 차량의 설계 사양을 확인하기는 어렵지만) 위키피디아에서도 보았듯이 독립된 냉각회로가 있어서 터보차저 베어링을 식혀주기 위한 펌프의 동작이 아닐까하는 생각이 들었다.
ISG(Idle stop and go, Start-stop 시스템)은 10초 이내로 정지하는 것이 아니면 가급적이면 환경을 위해서는 켜고 다니는 것이 좋지 않을까 생각한다. 설계적으로 보강을 하였어도 너무 자주 시동이 켜졌다 꺼졌다하는 것은 분명 차량에 좋을 것이라는 생각은 안들지만, 어차피 공회전을 오래하는 것이 차량에 더 가혹조건이라면 차량의 제조사에서 쓰라고 만들어둔 기능이면서 우리나라 정부와 전세계에서 쓰기를 바라는 기능을 사용하고 환경 보호에 조금이라도 일조하는 것이 좋지 않을까 하는 생각이다. 나 하나만 생각한다면 수십리터의 기름밖에 안될수도 있겠지만 많은 인원, 오랜 기간을 생각한다면 환경에 엄청난 차이를 줄 수 있을 것이다. 이렇게라도 도움이 되어서 내연기관 자동차의 사용이 더 오래갈 수 있으면 하는 바램이다.
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