★★ 윤활유에 대하여 (전문 정보) ★★

[어머~]

	금속면 서로가 상대 운동을 할 경우, 그 운동면에는 마찰이 생긴다.
	이 마찰에 의하여 열이 생기고 이 때문에 에너지가 손실되는 것은 물론 접촉하고 있는 금속표면의 열이 올라가 녹거나 마모가 되기도 하고, 팽창하여 고착을 일으키기도 한다. 이것을 방지하기 위해, 즉 저항을 낮추기 위해 엔진의 습동부는 윤활유를 이용하여 습동 저항을 감소시키고 있다. 피스톤과 실린더 사이에서는 습동 저항을 감소시키기 위해 윤활유를 사용한다. 윤활을 위해 접촉면에 오일 피막을 형성시키고 남는 오일은 모두 크랑크케이스로 돌아간다. 이 윤활유를 돌아가게 하는 역할을 하는 것이 피스톤 링이다. 오일 소모의 주된 원인은 피스톤링에 의해 긁혀지고 남는 오일이 연소실로 들어가 연료와 함께 소모되는 것이다. 또한, 오일 교환을 태만히 하여 오일 성상이 나빠져 윤활유로서 부적당할 정도가 되면 실린더와 링 사이의 습동 저항은 크게 되고, 마모가 비정상적으로 진행되어 오일의 소모량을 대폭 증가시킨다.

	- 흡입 공기중에 먼지 등이 흡입되어 실린더에 상처를 낸 경우 - 엔진의 용도에 따라 지정된 엔진오일 등급을 따르지 않고 저급오일을 사용한 경우 - 정해진 오일 교환주기를 초과하는 간격으로 오일을 교환한 경우
	오일소모의 주된 원인인 피스톤 링과 실린더의 마모를 최소화하기 위해서 오일의 상태를 깨끗하게 관리하여야 하며 이러한 작업은 육안으로 식별이 힘들고 어려운 작업이기 때문에 고급 오일을 보충함으로써 오일의 청정성을 향상시키고 엔진 상태를 좋게 할 수 있다.

	디젤 엔진 오일의 성능 규격은 크게 3개로 나뉜다.
	즉, 북미, 일본, 유럽 등 3개 지역을 기준으로 성능 규격 또한 달리 규정하고 있다. 이는 지역적 특성과 아울러 해당지역에서 생산하는 엔진의 모양이 다르기 때문에 이에 맞는 엔진오일 또한 달리 개발되었기 때문이다. 따라서, 지역적으로 다른 디젤엔진의 모양과 이에 따른 엔진오일의 차이를 설명하도록 하겠다. 먼저, 차이점에 대하여 설명을 하기 전에 이해를 돕기 위하여 아래의 용어를 참조하기 바란다.

	엔진의 모양에 의해 윤활유의 조건이 달라진다.
	디젤 엔진은 폭발을 하면 불연소물과 카본 퇴적물이 발생을 하는데 이러한 물질은 피스톤, 실린더, Top-ring land등에 deposits을 형성하거나 혹은 blow-by gas를 통하여 윤활유 내에 혼입되게 된다. 즉, 이러한 퇴적물의 형태는 엔진의 모양(즉, 피스톤 모양)에 의해 결정되며 이에 따라 윤활유의 조건 또한 달라진다. 일반적으로 crevice volume을 줄이면 디젤엔진의 효율성을 증가시키고 배기가스에서 발생하는 불연소물질과 soot를 줄일 수 있다. 즉, crevice volume을 줄이기 위하여 top ring을 올리거나, clearance를 줄이게 된다. 그러나, 압력이 너무 크면 금속재질이 견딜 수 없으므로 줄이는 데는 한계가 있다. clearance가 큰 피스톤은 “cutaway” crownland를 이루는 데 crevice volume을 줄이기 위하여 top ring은 올라가게 되는데, 이러하면 top ring에 많은 부하를 받게 되며 이와 함께 오일소모량은 감소할 것이다. top-ring이 올라가면 top ring위에 있는 piston은 강한 부하를 받게 되는 데, 마모방지를 위하여 steel ring groove insert를 사용하거나 crown과 ring belt 지역을 steel로, skirt는 aluminum으로 하여 2 piece piston을 만들기도 한다. 2 piece piston은 무게를 작게 하고 질소산화물의 발생을 적게 한다는 보고가 있다. 그러나, top-ring을 높게 설치한다면 고온부위에는 deposit의 발생이 증가하여 ring sticking과 같은 현상이 일어나며 이로 인하여 오일소모량이 증가할 수가 있다. 따라서, cutaway type의 피스톤은 top ring의 위치가 높으므로 엔진오일 선택시 deposit이 많이 발생하지 않도록 선택해야 한다. 만약 clearance를 좁게 한다면 top ring이 낮게 위치해야 하는 데 이때 좁은 clearance에서 강한 카본퇴적물이 발생을 하면 실린더 벽에 오일의 흐름을 좋게 하기 위하여 만든 “cross hatching”의 모양을 “polish” 모양으로 만들어 오히려 오일의 소모량을 증가시키게 된다. 따라서, clearance가 좁고 top ring의 위치가 낮은 piston type을 유지하는 유럽/일본형의 piston은 강한 카본 퇴적물 방지를 할 수 있도록 윤활유 설계해야 한다.
	North American
	배기가스규제는 1990년부터 규제를 하기 시작했는데 이는 엔진을 디자인하는 데 결정적인 역할을 하고 있다. 전통적으로 북미 heavy duty 디젤엔진오일은 low ash type의 Detroit diesel 2 cycle 엔진과 밀접한 관계를 가지고 있다. 4 사이클 엔진 제작자들이 다급점도유 엔진오일을 개발할 때, detroit diesel engine에 사용하였던 엔진오일의 기술을 근간으로 하였다. 따라서, 북미지역에서 규제하는 sulfur와 함께 엔진오일은 low sulfated ash 오일이 적용되고 있다. 1990년초에 도입되었던 low sulfated ash e/o은 1991년 이전의 배기가스규제에 아주 적절하게 적용되고 있었다. 기존의 sulfur함량과 80년후반의 윤활유기술은 북미에서 1990년 배기가스규제를 맞출수가 있었다. 배기가스규제를 맞추기 위하여 엔진도 변화가 있었다. 즉, indirect injection에서 direct injection으로 변경되었다. 또한, top piston ring의 힘을 증가시키는 수단으로 clearance가 넓어지자, top ring의 위치는 crevice volume을 줄이기 위하여 높게 위치하게 되었다. 그러나 1994년에 도입된 배기가스규제를 맞추기 위하여 보다 많은 변화가 필요하였다. 북미엔진제작자들의 가장 큰 관심중의 하나는 강화된 배기가스규제를 맞추는 것과 290,000 miles을 운행하고도 이러한 규격을 유지해야 하는 것이다. 지금까지 배기가스중 PM의 함량은 윤활유 뿐만아니라 연료의 황함량에 의하여 감소할 수 있다고 받아들여지고 있다. 따라서, 이제 미국지역의 대부분은 배기가스규제를 위하여 디젤의 황함량을 0.05wt% 이하를 적용하고 있다. 북미의 디젤엔진오일은 ash와 관련된 deposit 생성을 감소하기 위하여 low-detergency, low-sulfated ash type을 사용하고 있다. 따라서, low detergency에서 청정성을 유지하기 위해서는 high dispergency를 사용하고 있다. 피스톤의 성능을 저해하는 요소는 PM의 증가와 연관이 있는 오일소모량의 증가이다. 따라서, 증가한 dispergency는 오일소모량에 의한 ring sticking을 방지하여 준다. 뿐만아니라, high top ring은 크랭크케이스에 soot의 발생을 증가시키는 데, dispergency는 soot loading 능력을 증가시켜 준다. 일반적으로 ashless dispersants는 열안정성이 높지 않으므로 북미의 엔진은 대부분이 피스톤의 열로부터 엔진오일을 보호하기 위하여 피스톤크라운의 두께가 두껍다. 즉, 피스톤에서 발생한 열은 피스톤링을 통하여 실린더벽에 직접 전달될 수 있도록 설계되어 있다. 대체적으로 북미엔진오일은 higher dispersant이며, 1.0% 이하의 sulfated ash를 유지하고 있다.
	유럽형
	유럽 디젤엔진은 북미의 디젤엔진처럼 갑작스런 변화는 없이 점차적으로 변화를 해왔다. 유럽 엔진은 북미 엔진과 비교하여 동일한 축간거리에서도 보다 높은 출력을 유지하고 있으며, 폐유 발생을 적게 하기 위하여 교환주기를 증가시켜 왔다. 일반적으로 유럽엔진의 폭발압력과 온도는 높은 데, 이것은 clearance를 좁혀주었으며, 반면에 crevice volume를 유지하기 위하여 top ring의 위치를 낮게 하였다. 피스톤 crownland를 깨끗이 하고, 오일소모에 따른 bore polishing을 방지하기 위하여 유럽엔진(SHPD)들은 높은 detergent를 필요로 하였다. 이렇게 높은 detegency는 TBN의 값을 높여주어 증가된 교환주기에 의하여 발생한 산화물을 중화시키는 역할을 하였다. 즉, high detergency는 high ash level를 뜻하게 되었다. long drain의 엔진오일에서는 또한 오일내에 soot와 불순물의 유동을 위하여 high dispersant를 요구하게 된다.
	일본형
	일본형의 디젤엔진은 유럽형과 유사하다. 즉, 폭발압력과 온도가 높으며, crevice volume을 낮추기 위하여 clearance가 좁고 top ring의 위치가 낮게 위치되어 있다. 또한, 엔진오일은 crownland의 hard carbon deposits을 방지하기 위하여 high detergent와 high ash e/o의 특징을 가지고 있다. 그러나, 오일탱크는 동일한 출력의 북미 및 유럽엔진에 비하여 작게 설계되어 있다. 즉, 이러한 오일탱크의 축소는 오일에 열에 의한 영향력을 증가시키게 한다. 따라서, 일본의 엔진은 피스톤 crown의 온도가 낮게 되도록 설계되어 있다. 이것은 일본에서 가장 중요하게 여기고 있는 질소산화물의 발생량을 적게하는 역할을 한다. 그래서, 일본에서의 디젤엔진오일은 북미나 유럽에 비하여 산화안정성이 높으며, 특히, 순정품의 산화안정성은 매우 우수하다. 또한, dispersants는 열안정성이 우수하지 않으므로 사용에 한정적이다. 즉, dispergency가 높고, low-ash type의 북미엔진오일은 일본형에는 적당하지가 않다. 일본형의 디젤엔진오일은 피스톤 crown아래에 soot를 방지하기 위하여 적당한 dispersancy를 유지해야 하는 데 동시에 오일산화안정성이 우수해야 한다. 그래서, 일본 디젤엔진오일의 특징은 매우 높은 detergent를 유지하고 있으며, 또한 sulfated ash 또한 2.0%정도로 매우 높다.
	이상과 같이 각 지역에 따라 엔진의 특징이 다르고 요구하는 조건 또한 다르므로 엔진오일의 특징은 지역에 따라 달리 적용되고 있다. 따라서, 부적당한 엔진오일의 추천은 오히려 문제를 일으킬 수 있다. 즉, 유럽이나 일본형의 디젤엔진에 북미형의 엔진오일을 적용할 경우에는 오일소모량의 증가 및 bore polishing을 일으킬 것이다. 또한 역으로 북미의 엔진에 유럽형이나 일본형의 엔진오일을 적용할 경우에는 오일의 소모량을 증가시키고 엔진의 수명을 단축시킬 것이다. 유럽과 일본의 엔진오일이 유사한 특성을 지니고 있지만 일본형의 산화안정성을 요구하고 있지 않으므로 적용에 부적절한 특성을 지니고 있다. 따라서, 적합한 엔진에 적당한 엔진오일이 엔진의 수명을 증가시키는 데 최적의 조건이라 하겠다.

	디젤 엔진에 연료로 사용되는 디젤유는 일반적으로 황을 함유하고 있다. 이렇게 함유된 유황성분은 실린더 내에서 연소시 아황산가스를 발생시키고, 가스는 대기중의 수분과 결합하여 황산을 생성하게 된다. 이렇게 발생한 황산은 강한 산성을 띄고 있으므로 피스톤및 실린더 내부에 부착하여 엔진내부에 부식을 일으킨다. 따라서 발생된 산을 중화시키기 위하여 알카리가 필요하게 되므로 디젤엔진오일은 높은 알칼리값을 갖게 되는 것이다.
	위에서 설명한 것처럼 디젤 엔진 오일에서 전알칼리값(TBN)은 디젤연료의 황함량과 긴밀한 연관을 가지고 있다. 따라서, 환경규제에 의해 디젤 연료의 황함량이 변함에 따라 디젤 엔진 오일의 전알칼리값 또한 변하게 되는 것이다. 즉, API CF-4급을 개발할 때, 사용된 연료는 0.27%의 황함량 디젤 연료였으며 이때 전알칼리값은 11 - 13 정도인 데 반하여 API CG-4급은 0.05% 황함량 디젤연료 사용으로 약 8 정도의 전알칼리값을 유지하고 있음은 참고할 사항이라 사료된다.
	참고로, API CH-4급인 경우 디젤연료의 황함량은 변화가 없으나, NOx 함량 규제로 인하여 soot발생등이 많으므로(API CH-4급 규격 참조) 오히려 TBN의 값은 API CG-4급에 비하여 약간 상승하였다.

	엔진의 크기를 나타내는 배기량은 실린더 용량을 합한 것이며 엔진은 배기량만큼 연료와 공기의 혼합기를 빨아들여 폭발시킴으로써 힘을 만들어 낸다. 그러나 실제로는 배기량만큼의 혼합기를 완전히 흡입하지 못하고 80% 정도만 채워 폭발시킨다. 이처럼 모자라게 흡입되는 혼합기를 좀더 채워넣기 위해 터보차저가 쓰인다. 엔진에서 연료가 폭발된 힘은 모두 바퀴를 돌리는 구동력으로 전달되지 않고 3분의 1정도는 배기관을 통해 밖으로 빠져나온다. 터보장치는 이 배기가스의 배출력을 이용, 터빈을 돌려서 공기를 실린더로 보낸다. 이것은 대기압의 1.5배 이상의 압력으로 공기를 실린더에 밀어넣는 것이다. 이런 과정을 거쳐 터보가 작동되려면 어느 정도의 시간이 필요하다. 엔진회전이 빨라지고 배기가스의 양도 적당히 늘어나야 하기 때문이다. 이처럼 터보가 작동되기까지의 시간공백을 터보래그(TURBO LAG)라고 한다. 초기의 터보차들은 이 터보래그가 길어 엔진 회전이 3,000 rpm 이상돼야 터보가 작동했으나 최근에는 낮은 회전영역에서 터보가 가동되도록 개발돼 1,500 rpm 의 낮은 회전수에서 터보가 작동하는 차도 있다. 인터쿨러는 터보차저의 효율을 더 높이기 위한 것으로 배기가스의 온도를 낮추어 공급하는 장치다. 배기가스는 섭씨 800℃가 넘는 높은 온도로 배출되고 터보차저는 이것을 직접 흡수하게 된다. 터보는 1분에 10만회전 이상의 고속으로 돌기 때문에 이런 고열을 받으면 부품이 팽창하거나 기능이 떨어진다. 이것을 막기 위해 냉각수로 터보를 식혀주는 장치가 인터쿨러다. 인터쿨러는 이를 위해 엔진 본체 라디에이터와 별도로 또 하나의 라디에이터를 달고 있다. 터보 장치는 휘발유나 가스엔진보다 디젤엔진에 더 효과적으로 쓰인다. 디젤 엔진은 낮은 회전수에도 흡입되는 공기량이 많이 줄지 않기 때문이다. 디젤엔진은 고속회전에 약하지만 터보를 이용, 30% 정도의 출력을 높일 수 있어 같은 배기량의 휘발유 엔진과 같은 출력을 낼 수 있다.

	터보챠져는 엔진오일에 의해 윤활이 되지만 극히 높은 온도가 터보차져윤활의 가장 큰 문제이다. 터빈을 회전시키는 온도가 800℃가 넘는 배기가스는 터보차져의 표면온도를 350℃까지 올린다. 이와같은 온도에서는 가장 우수한 성능을 갖고 있는 엔진오일일지라도 딱딱한 탄소퇴적물을 형성하기 시작하는 데, 이 퇴적물을 막지 못한다면 오일의 통로를 막거나 터보챠져를 고장나게 하는 원인이 된다. 대부분의 자동차 생산업자는 이와같은 조건이 너무 극심하기 때문에 터보챠저 테스트를 거치지 않은 오일을 사용할 경우 오일의 교환주기를 반으로 줄이도록 추천을 한다. 따라서, 과급기가 부착된 엔진에 사용될 엔진오일은 이와같이 높은 작동온도에서도 문제없이 작동되어야 하며, 아울러 퇴적물의 생성을 막아주어야 한다.

	PM(Particulate Matter)의 함량
	- PM(Particulate Matter)의 함량은 0.10 g/Bhp-hr미만으로 유지하였으나, NOx의 함량을   5g/bhp.hr에서 4g/bhp.hr로 규제를 강화하였음.
	API CH-4는 기존 성능등급 API CG-4/CF-4급에 비하여 Cummins M-11, Maxk T-9, Caterpillar 1P등이 추가됨
	- 엔진의 특징은 PM의 함량과 NOx함량규제를 맞추기 위하여 Top ring의 위치가 높아지고   fuel injection timing 자체가 늦춰지는 특징이 있음 - 모든 엔진이 two-piece piston을 채택하고, M-11/T-9는 inter-cooling을, Cat 1P는 high   fuel injection 채택함. - 고온에서의 soot발생량에 대한 항목을 신설하였다.
	API CH-4에서의 엔진의 특징은 다음과 같이 변화하였다.
	- Fuel injection system이 전자적으로 변화한다. - emission의 규격을 맞추기 위하여 fuel injection pressure가 증가함 - two-piece pistons이 도입됨(forged steel crown, aluminum skirt)- 이는 steel이   aluminum에 비해 blow-by gas등으로 인한 배기가스가 훨씬 덜 발생하고, API CH-4급에서   배기가스를 줄이기 위하여 top-ring의 위치를 높이기 때문에 폭발의 힘이 증가함에 따라 피   스톤의 강도를 높이기 위한 방법임 - 폭발 온도를 낮추기 위해 intercooling을 통해 흡입공기 온도를 낮춤

	인증부여 시기 : 1998. 12
	Cummins M-11
	특징 - rocker cover에서 soot에의한 밸브트레인의 마모, 필터막힘, 슬러지생성등을 파악함.   또한, slider-follower를 채택하여 마모를 파악함. 이는 10 ltr이상의 엔진에서는   roller-follower대신 slider-follower를 채택하기 때문임. - 6 개 실린더, 246kw(330bhp) at 1600 rpm, air inter-cooling - 테스트는 overfuel과 retard timing을 통하여 150시간동안 4.5wt% soot를 발생시켜 마모를  측정 시험항목 - 마모, 오일필터 압력, 락커슬러지, 오일소모량
	Mack T-9
	특징 - 폭발 압력이 최고 20.7mPa(3000psi)로 기존 12.4-15.2mPa(1800-2200psi)에 비하여 높음. - 시험은 75시간동안 1.5-2.0wt%의 soot를 발생시킨다음 최고의 토오크(1250rpm, 15%   overfuel)/290kw(390bhp)에서 425시간 동안 링, 라이너, 베어링등의 마모를 확인함 - top-ring은 plazm sprayed coating을 했고, second ring은 chromium faced, tapered-   faced rectangular positive twist ring을 사용함. 베어링은 copper-lead with lead-tin   overlay을 사용함. - 엔진은 12 리터, VMAC 11, 6 실린더, 1800 rpm에서 260kW(350bhp), air-intercoolong   시스템 시험항목 - 라이너 마모 : soot에 의하여 주로 발생함. - 링 마모 : 무게를 통하여 확인함 - 베 어링 마모 : 오일의 lead 발생량을 통하여 확인함 - 오일 소모량
	Caterpillar 1P
	특징 - 피스톤 deposit과 오일소모량을 감소시키기 위하여 two-piece piston과 fuel injection   압력이 193 mPa(28,000 psi)로 높음. 기존 Cat 1K/N의 압력은 103 mPa(15,000 psi)정도임 - 1 실린더, 55kw at 1800rpm, oil tem. 130C, 360시간동안 테스트 시험항목 - Total weighted deposits(Total Piston Deposit) - Top Land Carbon : TLC - Top groove carbon : TGC - 오일 소모량
	Mack T-8 extension for viscosity control due to soot.
	- CH-4급은 NOx함량을 줄이기 위하여 injection timing을 늦추고, top-ring의 위치를 높여   soot발생량이 엔진오일에 혼입되는 양이 많아졌음. 이에 따라 soot에 대한 시험이 기존   3.8%에서 4.8%증가하여 시험을 실시함. - Mack E-7-350, 6실린터, 터보챠져, intercooling, 261kw, 300hrs(기존250hrs) - 기존 Mack T-8시험은 3.8% soot함량을 기준으로 100C에서 점도증가를 평가했는데, 이는   최초 점도가 낮거나, SSI낮은 VII는 상대적으로 점도의 증가가 낮아 평가에 문제가 발생함. - 따라서 새로운 평가를 도입함.
	GM 6.5 ltr for roller-follower wear
	soot가 증가하여 마모가 증가함에도 불구하고 규격을 11.3 에서 7.62㎛로 강화하였음.
	Cat. 1k for deposit and oil consumption
	API CF-4급(S, 0.4 wt% 사용)에도 불구하고 off-highway의 평가를 위하여 추가하였음
	Mack T-8/Cummins bench test for corrosiveness
	Mack T-8은 최초의 디젤엔진의 corrosive test Cummins bench test는 CRC L-38에서 확인하지 못하는 MoDTP에 의한 bronze-pin의 corrosive를 확인할 수 있음

4 행정 엔진과 2 행정 엔진의 가장 큰 차이점은 4 행정 엔진 오일은 윤활과 연료 공급이 분리되어 작동을 하는 데 비하여 2 행정 오일은 연소실에 연료와 윤활유가 혼합이 되어 공급된 후 연소실 내에서 윤활도 하고 폭발/연소도 하는 2가지의 역할을 동시에 수행하는 점이 가장 큰 차이라 하겠다. 따라서, 2행정 엔진의 연소실에 공급된 윤활유는 연료와 함께 연소되므로 연소후의 남은 재가 스파크플러그, 배기관 및 기타 배기가스등에 많은 영향을 미치므로, 이로 인하여 발생되는 문제점을 확인하는 것이 중요한 일이라 하겠다.

	2 행정엔진오일은 연소시 연료와 혼합을 용이하게 하고, 또한 연소를 쉽게 하기 위하여 엔진오일 내에 연소점이 낮은 솔벤트(Solvent)를 혼합시킨다. 즉, 2 행정엔진오일의 인화점이 50-70℃정도에 비하여 4행정엔진오일은 약 230℃정도 이므로, 만약 2행정엔진오일을 4행정엔진오일에 적용시 화재의 위험이 있으므로 혼합해서 적용하면 안 된다.
	대부분의 4행정 엔진오일은 극압 및 마모방지제로 ZnDTP (Zinc ditiophosphate), Sulfur 등을 주로 사용하는 데 이러한 첨가제는 연소후에 재(ASH)를 생성한 후 스파크플러그에 부착을 하게 되는 데 이 오일을 2 행정엔진에 적용할 경우 연소후 조기폭발 등을 발생시키게 되므로 혼용하여 사용하지 말아야 한다.
	대체적으로 4 행정 엔진오일은 청정분산제, 극압제, 마모방지제등의 사용으로 SULFATED ASH (유황회분)이 1.0 - 1.3 WT%로 높은데 비하여 2행정 엔진오일은 0.2 WT%이하로 낮은 수치를 유지한다. 많은 유황회분의 발생은 폭발시 스파크플러그에 조기점화등의 원인이 되는 부착물 등을 발생하게 하므로 2 행정 엔진에 적용이 불가능하다.
	최근의 4 행정 엔진오일은 연비를 향상시키고 계절에 관계없이 4게절에 적용시키기 위하여 다급점도유가 대부분이다. 이러한 다급점도유는 점도지수향상제를 사용하게 되는 데, 이 점도지수향상제는 열안정성이나 산화안정성이 우수한 폴리머로 구성이 되어 있어 연소가 쉽게 되지 않을 뿐만 아니라 연소 후에도 부착물 등을 다량 생산하므로 2 행정 엔진에 적용시 문제가 발생하게 된다.
	이상으로, 설명한 바와 같이 4 행정 엔진오일은 2 행정 엔진에 적용이 불가능하므로 오일 추천시 각별히 주의를 해야 한다.

	천연가스(NG: Natural Gas)
	- 지하에 기체 상태로 매장된 화석연료로서 메탄이 주성분
	천연가스의 특징
	- 가벼움(공기의 0.55배/ LPG는 1.5배) - 무독, 무취 - 비등점이 낮다(-162℃)
	천연가스의 형태별 종류
	- NG (Natural Gas)   일반 기체 상태의 천연가스로서 메탄(CH4)이 주성분 - LNG (Liquefied Natural Gas):액화천연가스   NG를 -162°C의 상태에서 약 600배로 압축하여 액화시킨 상태의 가스로서 정제 과정을   거쳐 순수 메탄의 성분이 매우 높고 수분의 함량이 없는 청정연료 - CNG (Compressed Natural Gas):압축천연가스   NG를 200~250배로 압축하여 저장한 가스 - PNG (Pipe Natural Gas)   NG를 산지로부터 파이프로 공급받아 사용하는 가스

	메탄(CH4)   공기비중 0.6(가벼움)   무독(인체무해)   액화가 어려움(-162oC)   기체상태로 천연적으로 매장	프로판(C3H8), 부탄(C4H10)   공기비중 1.5   유독   액화가 쉬움   (부탄:-4 oC,프로판:-42 oC)   석유정제과정에서 발생
	고압기체로 저장   기체상태로 엔진에 공급   연료상태가 항상 안정적   열효율이 높음   이산화탄소 배출량이 적음   모든 엔진에 적합	액화상태로 저장(부탄이 주성분)   기화기를 거쳐 기체로 엔진에 공급   연료상태가 불안정(기체~액체)   열효율이 낮음   이산화탄소 배출량이 많음   소형엔진에(6리터 이하) 적합
	인체무해   누출시 고압으로 방출(위로상승)   대기확산이 매우 빠름   연소범위가 좁아 인화의 위험이 적음   충돌,화재에 대한 각종 안전규제   강화   부품 규정이 까다로움	인체유해   누출시 저압으로 방출(아래에 고임)   대기확산이 매우 느림   연소범위가 넓어 인화 위험이 높음   밸브와 연료용기만 규제
	ULEV(*)규제 만족   PM(매연)이 거의 없음   각종 화합물 디젤의 10~20%수준	현재 EV수준   각종 화합물 휘발유 차량의 10배

	- 배스가스가 적고 소음이 적어 환경친화적이다. - 연소 온도(Combustion Temp.)가 높다 - 오일의 질화(Nitration),산화(Oxidation)에 의해 슬러지가 발생하고 점도 상승을 초래함. - CNG는 황(Sulfur)이 없어 Soot와 같은 불완전연소 생성물의 발생이 적다.   염기값(TBN)이 높지 않아도 된다. - CNG는 경유 등에 비해 건조(Dry)함.   금속성분에 의해 유발되는 Ash가 침적되면 조기폭발(pre-ignition)을 유발시키므로   Ash 함량을 최적으로 관리해야 함.
	- 산화와 질화가 잘 되지 않아야 하며 양호한 내부식성을 지닐 것. - 피스톤 침적물 형성이 억제   특히 Top grooves에서의 침적물이 매우 중요함. - Valve train 마모방지   Roller follower보다는 Slider follower의 경우에 매우 중요함 - Valve/Valve seat 마모방지   최적의 밸브 Recession 성능을 유지 - 스파크 플러그의 오염을 방지 - 촉매와의 상용성(촉매 피독 현상이 없어야 함).   주로 자동차용보다는 발전용에 영향이 큼 - 링과 라이너의 마모를 방지해야 함.   출력소모, 오일소모 및 blow-by 개스 생성량에 영향을 줌.
	- 실린더 마모 및 밸브 마모 촉진 - 빈번한 운전정비로 인한 비용과다 발생 - 스파크 플러그 오염으로 인한 수명 단축 - 엔진 수명 단축

	수동 변속기와 자동 변속기의 차이점
	수동 변속기와 자동 변속기의 차이점을 비교하면, 수동 변속기는 기어의 변속을 시프트 레버의 조작에 의하여 엔진 회전수 및 차량의 속도를 고려하여 사람이 직접 변속을 실시하게 된다. 자동 변속기는 차속,엔진 회전수,악셀 페달의 조작 여부 등을 종합적으로 고려하여 전자 장치에 의하여 유압으로 변속을 실시하게 된다.
	상기에서 살펴본 바와 같이 수동 변속기는 기어부의 조작으로 변속이 되므로 기어부의 마모 방지 기능과 기어부의 고속 회전시(5단기어 작동시) 온도 상승(약100℃-120℃)에 견딜 수 있는 산화방지 기능과 적절한 유막을 형성시켜주는 점도 등급이 수동변속기 오일의 중요한 요소로서 결정되어 진다. 자동 변속기는 엔진에 의하여 토오크 컨버터가 구동되면 유압을 발생시켜 자동차의 주행 상태를 전자 장치로 감지하여 최적의 변속단으로 자동으로 변속이 되므로 수동 변속기 오일에 필요한 기능 외에 추가로 저온에서 토오크 컨버터의 구동시 유체마찰에 의한 손실을 최소화시키기 위해 저온 점도가 낮아야 하며 유압유로서의 특성을 가져야 하므로 상온에서 낮은 점도(ISO VG 32)를 가져야 하며, 또한 오일속에 잠겨져 있는 마찰클러치의 작동을 원활히 하기 위하여 적절한 마찰특성을 유지하여야 한다. 상기에서 본 바와 같이 자동변속기 오일은 수동 변속기 오일의 특성에 추가로 몇 가지 특성을 더 요구하게 되므로 자동변속기에는 꼭 자동 변속기 오일을 사용하여야만 차량의 수명을 오랫동안 유지할 수 있게 된다.

	기어 오일 HD 75W/85W	전륜 구동 승용차용	API GL-4
	투반4(80W/90,85W/140)	소형, 대형 상용차용	API GL-4
	AFT-덱스론 III	승용차 및 상용차	DEXRON III/MERCON
	ATF-HP	현대, 기아 자동차 전용

	전륜 구동형 승용차에 적합하도록 개발된 제품으로 전륜 구동형 차량은 엔진부위와 변속기부위가 가까이 위치하고 있으므로 온도변화의 폭이 크기 때문에 온도변화에 따른 점도의 변화가 작아야 적절한 유막을 계속 유지하게 된다.
	상용차용으로 추천되어지며 상용차의 경우는 후륜 구동형이 많기 때문에 온도변화의 폭이 전륜 구동차량에 비하여 가혹하지 않다. 또한, 엔진의 출력이 크고 차량중량이 무겁기 때문에 변속기의 부하도 많이 걸리게 된다. 이러한 이유로 전륜 구동형 수동 변속기 오일보다 점도가 큰 제품을 사용해야 된다.
	미국GM사 및 FORD사의 자동 변속기 오일 규격인 “DEXRON III”와 “MERCON”을 동시에 만족하며 DEXRON III와 MERCON을 추천하는 자동 변속기 장착차량에 사용할 수 있다.
	현대/기아 자동차 전용 자동 변속기 오일로 현대/기아 자동차의 자동 변속기 오일의 보충 및 충전용으로 사용할 수 있다.

GL-4와 GL-5는 API(미국석유협회)에서 규정한 자동차용 기어오일의 규격이며 GL-4와 GL-5 규격의 용도는 다음과 같다.
GL-4는 주로 승용차 및 상용차의 트랜스 밋션 부위에 사용되는 성능 규격이며 GL-5는 충격 부하나 고부하가 작용하는 자동차용 리어액슬 부위에 적용할 수 있는 규격이다.

RGO-105보다 우수

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RGO-105보다 우수

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Rippling,Ridging,Pitting또는 과대마모가 없어야 함

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Rippling,Ridging,Pitting또는 과대마모가 없어야 함

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100 이하

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3 이하

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2 이하

650 이하

650 이하

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20 이하

50 이하

20 이하

3b 이하

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3이하

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-45 이하

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-35 이하

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-20 이하

0.25 이하

0.25 이하

0.5 이하

0.5 이하

자동차의 구조상 충격 하중과 부하가 가장 많이 작용하는 부위는 리어액슬 부위로 차동 장치와 차량의 높이를 낮춰 주기 위하여 하이포이드 기어가 내장되어 있고 엔진에서 전달되는 토오크를 증대시켜 차량을 직접 구동하게 하므로 이러한 조건에는 GL-5급의 윤활유를 사용하여야 리어액슬의 마모나 기어 파손 등을 방지할 수 있다.

GL-4급은 GL-5급보다 MILD한 조건에 사용되어지며 가장 많이 사용되는 곳은 트랜스 밋션 부위다. 트랜스밋션 부위는 리어액슬 부위보다는 사용조건이 가혹하지 않으므로 GL-4급의 오일로도 장비의 효율을 기할 수 있다.

트랜스밋션에는 GL-4급의 오일을 추천하는 이유 중의 하나는 GL-5급의 오일은 충격 부하를 견디게 하기 위하여 황(SULFUR)성분이 GL-4급보다는 많게 첨가되어 있다. 황성분은 트랜스밋션에 내장되어 있는 싱크로나이저링의 마찰 부위에 작용하여 마찰 특성을 떨어뜨려 변속시의 변속감이 떨어질 수 있으므로 트랜스밋션에는 전세계적으로 GL-4급을 많이 추천하고 있다.

	개 요
	최근 기어들의 원활한 운전을 위하여 요구되는 윤활 조건들을 보다 완전히 이해하기 위하여 많은 연구가 수행되었다. 기어의 형태와 운전조건이 주어지면 측정될 수 있는 시스템변수에 근거하여 최적의 윤활제를 결정하는 것이 이상적이라고 할 수 있다. 기어윤활은 맞물려있는 기어의 치(齒)표면을 쉽게 전단되는 막으로 분리시킴으로써 마찰을 감소시키고 효율을 높이며, 수명을 연장하는 중요한 역활을 한다. 또한 기어윤활은 치표면의 냉각과 세척,부식 방지 및 화학반응을 통한 표면재질의 성능향상의 기능 등을 제공하기도 한다.
	기어의 윤활기구
	-기어의 접촉은 경계윤활 상태,혼합윤활 상태 또는 탄성유체 윤활상태 중 한 윤활 기구에서 이루어진다. 한 쌍의 기어의 기동 또는 정지시에는 경계윤활영역에 있게 된다. 경계윤활영역의 윤활작용은 윤활제와 금속재료와의 반응에 의하여 형성되는 얇은 표면막의 물리적및 화학적 성질에 의하여 지배되므로, 금속과 금속의 직접 접촉으로 인한 표면의 스코링 현상을 방지할 수 있는 화학적성질을 가진 윤활제가 요구된다. 만약 기어가 오랫동안 경계윤활상태에서 작동된다면 마멸은 빨리 진행되며 심하게 될 것이다. 상대운동이 증가함에 따라 기어의 윤활상태는 혼합윤활영역으로 천이하게 된다. 혼합윤활영역은 경계윤활과 탄성유체윤활의 혼합상태로 경계윤활상태보다는 마멸이 천천히 진행되나 충분한 수명을 유지할 수 없다. 최적의 윤활상태는 탄성유체윤활 상태로, 이 경우 합성 표면 거칠기의 3배 이상의 두께를 가진 탄성 유체 윤활막에 의하여 이 표면은 완전히 분리된다. 탄성유체윤활영역에서는 윤활제의 점도가 윤활작용을 지배하는 가장 중요한 특성이므로 윤활제의 적정등급 선정이 중요하다.

	산화의 메커니즘
	산화 안정성은 윤활유에 없어서는 안될 중요한 물성중의 하나이다. 윤활유가 산화되면 슬러지를 생성시켜 수명이 단축될 뿐만 아니라 산성물질이 금속표면을 부식시켜 기어자체의 수명도 짧아진다. 윤활유의 산화는 매우 복잡한 현상으로 산화에 미치는 원인을 단정적으로 언급하기는 어려우나 일반적으로 온도, 공기중의 산소,금속촉매등에 의해 진행된다. 온도의 경우 일반적으로 온도가 10℃오르면 산화속도는 약 2배로 된다. 그러나 윤활유의 경우에는 여러종류의 탄화수소 혼합물로 구성되어 있으며, 개개의 탄화수소가 온도에 대해 다른변화를 일으키므로 온도에따른 변화를 예측하기가 어렵다. 윤활유의 산화안정도 시험은 시험시간을 단축시키기 위해 사용온도보다 높은 온도에서 시험을 하게 된다. 윤활유의 산화는 오래전부터 연구되어온 것으로서 순수한 탄화수소를 모델로 하여 연구되고 있으며, 일반적으로 다음과 같은 반응으로 생긴 FREE RADICAL의 연쇄반응에 의해 진행된다. 먼저 열이나 빛에 의해 탄화수소일부가 활성화되면 식 에의해 반응이 개시된다. 일단 FREE RADICAL R이 생성되면, R은 산소와 반응하여 식 와 같은 ROO 가 생기며 이는 식처럼 다른 탄화수소를 공격하여 새로운 R을 만들고 자신은 과산화물(Hydroperoxide,HPO)이 된다. 결국 1사이클의 성장반응을 통해 산소1분자가 소비되면서 탄화수소1분자가 HPO로 전환되고 이것은 식 에의해 많은 프리래디컬을 형성시킨다. 이 과산화물은 매우 불안정하여 쉽게 분해되므로 식 이나 식 보다 반응속도가 빠르고 개시 반응에 중요한 역할을 한다. 정지 반응에서 생성된 비래디컬 물질은 알코올,알데히드,케톤,올레핀 등이지만 이들은 또 산화되어 결국 유기산이나 Oxy acid, 산 무수물, 에스테르, 락톤등이 생성된다. 이러한 생성물중 특히 Oxy acid는 축합,중합등을 거쳐 슬러지 침적의 원인이 되며, 유기산등은 금속부식의 원인이 된다. 따라서 윤활유에는 산화방지제를 첨가시켜 개시반응단계에서 생성된 프리래디컬이 더이상 성장반응에 참여하지 않도록 불활성화 시키는 것이 있고 일단 생성된 과산화물을 분해시켜 안정한 화합물로 전환시키는 것이 있다. 또 금속의 산화 촉매작용을 하지 못하도록 막아주는 경우도 산화방지제의 역할이다.
	산화방지제
	일반적인 산화방지제는 다음3종류로 분류된다. (1) 연쇄정지제(Radical scavenger) 개시 반응에 의해 생성된 자유래디컬과 반응하여 이를 불활성화 탄화수소의 산화 속도를 늦추게 한다. 종류로는 알킬페놀계,방향족아민계가 있다. 연쇄정지제의 산화방지작용 메커니즘은 O-H 또는 N-H의 수소원자가 과산화에 의해 떨어져 나가면서 연쇄정지제가 안정화되고 이것이 다시 한 분자의 과산화 래디컬을 불활성화 시킴으로써 연쇄반응이 일어나지 못하도록 한다. (2) 과산화물 분해제(Peroxide decomposer) 탄화수소의 프리래디컬이 산소에의해 과산화래디컬이 생기면 이는 성장 반응을 통해 과산화물을 생성시킨다. 이 과산화물은 불안정하여 열이나 산, 염기,금속 촉매 등에 의해 분해되어 계속적으로 산화 래디컬을 발생시킴으로써 산화가 촉진된다. 이와 같은 과산화물을 보다 적극적으로 파괴하여 안정한 화합물로 변환시키는것이 과산화물 분해제의 역할이다. (3) 금속 불활성화제(Metal deactivator) 철,구리,기타금속염은 과산화물이 분해되어 래디컬로 되는 반응의 촉매로 작용한다. 따라서 이러한 금속의 촉매작용을 불활성화시켜 오일의 산화 속도를 늦추게 하는 물질도 산화방지제로 분류되고 있다. 금속불활성화제의 작용은 금속표면과 반응하여 불활성화 피막을 형성함으로써 금속이 오일중으로 녹아들어가는 것을 막아주며, 동시에 오일에 용해된 금속과 킬레이트를 형성하여 불활성화시킨다.
	윤활유의 온도가 상승하게 되면 열화현상을 일으키고, 탈색되며, 점도가 변화한다. 또한 윤활유의 산화작용이 촉진되는 현상이 나타나는데 이것을 열적으로 안정하다고 말한다. 윤활유가 어떤 온도이상으로 유지되면 첨가제를 사용한다 할지라도 열적으로 대단히 불안정하게 되어 윤활유가 분해되는 현상이 나타 나고, 윤활유가 높은 온도에서 사용되면 수명이 크게 단축된다.
	기어오일은 열화 및 산화에 의하여 오일의 모든 성상에 변화를 가져오게 되며, 이러한 오일의 변화는 TRANSMISSION각부위의 성능을 저하시키는 원인이 된다.
	점 도(VISCOSITY)
	기어 오일은 일반적으로 작동온도가 올라가면 열화 및 산화에 의해 점도가 감소하고, 따라서 유막두께가 감소하고 유막의 형성이 어려워지며 하중은 접촉된 돌기물들이 지지하며 기어들은 DRY CONTACT상태로 되어 기어마멸의 원인이 된다.
	점도 지수(VISCOSITY INDEX)
	윤활유의 온도에 따른 점도의 변화정도를 나타내는 척도로서 점도지수(VI)가 일반적으로 사용된다. 이방법은 온도에 의한 점도변화가 적은 펜실베이니아 윤활유(파라핀계)의 VI를 100, 온도에의한 점도의 변화가 큰 걸프코스트산 윤활유(나프텐계)의 VI를 0으로 하고, 그것들과 비교에의해서 시료유 의 VI를 구한다. 따라서 온도상승에 따라 점성변화가 가능한한 적은 것이 바람직하다. 점도지수를 향상시키기위해서 일반적으로 점도지수 향상제(VI IMPROVER)가 첨가제로 사용된다. 가동되고있는 TRANSMISSION내에서 기어오일은 기어 각 부분에서 전단응력을 받게되며 접촉기어 주변은 고온이 되며, 이러한 조건 하에서 점도지수 향상제로 사용된 고분자물질은 Shear Stress를 받아 고분자 사슬의 탄소-탄소 결합이 끊어져 분자량이 저하되는 현상으로 점도 저하가 발생하거나, 열분해되어 Monomer로 분해되거나 산화되어 점도 저하가 발생한다. 그결과 점도지수향상제의 기능이 떨어지게되고 점도저하가 발생 하여 윤활유의 제역할을 하지 못하게 된다.
	전산가(TOTAL ACID NUMBER, TAN)
	전산가는 오일중에 함유되어있는 산성물질을 중화시키는데 필요한 KOH의 양으로 정의되며 이 수치는 오일중에 존재하는 산성물질의 양의 척도가 된다. 일반적으로 행해지는 산화 안정도 시험(130℃,96HR후)에서 전산가 증가분을 보게 되는데 이 수치는 안정도시험조건에서 산화되는 정도를 나타내게 된다. 이 수치가 높을수록 산화가 더 잘되는 오일이라고 할 수 있으며 일반적으로 산화및 열화에 따라 전산가는 증가하게 된다.
	불용분 함량(INSOLUBLES)
	불용분이란 오일의 산화에 따른 침전물의 량을 나타내는 척도이며 이는 오일내의 첨가제가 산화되면서 SLUDGE등의 형태로 침전이 생겨 석유 에텔이라는 용제에도 녹지 않게 된다.
	부식 마멸
	부식은 윤활유내의 수분이나 수냉식 열교환기에서의 누설등으로 인한 물에의 노출에 의하여, 또는 윤활유의 산화로 인한 산의 형성에 의하여 발생한다. 일단 부식된 부분은 기어의 작동에 의하여 떨어져 나가고, 새 표면이 다시 부식환경에 노출되어 부식 마멸이 진전된다.
	스코어링(SCORING)
	맞물려 있는 치표면외의 작은 국부적인 돌출부들이 윤활유막을 뚫고 금속과 금속간의 직접접촉을 초래하면, 돌출부끼리 융착된다. 국부적으로 융착된 두 기어중 연한 재질을 가진 쪽의 융착점주위의 물질이 두 기어간의 상대운동에 의하여 떨어져 나간다. 보다 경한 재질을 가진 기어에 융합된 이 물질이 상대편 치표면을 긁어 미끄럼의 방향으로 골(FURROW)을 형성하게 된다. 이로 인하여 마멸이 빠른 속도로 진행되며 기어의 작동이 원활하지 못하게 된다. 즉 기어오일의 열화나 산화에의해 점도가 감소하게 되고 유막의 두께를 감소시키게 되어 윤활유막이 치표면들을 분리시키기에 충분히 두껍지 못한데에 원인이 있는 것이다.

	부동액은 물과 적정비율로 사용하여야만 어는 점을 낮추고 끓는점을 높여줄 수 있다. 부동액과 물의 함량에 따른 어는점 및 끓는점은 아래와 같습니다.
	부동액에 함유되어 있는 부식 방지 첨가제는 냉각 시스템의 부식을 방지하여주는 역할을 하며, 일정시간(1~2년 또는 20,000 km ~ 40,000 km주행)이 지나면 첨가제의 성분은 소진이 되게 됩니다. 첨가제가 소진이 되면 부식 방지 성능은 급격히 떨어지게 되며 라디에이터 및 엔진 부위에 부식을 발생시킬 수 있으므로 일정 기간이 지나면 새로운 부동액으로 교환을 하여 주어야 한다.