엔진에 슬러지가 발생하는 원인

서론 슬러지의 생성메커니즘 및 그 대처방안은 많은 연구들이 있어 왔으며 어느정도 그 해결책도 제시되어 있다. 그러나 현실적으로 명확한 대처 방안이 없이 추상적인 결론등으로 인해 실제 차량의 사용정도 및 윤활유 품질등에 따라 다수 발생되는 SLUDGE 문제를 효과적으로 대처하고 있지 못하는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 SLUDGE가 생성되는 메커니즘을 좀더 현실적인 접근을 통해 규명하고 내구 수명에 따른 EMISSON 증가 및 품질문제를 원천적으로 해결하기 위한 대안으로 오일 정유기 필요성 및 개발방향을 제시하고자 한다. . 1. 슬러지 발생원인 1.1. SLUDGE 정의 CARBON의 일종으로 EMULSION(유상액) 형태를 나타내며 엔진 윤활시스템 및 오일중에 들어있는 일종의 불순물. 1.2. SLUDGE 형성과정 연소중의 미연소 연료와 수분등이 포함된 BLOW-BY GASES등이 OIL PAN 내의 ENGINE OIL과 결합 하여 유상액(EMULSION)형태를 나타내는 일종의 이물질이다. 특히 저온에서는 수분과 연료성분등이 쉽게 증발되지 않고 유상액 형태로 변하여 시간이 경과함에 따라 슬러지로 바뀐다. 발생과정은TABLE 1과 같고 기타 엔진이 노화될 수 록 엔진 내부에 축적되는 슬러지 양은 증가한다. 2. 슬러지가 엔진에 미치는 영향 2.1. OIL 공급불량 오일통로에 달라붙은 슬러지는 유동저항을 증가시켜 오일 공급에 영향을 미친다. 계속 축적될 경우 오 일통로를 막아 PHTO.1, 2에서 보는바와 같이 엔진소착으로 이어질 수 있다. 2.2. COLD EMISSION 증가 윤활부위에 달라붙은 슬러지는 COLD시동시 마찰력 증가으로인하 초기 EMISSION 을 증기시킨다. 2.3. 마모 및 마찰증가 슬러지가 마찰면에 달라붙을 경우 마찰력증가 및 윤활성저하에 따른 마모가 증가되어 긍극적으로는 소음증가를 유발시킨다. 아울러 연료소비율도 증가된다. 3. 슬러지 재연성 시험 3.1 ENGINE DYNO. TEST SLUDGE발생을 재연하기 위해 폐유를 이용하여 HIGH SPEED로 내구시험을 하여 SLUDGE발생여부를 확인한 결과 슬러지 발생이 없었음. 좀더 가혹한 조건에서 시험하기 위해 첨가제가 없는 BASE OIL 및 DIESEL 폐유를 50:50으로 혼합한 상태에서 50시간 HIGH SPEED 내구시험 결과 슬러지는 전혀발생되지 않았다. 따라서 슬러지는 엔진 DYNO시험보다 실제 온도차가 많이 발생되는 실차시험이 훨씬 민감한 것으로 판단하여 TAXI 업체를 중심으로 시험을 진행을 하였다. 3.2 차량시험 ENGINE DYNO. 상태에서 발생되진 않는 SLUDGE를 차량 상태에서 재현하기 위해 가혹 한 조건에서 시험을 하기 이해 LPG TAXI차량을 선정하였다. 시험조건은 3대의 차량에 대해 오일필터 및 AIR CLEARNER는 정상적으로 교환하고 오일은 단지 보충만 하면서 오 일팬 내부 및 CAM COVER내의 SLUDGE발생여부를 확인한 결과는 첨부한 사진과 같다. 이 경우 약 2대의 차량에서 30,000Km정도에서 미세한 슬러지가 발생되기 시작 했다. 이 는 가혹한 운전조건, 먼지유입, 온도차등이 슬러지 발생을 촉진시키며, 아울러 오일품질, 온도차등에 따라 슬러지 발생이 크게 달라짐을 알 수 있었다. 특히 중요한 것은 정상적인 오일 및 필터교환이 이루어 지더라도 일부 품질이저하된 오일 및 필터를 사용할 경우 짧은 시간내 급격히 슬러지가 발생되는 것으로 밝혀졌다. 4. 슬러지 제거 방법 앞에서 살펴본 것처럼 슬러지로 인해 엔진에 영향을 미치는 경우를 살펴보았으며 이미 발생된 슬러지 는 오일을 교환해도 쉽게 밖으로 배출되지 않기 때문에 이를 인위적으로 제거하는 방법이 필요하며 이 에 대한 구제적은 방법을 크게 4가지로 분류할 수 있다. 4.1 엔진오일교환 오일교환에 의해 슬러지를 제거하는 경우로 효과측면에서 미미하며 이미 과다하게 발생된 경우는 제 거가 잘 되지 않음. 4.2 엔진 완전 분해후 제거 엔진을 완전히 분해하여 슬러지를 닦아내는 방법으로 이 경우도 오일통로 안의 경우는 닦아낼 방법이 없으며 시간과 비용이 과다하게 발생되어 현실성이 없음. 4.3 슬러지 제거제 사용 슬러지 제거저를 사용하는 방법은 정비성 및 효율성 측면에서 상당히 양호하나 이를 효과를 검증한후 사용하는 것이 매우 중요함. 왜냐하면 슬러지 제거제의 독성으로 인한 각종 씰런트 및 가스켓, 고무류 등에 영향을 주기 때문이다. 4.4. 엔진오일 정유기 장착 종래 필터로는 슬러지를 전부 여과할 수 없으므로 별도의 시스템인 오일정유기를 장착할 경우 슬러지 생성원인을 차단하고 아울러 미세 이물질, 수분, 슬러지등을 효과적으로 제거할 수 있다. 5. 슬러지 제거를 위한 대안 엔진오일내에는 수분, 먼지, 철분, 슬러지, 블로바이 가스에 의한 연소생성물등이 지속적으로 발생되므 로 종래 필터로만 이를 여과하는데는 한계가 있다. 따라서 당사에서는 이를 효과적으로 제거하기 위해 오일정유기를 개발하게 되었음. 인로인해 오일속에 있는 미세 이물질 및 마모입자, 슬러지등이 효과 적으로 제거되어 오일 수명이 획기적으로 연장된다. 6. 결론 본 연구에서와 같이 엔진 내부에 발생되는 슬러지는 엔진 내구 수명을 현저히 떨어뜨리며 동시에 이상 마모, 소음증가, 연비등이 악화에 영향을 미치므로 가능한 이를 제거하는 것이 중요하다. 특히 노후 차 량의 경우 차량 수명 연장을 위해 단순히 부품만 교체하기 보다는 차량을 잘 유지 관리할 수 있는 하나 의 대안으로 오일정유기 장착 및 엔진윤활관리를 철저히 하는 것이 요구된다. 아울러 빈번한 오일교환 으로 인한 석유자원 낭비와 다량의 폐유 발생으로 인한 2차적인 환경문제 발생을 억제하는것이 필요한 시점이다.