스크랩 [펌] 엔진오일 슬러지란 무엇? 생성은 왜?

[양다리]

 글∙정은중, 홍흔[(주)엔이세이버 기술연구소]

1. 서론
엔진 내에서 발생되는 슬러지는 일반적으로 엔진오일의 산화에 의해 발생되며 그 생성원인은 상당히 많은 인자들이 복합적으로 연결되어 있다.
슬러지의 생성메커니즘 및 그 대처방안은 자동차사 및 윤활유 회사들에 의해 많은 연구들이 있어 왔으며 어느 정도 그 해결책도 제시되어 있다. 그러나 차량을 지속적으로 관리하기 위한 현실적인 대책은 다소 모호한 상태이며 이로인해 실제 차량에서 다수 발생되는 슬러지 문제를 효과적으로 대처하지 못함으로써 엔진의 내구성 저하 및 품질 문제가 야기되고 있는 실정이다.
따라서 지금부터 차량의 엔진 내부에서 생성되는 슬러지의 생성원인과 슬러지 발생 억제방안 및 이미 발생된 슬러지를 차량 관리 차원에서 효과적으로 대처할 수 있는 방법들을 제시하고자 한다.

2. 슬러지 발생원인
2-1. 슬러지(SLUDGE)정의
카본(CARBON)의 일종으로 유상액(EMULSION)형태를 나타내며 엔진 윤활시스템 및 오일 중에 들어있는 불순물을 말한다. 시간이 경과하면 엔진내부 부품에 달라 붙어있게 된다.

2-2. 슬러지 형성과정
연소중의 미연소 수분 등이 포함된 블로바이 가스(BOW-BY GASES)등이 오일 팬 내에서 엔진오일과 결합하여 유상액(EMULSION)형태를 나타내는 일종의 이물질이다.
특히 저온에서 오일 중에 있는 수분과 연료성분 등이 쉽게 증발되지 않고 유상액 형태로 변하여 시간이 경과함에 따라 오일이 산화되면서 슬러지로 바뀐다.

2-3. 슬러지 발생시험
2-3-1. 엔진시험
슬러지 발생원인을 좀더 현실적이고 쉽게 이해할 수 있도록 필자가 과거 차동차사 재직시절 수행했던 다양한 경험들을 간략히 소개하고자 한다.
우선 청정분산 능력이 떨어지는 폐유를 엔진에 넣어 엔진 다이나모테스트를 했다.
시험장치에서 고속 내구시험을 하여 인위적으로 슬러지 발생을 유도 했으나 슬러지는 발생되지 않았다. 그래서 좀더 가혹한 조건에서 시험하기 위해 첨가제가 없는 기유(BASE OIL) 및 이미 청정능력이 거의 소멸된 디젤차량에서 발생된 폐유를 50:50으로 혼합한 상태에서 엔진에 넣어 50시간 고속 내구시험을 한 결과 역시 슬러지는 전혀 발생되지 않았다. 이러한 시험을 통해 얻은 결론은 슬러지란 단기간 실내에서 가혹한 운전조건에서는 발생되지 않는다는 사실이다. 물론 엔진의 냉각 및 윤활시스템 등에 따라 다수 차이는 있겠지만 대체로 옥외에서 주행하는 운행조건에서 슬러지 발생율이 높다는 결론에 도달하였다.

2-3-2. 차량시험
주행ㄱ리가 많은 택시 및 기타 운행거리가 많은 업무용 차량을 대상을 가혹한 실 운행 조건에서 다양한 변화를 주면서 슬러지 발생과정을 관찰한 결과 다음과 같은 결론에 도달했다.
슬러지 발생은 시험실에서 보다 실제 온도차가 많이 발생되는 실차 운행조건에서 훨씬 쉽게 다량으로 발생된다는 사실이다.

2.4. 슬러지 발생인자
엔진 및 차량시험을 통해 슬러지가 발생되는 요인들은 다양하게 발견되었으며 이를 정리하면 다음과 같다.
엔진내부와 외부의 온도차가 큰 경우, 오일소모가 많은 차량, 블로바이 가스가 다량 발생되는 차량, 오일 온도, 오일 교환주기, 오일 주입량, 오일 품질 등급, 차량 운전습과 등에 따라 슬러지 발생정도, 발생시점 등에 현저한 차이가 있었다.
이 중에서도 오일 교환주기는 슬러지 발생정도에 가장 큰 영향을 미쳤으며 이는 주행거리가 20,000Km를 기점으로 현저한 차이를 나타냈다.
또한 주행을 별로 하지 않는 차량에서도 슬러지 발생이 다량 발생되었는데 이는 짧은 주행거리를 다니면서 엔진오일이 충분히 열을 받기 전에 시동을 꺼버리는 차량이나 장시간 주차된 차량의 경우 오일 속에 수부이 증발되지 못한 오일을 쉽게 산화 및 유화시키는 것으로 판명되었다. 따라서 주행거리가 짧은 차량이라도 주기적으로 고속 주행을 하여 오일 온도가 충분히 올라가 오일속의 수분이 증발되는 차량을 제외하고는 가능한 6개월 이내에 오일을 교환하는 것이 슬러지 발생을 줄이는 방법이다.

3. 슬러지가 엔진에 미치는 영향
슬러지는 대체로 실 주행 차량에서 주로 발생되는데 과연 이러한 슬러지가 엔진 내구성 및 윤활 시스템에 어떠한 영향을 주는지 좀더 철저한 분석을 통해 이에 대한 예방 및 관리 대책이 필요한 시점이다.

3-1. 엔진오일 공급지연
엔진오일 속에 슬러지가 다량 발생되면 오일 점도를 상승시키며 이들 중 일부는 오일통로 및 Fig.6과 같이 윤활 부품에 붙어 오일 흐름에 영향을 준다.

3-2. 엔진 내구성 저하
오일 속에 발생된 슬러지는 윤활성 저하를 유발시켜 마찰력이 커지고, 소음, 진동, 마도 등이 증가되어 이는 엔진 내구성에 치명적인 영향을 미친다.

3-3. 오일필터 수명단축
심하게 발생된 슬러지는 오일 필터의 여과지를 쉽게 오염시키며 오일 필터 수명은 현저히 단축된다. 이로 인해 오일 필터 내에서 이물질이 충분히 여과되지 않고 엔진 윤활부위로 오일이 공급됨으로써 마찰이 증가되고 심한 경우 유압타펫 등으로 들어가 소음을 발생시킨다.

3-4. 엔진소착
이미 생성된 슬러지는 인위적으로 외부로 배출시키지 않는 한 엔진내부에 계속 축적되어 결국 오일 스트레이너 및 오일통로를 막아 오일공급에 영향을 미치며 심한 경우 엔진이 소착된다.

4. 슬러지 제거방법
앞에서 언급한 것처럼 슬러지로 인해 엔진에 영향을 미치는 경우를 살펴보았으며 이미 발생된 슬러지는 오일을 교환해도 쉽게 밖으로 배출되지 않기 때문에 이를 인위적으로 제거하는 방법이 필요하다.
따라서 이에 대한 방법은 크게 3가지로 분류할 수 있다.

4-1. 엔진오일 교환
가장 이상적인 슬러지 발생억제 및 제거 방법은 차량의 엔진오일 교환 주기를 잘 맞추어 교환하는 것이다. 그러나 이미 슬러지가 많이 발생된 경우에는 오일을 교환해도 슬러지가 밖으로 잘 배출되지 않기 때문에 이는 차량의 관리차원에서 오일 교환주기를 지키는 것이 무엇보다 중요하다.
슬러지가 발생되었을 때 주기적으로 오일을 교환함으로서 오일 속에 들어있는 청정 분산능력에 의해 슬러지를 밖으로 배출시키는 방법으로 직접적인 효과는 다소 미약하지만 예방차원에서 원척적으로 슬러지 발생을 억제할 수 있으므로 이 방법이 가장 바람직하다.

4-2. 엔진 완전 분해 후 제거
엔진을 완전히 분해하여 슬러지를 닦아내는 방법은 가장 확실하지만 많은 시간과 비용이 발생되어 현실성이 떨어진다. 이 경우는 엔진오일 통로가 막혀 오일공급이 되지 않고 시동을 걸기 어려운 차량에 한해 적용하는 것이 효과적이다.

4-3. 슬러지 제거 약품 사용
슬러지 제거 약품을 사용하는 방법은 정비성 및 효율성 측면세ㅓ 상당히 양호한 방법이다. 하지만 약품의 품질, 사용방법, 사용 장비 등에 따라 장단점이 있으므로 이에 대한 철저한 검증을 거친 후 적용하는 것이 좋은 방법이다. 따라서 가장 현실성이 있는 슬러지 약품 사용방법에 대해 장단점을 소개하고자 한다.

5. 약품을 이용한 슬러지 제거 방법
5-1. 원 리
엔진 내에 발생된 슬러지는 주성분이 오일 및 이물질(수분, 마모, 먼지, 연소생성물, 연료) 등이 저온과 고온에서 오일성분이 쉽게 열화되어 오일 팬 내부 및 오일통로 등에 부착되거나 오일 중에 포함되어 오일 공급시 마찰부위에서 마모를 일으키며 아울러 마모 및 소음을 증가시킨다. 따라서 이를 제거하기 위해서는 물리, 화학적인 방법을 이용 닦아내는 원리로 금속 표면에 달라붙어있는 슬러지를 효과적으로 분리해내기 위한 세정제를 오일에 넣는다.
오일속에 세정제는 슬러지 입자 속으로 들어가 금속과 슬러지 사이에 층 분리를 일으킨 후 각 입자들을 가늘게 분해 및 용해시켜 오일과 함께 밖으로 배출시키는 방법이다.

5-2. 약품 특성
제품마다 사용방법 및 시간 등에서 현저한 차이가 있으며 제조사의 사용방법을 따르는 것이 매우 중요하다. 약품을 너무 맹신할 필요는 없으며 사용 방법에 기술된 내용에 따라 작업을 하는 것이 중요하다.
특히 약품을 엔진에 사용할 때 약품만 사용할 것인지 아니면 장비를 이용할 것인지에 따라 사용상의 주의가 요구된다.

5-3. 약품의 사용방법 및 주기
가. 먼저 엔진오일 주입구를 통해 슬러지 유무를 확인한다.
나. 엔진 시동을 걸어 엔진을 워밍업 시킨다.
다. 시동을 끄고 사용 중인 오일필터를 새것으로 교체한다.
라. 오일 주입구를 통해 슬러지 제거 약품을 투입한다.
마. 시동을 걸어 공회전 상태로 약 10분정도 둔다.(사용하는 약품에 따라 달라짐)
바. 엔진 시동을 끄고 오일을 빼낸 후 다시 새 필터로 교환한다.
사. 새로운 오일을 주입한다.
아. 약품 사용주기는 오일 교환시 마다 사용하는 것이 효과적이다.

5-3-2. 장비를 사용할 경우 주의사항
가. 가급적 장비 제작사의 매뉴얼을 준수할 것.
나. 약품은 장비 특서에 맞는 것을 사용할 것.
다. 가능한 엔진에서 장비까지의 오일라인이 너무 길지 않도록 할 것.
라. 장비의 과다한 필터 저항으로 오일 공급에 영향을 주지 말 것.

5-4. 엔진에 유해정도
슬러지 제거제를 투입 후 최대 10분 이상 사용을 하지 말 것. 또한 엔진 마찰면, 고무, 씰, 플라스틱류에 미치는 영향을 고려하여 약품 제작사에서 추천하는 규정 시간을 지킬 것. 외부에 노출된 도장 면에는 가능한 묻지 않도록 주의할 것. 부득히 묻었을 경우 즉시 닦아내는 것이 중요하다.

6. 슬러지 제거 전후
슬러지 제거 약품으로 엔진내부 부품을 청소한 경우이며 이는 이물질이 묻어있는 정도 및 사용시간 등에 따라 차이가 있을 수 있습니다.

7. 결론
엔진내부에 쌓이는 슬러지는 엔진의 내구 수명을 현저히 떨어뜨리기 때문에 예방 차원에서 가급적 오일 교환주기를 잘 지키는 것이 매우 중요하다.
이미 엔진 슬러지가 많이 발생된 차량 경우는 가급적 이를 신속히 제거하여 엔진을 효과적으로 관리하는 것이 필요하다.
만약 매연을 많이 배출하고 연료도 많이 먹으면서 차를 오래 탄다면 국가적 차원에서 별로 도움이 되지 않는다.
따라서 차량을 정비하는 분들도 정확한 진단을 통해 철저한 처방을 해 줌으로서 자신이 정비한 고객들이 만족을 느끼게 할 필요가 있다.
끝으로 차량에 대한 지속적이고 효과적인 관리를 통해 차량도 건강하게 오래 탈 수 있는 관리 문화를 만들어 가는데 조금 이나마 보탬이 될 수 있기를 기원합니다.

출처 - 연합회

출처 : Tong - 디밥님의 자동차 / 오일통