Carn Redzone

승용차를 오랫동안 운전해보신 분들은 아시겠지만 언덕길 출발할때나 수동변속기의 경우 클러치 페달을 너무일찍 뗀 상태에서 출발할 경우 엔진룸쪽에서 쇠가 서로 부딪히는 소리가 들렸던 경험을 해보신분들 많을겁니다. 망치 혹은 문을 연속적으로 노크하는 듯한 소리와 유사하다고 해서 이 현상을 노킹이라고 하는데요.

우리가 흔히 접하는 자동차엔진은 모두 4행정 엔진입니다. 흡입 - 압축 - 폭발 - 배기 이렇게 4번의 사이클을 거쳐 폭발과정에서 힘을 얻게 되죠. 이 폭발이 크면 클수록 엔진의 힘도 좋아지게 됩니다.

그런데 노킹이 나는 원인은 압축-폭발로 가는 과정에서 연소실 내부에서 정상적으로 폭발해야 될 시점보다 빠르게 혹은 늦게 폭발해서 노킹현상이 나게 됩니다. 가솔린엔진의 경우 정상적인 폭발행정보다 더 빨리 조기에 폭발하는 경우가 대부분이고 디젤엔진의 경우 반대로 폭발행정때 제때 폭발하지 않고 늦게 폭발되는 경우가 많습니다.

노킹현상은 디젤엔진보다 가솔린엔진에 더 치명적입니다. 가솔린엔진의 경우 노킹이 지속적으로 나게 되면 피스톤이나 밸브의 파손 혹은 변형이 오게 되어 최악의 경우 엔진을 교체해야 되는 불상사가 생길수도 있습니다. 그래서 최근에 제작된 차량은 엔진 실린더 앞쪽이나 옆쪽에 노크센서를  장착합니다. 노크센서에서 노킹이 감지되면 그 정보를 ECU에 보내 ECU가 점화시기를 스스로 재조정할수 있게 됩니다.

노킹이 일어나는 원인은 여러가지가 있습니다. 불량연료를 쓰거나 적정옥탄가보다 낮은 옥탄가로 제작된 휘발유를 주유한경우 그리고 노크센서가 나간경우에는 노킹이 날 확률이 높습니다. 또한 주행거리가 많은경우 연소실내부에 연소하다 남은 카본이 쌓이면서 압축비가 상승하게 되는데 이것도 노킹을 유발하는 원인중에 하나입니다.

노킹을 잡고 출력을 높인다는 연료첨가제 VS 옥탄가 높은 고급휘발유 성능비교해보니

제가 타는 차량인 쉐보레 스파크는 2010년 7월말에 출고되었음에도 불구하고 주행거리는 벌써 8만키로 7만6천키로를 넘었습니다. 이차량의 경우 길들이기가 잘못되었는지 아니면 그동안 고급휘발유를 넣어서 그런지 몰라도 최근에 몇번 일반휘발유 넣고 주행하면 노킹음이 엔진룸에서 들립니다.

노킹을 잡으려면 위에서 열거한 원인을 찾아 적절한 조치를 취해야 합니다. 노크센서가 고장났다면 센서를 교체해주고 연소실 내부에 카본이 쌓이면 첨가제등으로 카본을 청소해줘야 하죠(우리가 흔히 아는 불스원샷이 이에 해당)

이중에서 저는 연료에 넣는 첨가제가 과연 노킹을 효과적으로 잡는지 궁금해서 연료첨가제 1세트를 구입했습니다. 이번에 구입한 연료첨가제는 독일에서 유명한 브랜드에서 제조한 것으로 옥탄가향상제 1개와 밸브와 인젝터에 붙은 카본등을 제거하는 세정제 2개입니다.

먼저 위에 보이는 옥탄가 향상제를 주입했습니다. 흔히 옥탄부스터라고도 하는데요. 보통 고급휘발유를 주유할수 없을때 옥탄가를 높이는 옥탄부스터를 첨가하면 고급휘발유만큼 옥탄가가 상승한다고 합니다. 60L에 한캔을 주유하면 된다고 하는데 스파크의 경우 연료탱크용량이 35L입니다. 허나 분할해서 보관하기가 쉽지않은 관계로 한통 다 주입했습니다. 첨가제 주입후 일반휘발유를 가득 주유했습니다.

그리고 주행해보았는데요. 결론적으로 말해서 옥탄부스터 + 일반휘발유로 노킹을 완전히 잡지는 못했습니다. 노킹이 쉽게 일어날 조건인 언덕길에서 급출발하기 클러치페달을 정상적일 때보다 조금더 빨리 떼보기등을 실시한 결과 일반휘발유만 주유할때보다는 노킹빈도수는 줄어들었지만 여전히 순간적으로 노킹이 납니다.

한동안 주행한 뒤 다시 휘발유 주유하러 주유소에 도착후 찍은 사진입니다. 옥탄부스터 주입한지 정확히 478km주행했습니다.

가솔린연료시스템 케미컬중 가장 효능이 좋다는 가솔린 인젝터 세정제 주입장면......

그리고 밸브클리너 각각 한캔씩 모두 주입했습니다. 본래 이들 케미컬도 각각 60L에 한캔씩이라는데 바로 전에 주입한 옥탄부스터와 같은 이유로 그냥 한캔 다 주입했습니다.

밸브클리너와 인젝터클리너 주입후 주행해보니 노킹빈도는 거의 없어졌지만 언덕길출발시에는 노킹이 미세하게 들렸습니다. 다만 세정제 효과를 본 덕택인지 쉐보레 스파크에서 흔히 들리는 인젝터소음은 꽤 많이 줄어든 효과를 보긴 했습니다. 인젝터나 밸브세정제의 경우 1-2만키로에 한번씩 주입하면 나쁘지는 않을듯 싶습니다.

허나 노킹을 완전히 해결하지는 못했는데요. 주행후 연료게이지가 1/4 남은상태에서 고급휘발유를 가득 주유해보니 노킹은 사라졌습니다. 스파크는 다 좋은데 노킹때문에 은근히 스트레스가 쌓이더라구요(윗급모델인 크루즈도 마찬가지입니다) 저야 어차피 고급휘발유를 지속적으로 주유할 예정이라 상관없긴한데 일반휘발유 주유하는 오너들의 경우 주행거리가 많아지면 노킹 날 가능성이 높습니다.

실험결과만 따지면 노킹현상을 없내는데는 고급휘발유가 가장 효과적이라고 생각됩니다. 연료첨가제의 성능이 나쁜건 아니지만 가격대 성능비로 보니 효과로 보나 노킹을 없애는데 베스트 초이스는 고급휘발유라고 생각됩니다. 이번 포스팅은 여기서 마치겠습니다.

전부터 고급휘발유가 정말 국산차에 효과없는지 궁금해서 고급휘발유를 지속적으로 넣어볼 계획을 세웠고 그 시점은 총주행거리가 1만km가 되는시점에서 넣기로 계획을 세웠습니다.

참고로 제가 엔진오일은 처음에 2500km에 순정엔진오일로 교체했고 1만km에 아랄슈퍼트로닉E 0w30으로 교체했습니다.(오일필터, 에어필터는 순정) 그리고 엔진오일 교체한뒤부터 지속적으로 고급휘발유를 넣었습니다.

고급휘발유를 주유한 뒤 약 7500km를 주행할때까지 연비를 체크했고 연비표를 작성했습니다. 일반휘발유 넣을때 연비상승 효과가 있는지 밑에서 비교해 보겠습니다.

1,엔진의 수명을 갉아먹는 노킹예방에는 고급휘발유

제가 타는 마티즈 크리에이티브 수동의 경우 주행거리 5000km가 넘어가면서 저rpm에서 언덕 올라갈때 또는 출발할때 클러치를 적정수준보다 더 많이 떼면서 힘딸리는 현상을 보일때 여지없이 노킹현상이 났었습니다.

노킹이라는게 무엇일까요? 4행정엔진은 보통 흡입, 압축, 폭발, 배기를 통해 엔진이 구동됩니다. 일정한 주기에 맞춰 폭발행정이 적절히 이루어져야 하는데 그렇지 못하고 조기에 또는 지연되면서 폭발하는게 노킹입니다. 전자는 보통 가솔린엔진 후자는 디젤엔진에서 주로 나타납니다.

차를 운전하셨다면 가속시 가끔 엔진에서 따따따하면서 엔진내부에 벽치는 소리가 미세하고 빠르게 들 리는 경험이 적지않을 겁니다. 그게 노킹현상이죠.(요즘 차들은 노크센서가 있어 어지간하면 노킹현상이 일어나지 않습니다)

마티즈 크리에이티브를 소유하신 분들은 아시겠지만 이 노킹현상 때문에 오너들의 불만이 많았습니다. GM대우에서 ECU업데이트로 해결하고 있는듯 한데 업데이트후에는 저도 제 핑크마티즈를 사기전 GM대우에서 6개월동안 마티즈 크리에이티브 그루브 스타

오토를 롱텀테스트 했는데 1만키로 넘어가는 시점부터 노킹현상이 자주 일어났습니다.

지금 타고 있는 마티즈 크리에이티브도 고급유 주유전에는 노킹현상이 있었지만 오토보다는 노킹현상 일어난 빈도수가 덜했구요.

노킹현상은 어쩌다가 가끔 나면 엔진내부에 큰 이상은 없지만 가속페달 밟을때마다 계속 나면 엔진 실린더 내부가 정상치보다 온도상승하게 되고 심지어 피스톤과 밸브가 파손될 가능성도 있습니다.

그럼 고급유 주유후에는 어떠했을까요? 노킹현상이 싹 사라졌습니다. 특히 노킹이 가장 쉽게 발생하기 쉬운 고단 저rpm으로 운행할때도 노킹은 일어나지 않았습니다.

2, 지속적으로 고급휘발유 주유해본 결과 연비 미세하게 좋아져

요즘 나오는 차량들은 대부분 ECU에서 옥탄가를 스스로 감지하고 거기에 맞게 점화타이밍을 자동적으로 조절하는 시스템을 가지고 있습니다. 특히 전자스로틀 방식의 32비트 ECU차량의 경우 더 정밀하게 연료를 분사하고 연소하기 때문에 고급휘발유 주유시 출력이나 연비상승 잇점이 더 크다고 합니다.

마티즈 크리에이티브에 고급유를 주유하기 시작한 시점은 총주행거리 1만km지난 시점부터 지금까지 지속적으로 쭉 고급휘발유를 주유하고 있습니다.

윗표는 제가 1만km가 약간 넘은 시점부터 현재까지 주유한 차계부내역입니다. 그리고 아래표는 신차출고때부터 1만km까지 일반휘발유 주유한 차계부내역입니다.

예를 들어 1리터에 15km를 주행할수 있는 자동차가 편도 500km의 거리를 주행할때 드는 연료는 33.33L입니다. 일반휘발유 가격이 1리터에 1800원 한다고 가정하고 편도 500km를 주행할때 발생하는 연료비는 6만원이라는 계산이 나옵니다.

고급휘발유의 가격이 1리터에 1900원으로 1L당 100원이 더 비싸다고 가정하고 편도 500km주행할때 발생하는 연료비가 일반휘발유와 동일한 6만원이라는 결과가 나오려면 연료소모량은 31.58L이 되어야 합니다. 그렇다면 연비는 리터당 15.83km/l이상은 나와야 일반휘발유와 동일한 금액을 사용하고 같은 거리를 주행할수 있다는 셈이지요.

제 개인적인 느낌이고 마티즈 크리에이티브만의 특성인지 모르겠지만 정속주행시에는 일반휘발유와 고급휘발유의 연비차이는 거의 없었습니다. 그러나 언덕길 올라갈때 와인딩할때등 가혹한 조건에서는 확실히 고급휘발유 넣을때가 연비가 좀더 좋았습니다.

위 차계부중 작년11월 27일자 연비를 보시면 리터당 15km/l 라고 표기되었을겁니다. 이때 의왕 도깨비도로 와인딩 5번 정도 달렸고 구형프라이드와의 드래그 3-4차례 정도 했으며 제3경인고속도로에서 최고속으로 밟고 다녔음에도 연비가 생각외로 좋았습니다. 만약에 일반휘발유였으면 리터당 1-2km/l정도 더 떨어졌을 겁니다.  

3, 고급휘발유가 단순히 옥탄가만 높은것이 아니다.


앞서 언급했지만 인터넷이나 언론등에서 국산차는 일반휘발유 옥탄가에 맞춰 출시되기 때문에 고급휘발유는 효과가 없고 돈낭비다. 라고 주장하는데요. 사실 이건 정밀하지 않은 8bit ECU를 쓴 예전 차량에나 해당되는 말이지 지금차량에는 의미없는 주장이라고 생각합니다.


고급휘발유는 단순히 옥탄가만 높은게 아니고 환경오염물질인 황이나 벤젠함량이 일반휘발유 또한 적습니다. 또한 엔진의 완전연소를 돕고 엔진실린더에 카본이 쌓이는걸 방지하기 위해 세정제 등의 첨가제가 함유되어 있습니다. 요즘은 엔진실린더 내에 연료를 직접 분사하여 압축비를 높인 직분사엔진만일 친환경을 중시하는 사람이라면 고급휘발유는 친환경을 부가시키는 아이템일 겁니다.
  

저는 국산차를 소유한 오너분들중 이런 분들께 고급휘발유 주유를 추천하고 싶습니다.  


1, 차를 구입하고 10년 이상 탈 예정인 오너
2, 최근에 구입한 차량 특히 직분사엔진이 장착된 국산차를 가진 오너
3, 서킷 와인딩등 가혹한 주행이 많은 오너

소비자입장에서 우후죽순 쏟아지는 신차출시와 새로운 수입차업체의 국내진출은 바람직한 현상이라고 생각됩니다.

신차들의 춘추전국시대속에서도 패자의 지위를 누리는 차종이 있습니다. 아마 말 안해도 자동차에 관심있는 분들이라면 아실 모델 대한민국 중형차의 스탠다드라고 할수 있는 쏘나타입니다.

9월에 혜성같이 나타나 국내에 출시된 신형쏘나타는 현재 배기량 2000cc 가솔린모델만 존재합니다. 그리고 내년초에 직분사시스템이 적용된 세타GDI엔진을 탑재한 고성능모델이 추가된다고 합니다.

세타 GDI2.4엔진은 최고출력 201마력에 최대토크 25.5kg.m으로 종전의 2400cc 가솔린모델보다 최고출력이 21마력이나 높아지고 토크도 상승했으며 높아진 연소효율성으로 연비도 YF쏘나타 기준으로 리터당 13.3km/l라는 높은 연비를 제공합니다.

이렇게 출력과 연비 두마리의 토끼를 잡은 세타2.4GDI엔진이 YF쏘나타에 장착된다면 0-100km/h까지 걸리는 시간은 약8초정도가 될 것으로 예상되 과거 국산 스포츠카의 자존심모델인 투스카니 엘리사와 대동소이한 성능을 낼것으로 예상되어 중형 스포츠모델에 걸맞는 성능을 내보일것으로 기대됩니다.   

그렇지만 국내에서는 아직 생소한 GDI(가솔린 직분사 시스템)때문에 국내에서는 실패할 가능성도 배재할수 없습니다.

그럼 왜 YF쏘나타 2.4GDI 모델은 국내시장에서 실패할 가능성이 있을까요?

높아진 압축비로 인한 소음과 진동

GDI시스템의 장점은 높아진 압축비와 연소효율성입니다.

연소효율성 또는 연료효율성에 대해서 아시는분들은 다들 아시겠지만 효율성이 높을수록 연비와 출력이 올라갑니다. 특히 고유가 시대를 맞아 세계 각국의 자동차메이커들은 조금이라도 연비를 높이기 위해 안간힘을 쓰고 있습니다. 엔진의 효율성을 높이기 위한 여러가지 기술이 나오고 있지만 현재 제일 많이 진화된 기술중에 하나가 바로 실린더내에 연료를 직접분사하는 직분사시스템입니다. 가솔린엔진의 경우 GDI라고도 하며 디젤의 경우 CRDI라고 합니다.

직접분사 가솔린 엔진의 명칭인 GDI엔진은 Gasolinr Direct Injection의 약자입니다. 기존엔진은 인젝션을 통해 연료가 분사되는 시스템인데 GDI엔진의 장점은 기존엔진보다 훨씬 더 높은 압력으로 연료를 내뿜으며 연소실로 직접분사하기 때문에 초희박 연소가 가능하다고 합니다.

보통 일반적인 가솔린엔진의 이론상 공연비는 14.7:1입니다. 실제로는 14.7:1의 비율보다 약간 낮으며 고RPM일 수록 엔진온도가 높아지기 때문에 엔진내부온도를 식히기 위해 연료를 많이 분사하도록 셋팅되어 있습니다. 그래서 엔진마다 틀리지만 일반적으로 4000rpm 이상에서는 공연비 비율이 10:1이하로 떨어지는 경우가 많습니다.

그러나 GDI엔진은 희박연소가 가능하여 정속주행시 일반엔진보다 공연비를 높여 연비를 높일수 있다는 장점이 있습니다. GDI의 경우 이론적으로 최고 50:1의 공연비를 실현할수 있습니다. 따라서 압축비를 더 높일수 있어 연소효율이 높아지게 되고 전체적으로 연비와 출력을 높일수 있는 효과를 가져옵니다.

그렇지만 압축비가 높아지면 폭발력도 커지게 되어 일반엔진보다 내구성이 떨어지게 됩니다. 물론 자동차메이커에서는 높아진 압축비에 맞게 보강을 하지만 원가절감에 혈안이 되어있는 현대자동차가 높아진 압축비만큼 보강해줄지는 미지수입니다.

GDI엔진의 경우 압축비가 높아지게 되기 때문에 폭발력도 일반엔진보다 더 강해지게 됩니다. 따라서 옥탄가가 낮은 휘발유를 넣을때 노킹이나면 일반엔진보다 데미지를 더 많이 입게 됩니다.

과거 현대 구형에쿠스가 처음 출시되었을때 에쿠스의 탑 엔진라인업인 4.5L엔진은 미쓰비시에서 가져왔는데 처음으로 GDI 시스템으로 구성되어 있었습니다. 당시 세계최초인 GDI엔진은 그러나 자잘한 문제가 돌출되면서 결국 4.5L엔진은 GDI가 아닌 기존의 MPI시스템으로 대체되었습니다.

당시 4.5L GDI엔진이 사장된 이유는 여러가지가 있지만 제일 큰 문제가 4.5L GDI엔진의 경우 옥탄가98이상의 고품질 휘발유를 넣어야 제성능이 나오고 내구성이 보장되었습니다. 그렇지만 우리나라의 경우 공장에서 정제된 석유제품의 품질은 좋은편이지만 고옥탄 휘발유 수요가 많지않아 고옥탄 휘발유를 취급하는 주유소가 별로 없었고 주유소에서 보관하는 동안 주유소 탱크의 불순물과 섞이게 되면서 휘발유 품질이 떨어졌습니다.

과거4.5L GDI엔진의 실패를 거울로 삼았으니 현대가 국내실정에 맞게 옥탄가를 조정했겠지만 그렇다 해도 일반엔진보다는 고품질의 연료를 요구합니다. 이에 대한 대비책을 제대로 마련해 두었는지 궁금합니다.

세번째는 소음입니다.

압축비가 높아지고 폭발력이 세지면 엔진소음도 커지게 됩니다.

GDI엔진의 경우 엔진소음이 커져봐야 일반 가솔린엔진보다 약간 더 엔진음색이 거친편일뿐 디젤엔진보다는 훨씬 조용합니다. 그러나 한국소비자들은 자동차를 편리한 이동수단이라는 개념을 갖고 있고 특히 중형급 이상의 승용차의 경우 편의성과 함께 정숙성을 우선순위로 듭니다. 그리고 쏘나타의 경우 우리나라에서 중형차의 표준으로 자리잡은 차량이라서 대다수 오너들은 쏘나타에 시끄러운 엔진음이 나는걸 상상조차 하지 않습니다.

얼마전에 캐딜락CTS 3.6L 모델을 신차발표회장에서 시동 걸어본것을 들은적이 있었는데 캐딜락 6기통 엔진의 경우 최근에 직분사시스템(GDI)로 대체되었습니다. 큰 차이는 없지만 공회전에서 엔진음이 좀 거칠다는 느낌을 받았습니다. 소음에 민감한 사람들은 캐딜락의 6기통 엔진음이 약간 거슬리다는 느낌도 받을것으로 예상됩니다.

진동 및 소음에서 4기통보다 유리한 6기통이 이런데 4기통엔진인 YF쏘나타 2.4L GDI엔진은 캐딜락 6기통 엔진보다 진동 및 엔진음이 더 크면 더크지 작지는 않을거라 생각됩니다. 그런면에서 YF쏘나타 2.4L GDI엔진은 우리나라에서 실패할 가능성이 높다는 생각이 듭니다.  

현대의 YF쏘나타 2.4L GDI엔진이 좋지 않다는건 아닙니다. 그렇지만 내년초에 출시될때 바로 구입하기 보다는 1년정도 기간을 두고 구입하는게 좋다고 생각됩니다.

제 생각에 YF 2.4L GDI모델이 나오면 소비자들이 제일 많이 클레임 거는 항목은 소음이라고 생각됩니다. 제가 생각할때 YF쏘나타 2.4L GDI모델은 정숙성을 추구하는 오너보다는 통쾌한 가속력을 추구하거나 고속도로 주행을 자주하는 오너들이 구입하면 좋은 선택이라고 생각됩니다.