re: >>>> 옥탄가와 세탄가

[류흥석[카텐셜]looky]

가솔린 엔진은 옥탄가로 노킹 조절을 합니다.

당연한 이야기지만 가솔린 엔진에는 휘발류가 사용됩니다.그리고 휘발류의 등급을 나타내는 단위로 ‘옥탄가’를 씁니다.

옥탄가란 불완전연소 즉, 노킹(knocking)을 방지하는 능력을 뜻합니다.

엔진 연소실 내부에서 의도되지 않은 폭발로 인해 두드리는 듯한 소리를 낸다고 해서 노킹이라 부르며,

가솔린 엔진은 흡입-압축된 공기와 연료에 점화 플러그를 통해 인위적으로 폭발을 일으켜 엔진을 구동하는 ‘불꽃점화방식’을 이용합니다.

따라서 미리 연료에 불이 붙을 경우 어김없이 노킹이라는 골치거리 만나게 됩니다.

이 문제를 해결하기 위해 한가지, 방법이 바로 고옥탄가 연료를 사용하는 것이며.

고옥탄가 연료를 사용하므로 엔진을 제어하는 ECU가 의도하는 적절한 타이밍에 점화를 해 완벽한 연소를 유도해낼 수 있습니다.

요즘 정유사에서 고옥탄가 연료를 홍보하는데 열을 올리고 있습니다. 광고에서 직접적인 언급은 피하고 있지만 광고 내용만 보면 성능이 높아지고 연비가 좋아지는듯한 뉘앙스를 풍기지만,하지만 실제로 일반 승용차가 고급휘발류(고옥탄가 연료)를 사용해서 얻는 이득은 희박하다 할 수 있습니다.

고옥탄가로 ECU를 프로그래밍(맵?)해 엔진을 세팅하면,

불완전 연소로 인한 출력 손실을 늦출 수 있기 때문에 보다 높은 엔진 회전수까지 제어가 가능해지기에,

고출력 차량이나 대배기량, 터보 차저를 장착한 차량들이 기본적으로 고옥탄가 휘발류를 사용하는 것도 바로 이런 이유에서 라고 할수 있습니다.

고옥탄가로 세팅된 엔진에서 낮은 옥탄가의 연료를 사용했을 경우 ECU에서 미리 세팅한 시기보다 빨리 점화가 이루어지므로 다음 연소 타이밍에 영향을 주게되며, 이는 결국 성능 저하로 이르고 연료 소모도 늘어날뿐더러 엔진에도 악영향을 끼치게 됩니다.물론 일반 차량에도 고옥탄가 휘발류를 사용하지 못하는 것은 아니지만,

단지 ‘투 자 대 비 효 과 ’가 미비해 엔진이 조금 부드러워질 수는 있으나 직접적인 성능이나 연비에 영향을 주는 경우는 희박합니다.

디젤 엔진에 쓰이는 경유는 ‘세탄가’라는 수치로 품질을 측정합니다.

시중에서 ‘고성능 경유’라는 이름으로 팔리는 경유가 바로 고세탄가 연료이며.

세탄가란 연료에 불이 붙는 성질인 착화성이 얼마나 좋은지를 나타내는 단위 입니다.

즉, 세탄가가 높으면 불이 쉽게 붙는다는 것이고. 가솔린 엔진에서 휘발류의 옥탄가와는

반대의 개념입니다.

앞서 옥탄가와 노킹의 관계를 설명하면서 미리 점화가 이루어져 성능이 떨어지기 때문에 발화점을 늦춘 고옥탄가 연료를 사용한다고 했습니다.

그런데 디젤은 보다 빨리 불이 붙을 수 있도록 세탄가를 높이는가에 대해 의문점이 생길 것입니다.

가솔린과 디젤 엔진이 서로 다른 특성의 연료를 요구하는 것은 바로 점화 방식에 따른 차이 때문입니다.

디젤 엔진은 가솔린 엔진과 달리 압축착화 방식을 통해 연소실에서 혼합된 공기와 연료에 점화를 해 폭발 과정을 만들어 내는데,

가솔린 엔진과 비교해 높은 밀도와 압력 상태로 만든 연소실에서 자연발화가 일으키는 방식입니다.

경유의 경우 휘발성이 약해 가솔린 엔진의 불꽃점화 방식으로는 착화가 어렵기 때문에

디젤 엔진은 연료 혼합기의 온도를 높이거나 압축비를 높여 경유의 착화성을 높이는데 필요한 환경을 만드는

것입니다.디젤의 단점인 진동과 소음이 여기서 발생하는 것입니다.즉 연료에 불을 붙이기 위한 과정으로 인해

가솔린 엔진에 비해 많은 진동과 소음이 발생하게 되는 첫 요인이 됩니다.

또한 경유는 기온에 많은 영향을 받습니다. 요새는 덜하지만 겨울철에 디젤 차량들이 시동이 걸리지 않아 고생하는 것도 바로 이런 이유이며,엔진의 열이 없는 냉간시 시동성을 높이기 위해 히팅 플러그나 코일을 이용해 시동성을 높이고 시동이 걸리더라도 일정온도에 도달하기 전까지 동작하는 것도 경유의 특성을 고려한 기능이기도 합니다.

따라서 디젤 엔진에 쓰이는 경유는 세탄가가 높아야만 시동도 잘 걸리고 연소 효율도 높게 됩니다.

하지만 여기서 노킹이라는 문제가 의문점을 제기 하게 되는데.

노킹이 나면 엔진에 악영향을 주고 출력 저하를 일으킨다면서~<<<<  휘발류 차량에서 였지요.

하지만, 디젤 엔진은 노킹을 일으키기 위해 안간힘을 쓰는 것과 같다고 할수 있습니다.

분명히 가솔린 엔진에서 노킹은 완전 연소의 적이 분명합니다.

그러나, 디젤 엔진의 경우 노킹은 항상 있는 일상과 같습니다.

차이가 있다면 가솔린 엔진의 노킹은 점화 전에 일어나는 것이고 디젤 엔진의 노킹은 점화 후에 일어난다는 점이 차이 이며,

여기서 가솔린 엔진에서의 노킹과 가장 다른점은 디젤 노킹은 늦게 발생한다는 점이며.

정상적으로 점화가 이루어진 다음에 노킹이 일어나기 때문에 충격이 덜하고 엔진에 입히는 손상도 없습니다.

연소후 후연소로 엔진의 피스톤을 밀어주는 역활을 하게 되므로 엔진에 손상이 없으나, 매 연 과 연료의 소모가 많아 지게 됩니다.

꾸준히 일어나는 노킹으로 인해 디젤 엔진을 진동과 소음에서 좀처럼 벗어나기 힘들게 만드는 2번째 요인인 것입니다,

최근 직분사 방식을 통한 점화 방식이 사용되는 것도 이런 문제를 해결하기 위한 방법중 하나이며 

보다 미세한 노즐을 통해 경유가 쉽게 불이 붙도록 만들고 정교하게 연료 분사량을 제어해 연소 효율을 높이고 진동, 소음을 절감하는 기술(직분사 방식)이 된것입니다. 

가솔린 엔진 = 높은 옥탄가는 착화성을 낮춰 노킹을 방지한다. 기계적인 안정성이 주목적이겠지요,

              결국 투자대비 이윤이 적다는 결론이 되며, 연료에 맞게 차를 만들거나. 차에 맞게 주유해야 한다

              가 되며.

디젤 엔진   = 높은 세탄가는 착화성을 높여 노킹을 막는 것이 주목적입니다.

              고급경유(높은 세탄가)를 사용하게 되면, 연비의 향상과 매연저감에 일조를 하게 됩니다.

편파적인 결론이라고 볼수 있으나 사실상 내연기관중 가장 친환경적인 엔진은 디젤엔진이나 위에서 말하는 후연소시 발행하는 매연, 분진 (검게 보이는 연기형태)으로 디젤엔진이 매연의 주범으로 몰리게 되는 것이라 할수 있습니다.