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터보 GDI를 위한 엔진오일이 따로 있다?
  • 라이드매거진 편집부
  • 승인 2019.09.30 10:45
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다양한 엔진오일이 있다. 어떤 엔진오일은 연비를 높여준다고 하고 또 다른 엔진오일은 고속 주행에 특화되어 있다고도 한다. 그리고 가솔린과 디젤 엔진에 맞는 엔진오일이 따로 있고, 모튤의 경우 하이브리드 차량에 맞는 엔진오일과 1950~1970년대의 클래식카에 맞춘 엔진오일까지 만들고 있다. 그렇다면 터보 GDI엔진에는 어떤 엔진오일을 써야 할까? 그냥 적당한 점도의 엔진오일을 넣으면 되는 걸까? 물론 그렇지 않다. 터보 GDI엔진을 위한 엔진오일 규격이 만을어졌기 때문이다. 바로 API SN Plus다. 

GDI와 터보 GDI는 다른 엔진이다?
하이브리드 차량은 기본적으로 가솔린 엔진과 모터를 함께 사용하는 차량이다. 모터 쪽에는 엔진오일이 필요 없으니, 가솔린 엔진을 기준으로 엔진오일을 선택하면 된다고 생각하기 쉽다. 하지만 엔진의 입장에서 보면 그렇지 않다. 예열이 충분히 되기 전에 작동해야 하는 경우가 있으며, 심지어는 엔진오일이 엔진 내부에 충분히 도포되지 못한 상황에서 작동해야 하는 경우도 다반사다. 하이브리드 전용 엔진오일은 이런 상황까지 신경 써 만들어지는 제품들이다. 운전자가 미처 생각하지 못하는 부분까지 꼼꼼히 고려하고 있다. 이렇게 운을 띄우는 것은 의외로 자신의 차량이 터보 GDI 엔진(T-GDI, TGDI 엔진)이지만 엔진오일 규격에 대해서는 무관심한 운전자가 많다. 어쩌면 GDI 엔진의 LSPI(Low Speed Pre Ignition) 문제를 알고 있지만, 터보 GDI 엔진은 완전히 다른 구조거나 특별한 엔진이라 생각하는 운전자도 있을지 모르겠다. 하지만 사실 GDI 엔진과 터보 GDI 엔진의 차이는 터보 차저(Turbo Charger) 유무에 따라 구분된다. 이 터보 차저를 제외하면 거의 모든 부분이 동일하다. LSPI 현상이 발생하는 부분의 구조도 마찬가지다. 

터보 차저에도 엔진오일이 필요하다
터보 차저는 흔히 과급기라 불리기도 한다. 터보차저는 엔진에 공기를 더 많이 밀어 넣는 역할을 담당한다. 공기의 양이 많아지면 그 만큼 연료를 더 많이 넣을 수 있고, 그만큼 출력도 높아진다. 터보 차저의 작동원리는 이렇다. 배기 가스가 밖으로 배출되는 압력을 이용해 내부의 터빈을 회전시키는데 이 회전력이 매우 크기 때문에 강한 압력이 발생하고, 이 압력으로 엔진에 더 많은 공기를 밀어 넣을 수 있다. 아마 자동차를 좀 아는 사람들이라면 ‘터보엔진 차량은 예열과 후열이 필수다’라는 말을 들어 본 적이 있을 것 같다. 후열이 필요한 것은 터보차저는 작동시 온도가 매우 높아질 수 밖에 없기 때문이다. 물론 현재는 시동이 꺼져도 터보 차저를 식히기 위해 냉각팬이 작동하는 차량이 대부분이기 때문에 후열의 중요성은 예전에 비해 줄어들기는 했다. 그런데 터보 차저는 또 한가지 필수적인 장비가 필요하다. 바로 인터쿨러다. 배기가스의 압력으로 압축된 공기는 온도가 매우 높다. 따라서 다시 엔진으로 들어가기 전 온도를 낮춰서 넣어줘야 하는데 온도를 낮춰주는 역할을 담당하는 것이 인터쿨러다. 

터보 차저 내부구조를 보면 왼쪽으로 배기가스가 빠르게 통과하면서 터빈을 회전시키면, 축에 연결된 오른쪽에서 더 많은 공기가 흡입된다. 가운데 부분에 금색 부품이 터빈 베어링이다. 위쪽의 좁은 관을 통해 엔진오일이 공급된다. 이 터빈이 원활하게 돌아갈 수 있게 해주는 역할은 엔진오일의 몫이다. 터보 차저 내부의 터빈이 회전하면서 압력을 만들어 내는데, 상황에 따라 다르지만 터빈이 회전하는 속도는 최대 200,000RPM이나 된다. 1분에 20만 번을 회전하면 1초에 무려 3,333번이나 돌아가는 셈. 앞서 이야기한 대로 어마어마한 열이 발생하는 이유는 뜨거운 배기가스가 터빈을 돌리는 동력이란 이유도 있겠지만, 1초에 3,333번의 엄청난 속도로 회전하는 터빈 때문이기도 하다. 

 

터보 GDI 엔진 차량이 많은 이유
과거 스포츠카들은 이런 터보 차저를 붙이는 경우가 많았다. 물론 이런 경향성은 지금도 마찬가지다. 하지만 조금 다른 이유로 터보 차저가 붙는 경우도 많아졌다. 바로 (엔진) 다운사이징 때문이다. 상대적으로 적은 배기량의 엔진을 탑재하고 부족한 출력은 터보 차저를 이용해 보충하는 것을 다운사이징이라고 한다. 이런 다운사이징에는 몇 가지 이유가 있다. 기름값은 떨어지지 않고, 배출가스 규제는 점점 강화되는 추세인데 제조사가 이를 극복하기 위한 가장 현실적인 해법이 바로 다운사이징이기 때문이다. 여기에 조금이라도 효율을 높이기 위해 사용하고 있는 방법이 바로 엔진의 연소실에 바로 연료를 분사하는 GDI(Gasoline Direct Injection) 엔진이다. 출력과 연비, 낮은 배기가스 배출 등 자동차 판매를 위해 만족시켜야 하는 다양한 규제를 뚫고 나가기 위한 방법이 바로 터보 GDI 엔진이다. 또한 GDI 엔진은 저속에서 노킹 현상이 발생할 가능성이 높다. 이와 관련된 내용은 지난 호에서 자세히 설명했다. 물론 터보 GDI 엔진 역시 같은 한계점을 가지고 있다. 

엔진 내구성에 악영향을 미치는 노킹
노킹은 연소실의 높은 온도 때문에 연료가 정해진 시점보다 빨리 연소되는 현상이다. 터보 GDI 엔진의 경우 많은 공기가 흡입되면 그만큼 압축비가 높아지고, 결론적으로 연소실 내부의 온도가 올라가게 된다. 또한 연소실에 남아 있던 연료와 윤활유가 혼합된 방울이 빠른 가속기간 동안 저속에서 조기 점화되어 노킹을 유발하게 된다. 이때 충격으로 피스톤이 깨지는 등 노킹은 엔진 내구성에 악영향을 미치게 된다. 이런 현상 때문에 미국의 많은 OEM(자동차 제조사)들은 긴급하게 미국석유협회(API)에 이 현상을 막을 수 있는 새로운 엔진오일 규격 제정을 요청했으며 그 결과로 만들어진 것이 바로 API SN Plus 규격이다. 이 새로운 엔진 오일 규격은 지난 2018년 5월에 발표되었다. 그리고 윤활유 기술 면에서는 청정제인 칼슘 술포네이트가 LSPI(저속 노킹) 현상을 일으키는데 영향을 준다는 것이 확인 되었다. 또한 대체 첨가제인 마그네슘 술포네이트로 교체하면 LSPI 현상을 막을 수 있다는 것이 검증되었고, 배합식 변경을 통한 API SN Plus 규격의 엔진오일이 만들어졌다. 

국내에서는 현대자동차도 쏘나타의 스마트스트림 G1.6 T-GDI 엔진에 API SN Plus 오일을 추천하기 시작했다. 또한 터보 자처가 장착되는 준대형, 대형 모델에도 확대 적용할 계획이라고 한다. 이는 API SN Plus 규격의 엔진오일이 확대 적용된다는 것을 의미한다. 물론 모튤은 2018년에 새로운 규격인 API SN Plus에 맞춰 8100 ECO-lite 3가지 점도 등급(SAE 0W-20, 5W-20 및 5W-30)의 제품을 출시했고, 2019년 7월에 추가로 H-TECH 100 Plus 5W-30 제품을 API SN에서 API SN Plus 규격으로 변경해 생산하고 있다. 소비자가 선택할 수 있는 폭을 넓히기 위해 다양한 제품을 판매하고 있는 것이다. 

또한 2020년 상반기에는 이런 문제를 해결함과 동시에 다른 품질도 향상된 새로운 API SP 규격과 ILSAC GF-6 규격이 제정될 예정이다. 물론 모튤은 여기에 맞춰 신제품을 출시할 계획이다. 엔진이 발전하는 만큼 엔진오일 역시 꾸준히 발전할 수 밖에 없기 때문이다. 만약 터보 GDI 엔진의 차량을 타고 있다면 앞서 이야기 한 모튤 제품을 넣으면 된다. 그리고 API SN Plus를 기억하자. 

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