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디젤 엔진과 가솔린 엔진의 차이, 무엇일까요?

“주유 할 때 경유(또는 휘발유)를 잘못 넣으면 어떻게 하지?”

 

초보 운전자들이 주유소에 들를 때면 늘 조마조마하게 하는 생각입니다. 자칫하며 혼유를 할 경우 차량이 망가질 수 있기 때문에 긴장을 하게 되는 것인데요. 조심조심 주유를 할 때마다 이런 작은 의문도 함께 가지게 됩니다. ‘경유(디젤 엔진)와 휘발유(가솔린 엔진)은 뭐가 다른 걸까?’ 운전자라면 누구나 한 번쯤 해보았을 생각인데요. 어떤 차이가 있고, 또 어떻게 관리를 해야 할 지에 대해 지금부터 함께 알아보도록 하겠습니다!

 

 

가솔린 엔진과 디젤 엔진의 작동 원리는?

 

 

우리가 흔히 아는 엔진의 작동 원리는 이렇습니다. 흡입-압축-팽창(폭발)-배기. 교과서에도 나오는 아주 익숙한 원리인데요. 연료를 빨아 들인 후 폭발시킨 힘으로 피스톤을 밀어내고, 밀려난 피스톤이 축을 회전시키면서 그 힘을 바퀴에 전달하여 자동차를 달리게 하는 것입니다.

 

디젤 엔진과 가솔린 엔진은 근본적으로 이 작동 원리에 의해 움직입니다. 다만 차이는 ‘팽창 방법’에 있습니다. 가솔린 엔진은 빨아들인 연료와 공기를 피스톤으로 밀어 올려 압축한 다음 별도의 점화 장치를 이용해 팽창시킵니다. 그래서 점화 플러그라는 부품이 필요하죠.

 

■ 티볼리 아머의 1.6 e-XDi 디젤 엔진은 뛰어난 내구성으로 타면 탈수록 더 큰 만족감을 선사한다

 

하지만 디젤 엔진은 점화 플러그가 없습니다. 연료와 공기를 압축하면서 발생하는 열을 이용해 팽창시키는 방법을 이용하기 때문이죠. 공기는 압축되면서 밀도가 높아지고 이 과정에서 다량의 열이 발생하는데, 디젤 엔진은 이 원리를 이용해 점화를 유도합니다. 그래서 디젤 엔진을 압축 착화 방식 엔진이라고도 합니다.

 

이것이 두 엔진 기관의 가장 핵심적인 차이입니다. 엔진의 구조로 보더라도 점화 플러그가 있고 없고의 차이 이외에는 큰 차이가 없습니다. 이는 사용하는 연료의 차이이기도 하며, 그래서 두 엔진의 특성을 완벽히 구분지어 놓습니다.

 

 

세탄과 옥탄, 대체 무슨 말인가요?

 

 

자동차를 좀 아시는 분들은 한번쯤 세탄과 옥탄이라는 단어를 들어보셨을 겁니다. 좀 더 쉽게 설명하기 위해 두 단어를 구분하면, 옥탄은 가솔린(휘발유)에 적용되며, 세탄은 디젤(경우)에 적용되는 단어입니다. 이 두가지 물질은 모두 엔진 내부에서 연료가 팽창할 때 비 정상적인 폭발을 방지하기 위해 첨가되는 물질입니다.

 

가솔린의 경우 불이 붙는 온도가 굉장히 낮은 편입니다. 그래서 피스톤이 압축을 할 때 발생하는 열로도 쉽게 폭발을 하려는 성질을 지니고 있습니다. 만약 피스톤이 충분히 연료를 압축하지 않은 상태에서 폭발하게 되면 엔진은 당연히 정상적으로 움직일 수 없겠죠. 이를 노킹 현상이라 이야기합니다. 그래서 옥탄은 지정된 압축비에 도달하기 전에 연료가 미리 폭발하는 걸 방지하기 위해 첨가되는 물질이죠.

 

디젤의 경우는 오히려 반대입니다. 경유는 불이 붙은 성냥개비를 넣어도(절대 따라하지 마세요.) 불이 붙지 않죠. 그만큼 발화점이 높은 연료이며, 따라서 높은 압력을 가해야만 원하는 점화 온도에 도달할 수 있습니다. 이런 특성 때문에 이따금 원하는 압력을 가해도 폭발이 일어나지 않을 때가 있죠. 주로 기온이 낮거나 혹은 연료의 품질 자체가 떨어질 때 이런 현상이 일어납니다. 세탄은 옥탄과 반대로 디젤 연료의 발화점을 낮춰주는 역할을 합니다. 이 역시 두 연료의 근본적인 차이 때문에 일어나는 현상입니다.

 

참고로 디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비해 최대 회전수가 다소 낮은 편입니다. 이는 연료의 차이 때문인데, 압축에 걸리는 시간과 더불어 디젤 연료가 가솔린보다 더 높은 폭발력을 발휘하기 때문에 그 폭발력을 견디기 위해 엔진의 주요 부품들이 더 강하게 제작되다 보니 많이 무거운 편입니다. 이런 이유로 엔진의 회전수가 가솔린에 비해 낮지만, 연료 자체가 가진 효율이 가솔린보다 높고, 강한 폭발력을 지니고 있어 주로 화물차나 SUV에 많이 쓰여 왔습니다. 또한 이러한 성질 차이가 혼유로 인해 자동차가 비정상 작동을 일으키게 되는 원인이 됩니다.

 

 

연료의 직분사와 디젤 엔진의 관계

 

■ 연료를 연소실에 직접 분사하는 직분사 방식

 

과거의 엔진은 연료를 미리 공기와 혼합한 다음 벨브를 통해 실린더에 밀어 넣는 방식이었습니다. 그런데 연료를 압축해서 점화하는 디젤 엔진에게 이런 방식은 다소 불리하게 작용했죠. 폭발할 수 있는 압력에 도달할 때까지 시간도 많이 걸렸고, 타이밍을 맞추는 것도 쉽지 않았으니까요. 그래서 플린저(흔히 부란자라고 하죠.)라는 부품을 이용해 미리 압력을 가하거나 유지시킨 후 주입하는 것이 일반적이었습니다. 하지만 기계식으로 작동하다보니 기온의 변화나 연료 압력의 변화에 즉각적으로 대처하기가 힘들었고, 따라서 개발된 것이 바로 직분사 방식입니다.

 

CRDI라고 부르는 이 방식은 연료를 실린더에 직접 분사 하는 과정에서 미리 압력을 가해 거의 안개처럼 연료를 분사하는 것이 특징입니다. 전자식으로 제어를 하기 때문에 유입되는 공기의 온도에 따라서 압력을 조절할 수 있다는 장점도 있으며, 한편으로는 보다 정교하게 분사되는 연료의 양을 조절할 수 있어 폭발에 꼭 필요한 연료만을 소비시킨다는 장점도 있는데요.

 

특히 미리 압력을 가해서 분사하기 때문에 정확한 시점에 연료를 폭발시킬 수 있으므로, 고르게 힘을 발휘하며 동시에 연료가 배기가스로 일부 배출되는 현상이나 불필요하게 과연소되어 배기가스를 증가시키는 일도 줄여 줍니다. 직분사 방식이 보급되기 시작하면서 승용 디젤 엔진의 보급도 폭발적으로 증가했는데요. 이는 연비, 출력 모든 면에서 유리한 점이 많았기 때문입니다.

 

 

디젤 엔진 어떻게 관리해야 할까요?

 

 

사실 요즘은 디젤 엔진의 기술이 워낙 발달해서, 특별히 까다로운 관리법을 요구하진 않습니다. 엔진 오일을 잘 갈아주고, 에어 필터를 잘 교체해주는 것만으로도 충분히 오래 사용할 수 있죠. 엔진 오일의 경우도 요즘은 가솔린/디젤 겸용으로 나온 것들이 많아서 특별히 디젤 엔진 전용만을 사용해야 하는 것도 아닙니다.

 

다만 조금 더 좋은 상태를 오래 유지하고 싶다면 몇 가지만 잘 지켜주면 됩니다. 바로 예열과 후열인데, 아주 간단히 실천 할 수 있습니다. 흔히 예열과 후열을 한다고 하면 차를 세워둔 상태에서 공회전을 시켜야 한다고 생각하지만, 굳이 그럴 필요는 없습니다. 에너지 낭비이기도 하며 배기가스만 더 많이 배출시키는 셈이 되니까요.

 

물론 멈춰있는 기계를 다시 작동시키려면 순환계통에 오일이나 냉각수가 충분히 돌 수 있도록 시간을 두고 천천히 움직이는 것이 좋기는 합니다. 하지만 중요한 건 천천히 움직인다는 것입니다.

 

 

쉽게 말해 예열과 후열은 10초에서 1분 정도면 충분하며, 이 때 가만히 서서 시간을 보내는 것이 아니라 주차장에서 빠져나오거나 혹은 주차를 하기 위해 속도를 줄이는 것만으로도 충분히 예열과 후열을 할 수 있다는 뜻입니다.

 

또한 한가지 팁을 더 드리면 터보차져가 달린 엔진의 경우 후열을 하지 않으면 터빈이 망가질 수 있다는 이야기가 있는데요. 과거에는 그럴 가능성이 있었지만 최근에는 터보차져가 많이 보급되면서, 일반 사용자들이 까다롭지 않게 사용할 수 있어야 한다는 기술적 기준을 마련하고 있기 때문에 평소처럼 운행해도 아무런 문제가 없습니다.

 

디젤엔진과 찰떡궁합, 터보차져 이야기

 

 

천천히 출발하고 여유를 가지고 주차를 해주면 그것만으로도 디젤 엔진의 관리는 충분합니다. 급출발과 주차장에서 급히 달려 곧바로 시동을 꺼버리는 것만 조심한다면 디젤 차량 관리도 끝! 어렵지 않죠? 간단한 차량 관리 상식으로 소중한 내차와 오래도록 함께 할 수 있기를 바랍니다.