Carn Redzone

지난해 4월초 국토교통부는 세타 GDI 엔진과 세타 터보 GDI 엔진을 탑재한 약 17만1,348대에 대해 리콜조치를 시행했습니다. 

국토교통부에 따르면 크랭크샤프트 그리고 크랭크샤프트와 맞닿는 저널베어링의 마찰열을 제어하는 목적으로 샤프트의 오일홀이 제 역할을 못해서 리콜을 실시했다고 합니다. 오일홀에 이물질이 끼면서 오일 공급이 제대로 안되어 크랭크샤프트와 저널베어링 마찰열이 지나치게 높아져 소착현상이 발생했다고 합니다.

해당 차량은 리콜과 함께 보증기간을 5년에 10만km에서 10년 19만km로 늘렸다고 합니다. 

그런데 최근 현대기아차에서 2.0L 자연흡기 가솔린 엔진으로 폭넓게 적용중인 누우엔진에도 비슷한 사례가 발생하고 있습니다. 그 중에서 하나의 사례를 소개해볼까 합니다.

이번 포스팅에서는 누우엔진이 탑재된 2012년식 i40 차량이 주행중 엔진 부품에 문제가 발생해 실린더 블럭에 구멍이 뚫린 사례를 소개해볼까 합니다. 자세한 내용은 위 영상을 보면 나옵니다. 

차주분이 영업직이어서 주행거리가 많았는데요 주행거리는 약23만km, 시내 3, 고속 7의 비율이고,  별다른 사고 이력은 없으며, 블루핸즈에서 엔진오일을 8000~1만km 주기로 교체했다고 합니다. 엔진오일 교환시 비용은 약 16만원 이었다고 하네요. 금액 규모만 봐도 고급 엔진오일로 차를 관리한 것으로 추정됩니다.

차주분은 고속도로주행이 많지만 5000rpm 이상 고회전은 잘 사용하지 않고, 빨리 달려봐야 140km/h 정도만 밟았다고 합니다.

2012년식 i40에 탑재된 누우 GDI 엔진 겉보기엔 문제가 없어 보입니다. 하지만...

3번 실린더 벽면에 구멍이 뚫린 것을 확인할 수 있습니다. 그리고 크랭크샤프트하고 저널베어링 접촉면 또한 소착된 흔적이 보입니다.

실린더 블럭은 어떨까요? 세타엔진의 경우 피스톤과 실린더 벽면이 마찰로 인한 피스톤 스커핑 현상이 종종 발생합니다.

자세히 보면 2번과 3번 실린더 벽면에 세로 스크레치 흔적이 보입니다. 다만 1번과 4번 실린더는 거의 흔적이 없네요.

23만km 주행한 엔진이니 제조사는 문제없다?

한때 이 사례를 접할때 저도 비슷한 생각을 했었습니다. 다만 차주분이 주기적으로 엔진오일을 교체했고 주행환경또한 고속도로 또한 외곽주행 비율이 높았으면 무리하게 rpm을 높이지 않았다고 하니 이걸 전적으로 차주의 문제 또는 운이 없다고 단정지을수도 없는 실정입니다.

해당 사례를 조사하기 위해 차주분 만나기 전에 문제의 엔진이 보관된 엔진수리전문 공업사 가서 이야기 들어보니 세타엔진 외에 최근에는 누우 엔진도 리빌드 즉 보링이 많이 이뤄지고 있다고 합니다. GDI 든 CVVL이든 관계없이 말입니다. 위 사진에 수리하는 엔진 또한 누우 엔진입니다.

무엇보다도 i40 동호회 중심으로 엔진 트러블로 인해 유상 또는 무상으로 엔진 교체했다는 글이 올라오고 있는 실정입니다. 

제차 또한 누우 GDI 엔진이 탑재된 아반떼를 소유하고 있는데요. 제차는 아직 별다른 이상이 없는 편이지만 위와 같은 사례를 접해보니 저도 마음 한구석에 불안한 감이 없잖아 있습니다. 

제가 최근에 아반떼 쿠페 주행거리 10만km를 돌파했다는 포스팅을 작성했었습니다. 그리고 딱 한번 제외한 나머지는 고급휘발유를 주유했고요. 딱 한번 일반휘발유 주유한 이유는 연비대회에서 연비측정시 일반휘발유를 주유했기 때문입니다.

국산차 특히 현대기아차 GDI 엔진에 고급휘발유 효과가 있을까요? 저는 개인적으로 효과 있다고 생각하고 있습니다. 다만 반론도 많죠. 

고급휘발유 주유시 효과가 있는 상식 대표적인 세 가지는 다음과 같습니다.

첫 번째 – 연비가 좋아진다.

두 번째 – 가속력이 향상된다.

세 번째 – 연소실 카본이 덜 쌓이거나 안쌓인다.

그 중에서 고급휘발유 주유시 일반휘발유보다 카본이 덜 쌓 상식이 진실인지 궁금해서 흡기매니폴드를 열고 직접 눈으로 확인해보기로 했습니다. 시공장소는 서울 용두동 오일마켓입니다.

10만km넘자마자 흡기&연소실 클리닝을 했었는데요. 간편하게 약품으로 클리닝해도 되지만 직접 밸브와 연소실 오염 상태를 보고 싶어서 일부러 흡기서지를 들어내고 직접 눈으로 밸브에 쌓인 카본 상태를 확인했습니다. 

위 영상은 흡기매니폴더 탈거 후 밸브에 쌓인 카본상태 연소실 클리닝 과정입니다. 좋은 내용이 많으니 한번씩 보세요

10만km 주행한 현대 GDI 엔진 흡기밸브 확인해보니

아반떼 쿠페는 누우 GDI 엔진이 탑재됩니다. i30, i40, 투싼ix 등에 탑재된 2.0L 가솔린 엔진이죠.

다들 아시겠지만 GDI 엔진은 연소실에 직접 연료를 분사합니다. 이 방식은 압축비를 높일 수 있어 연소효율성이 높아지고 출력과 연비 모두 향상될 수 있습니다. 하지만 맹점이 있죠. 바로 흡기밸브에 카본이 쌓입니다.

위 사진은 재차 실린더 내부 흡기 밸브 사진입니다. 왼쪽 상단부터 시계 방향으로 1, 2, 3, 4번 실린더 모습입니다. 조금씩 쌓인 양이 다르지만 모든 흡기밸브에 카본이 쌓였습니다.

흡기밸브에 카본이 쌓이니 스로틀에도 카본이 쌓이겠죠. 위 사진 보시면 아시겠지만 스로틀이 카본으로 오염됐습니다.

제가 선택한 방법은 흡기 매니폴드 들어내고 직접 약품을 여러번 분사하고 석션으로 빨아내고, 에어로 불어내는 작업을 반복합니다.

카본조각입니다. GDI 카본은 돌처럼 딱딱하다고 하는데 직접 만져보니 그렇진 않았습니다. 

GDI 엔진 클리닝 후 사진입니다. 클리닝 전보다 확실히 깨끗해졌죠.

스로틀 또한 세척 후 겉표면에 붙어 있던 카본이 제거됐습니다.

결론-현대 GDI 엔진에 고급휘발유 주유시 카본이 덜 쌓인다.

10만km 주행 후 흡기매니폴드를 열어 흡기밸브를 직접 본 결과 고급휘발유만 주유했더라도 카본이 쌓이는 것을 확인했습니다. 또한 피스톤 상단 연소실도 마찬가지구요

다만 효과가 없진 않았습니다. 흡기클리닝했던 오일마켓에서는 제 차를 보고 10만km 주행거리를 생각하면 상당히 깨끗한 수준이라고 말했습니다. 혹시 고속도로 장거리 주행 비율이 높은거 아니냐? 라고 반문하실수도 있겠지만 고속도로만 주로 달린것도 아니고요. 지난해 하반기부터는 오히려 단거리 시내주행 비율이 더 많았습니다.

결론적으로 고급휘발유가 카본 생성에 어느 정도 억제 역할을 합니다. 다만 이러신 분들도 있을 겁니다. 

고급휘발가 일반휘발유보다 리터당 200원 가량 더 비싸고, 현대기아차 세타 엔진의 경우 10년 19만km까지 보증해주며 다른 현대기아차 GDI 엔진도 보증기간내 엔진 불량 판정나면 새 엔진으로 교체해주니 일반휘발유 넣고 막 타도 된다.

비용적인 측면에서 따지면 이것도 나쁘진 않은 듯 합니다. 그러니 고급휘발유 주유하든 일반휘발유 주유하든 그건 차주의 몫이라고 봅니다.

10월12일부로 현대기아차 홈페이지에 세타2 엔진이 탑재된 YF쏘나타, 그랜저, K7 등에 탑재된 세타2 엔진 보증기간을 10년 19만km로 연장한다고 밝혔습니다.

미흡한 부분도 있지만 그래도 보증기간을 늘리고 이전에 유상으로 수리한 고객들에게 수리비는 물론 렌트비와 견인비까지 보상해 준다고 합니다. 방송 등 언론에서 문제제기 하면서 가뜩이나 침수와 파업 여파로 곯머리 앓고 있는데 세타2 엔진 이슈까지 붉어지니 기업이미지 더 추락하기 전에 미리 조치한 게 아닐까 싶네요.

그래도 뭐 이정도 해주면 현대기아차에서 나름 신경 쓴 정책이라고 생각됩니다. 전면리콜이 아닌게 아쉽지만요.

그런데 세타2 엔진 이슈를 보면서 문득 이런 생각이 들었습니다. 과연 GDI 문제인가? MPI 문제는 없는가? 제 개인적인 생각이지만 이 문제는 GDI 만의 문제라고 생각되진 않습니다. 

실제로 피스톤 스커핑 현상 등으로 정비소와 공업사에 입고된 세타 엔진들 보면 세타2 GDI 엔진 뿐만 아니라 세타1 엔진 그리고 GDI 뿐만 아니라 MPI도 꽤 입고됐습니다.

대체 세타2 엔진에 무슨 문제가 있는 걸까요?

엔진 피스톤과 실린더가 접촉해 발생하는 피스톤 스커핑 현상

세타2 엔진 문제에 관한 박병일 명장이 제기한 문제점 아마 자동차에 관심있다면 아실 겁니다. 박병일 명장은 세타2 GDI 엔진은 연소 과정에서 고온을 견디지 못해 실린더가 변형되면서 실린더와 피스톤이 접촉한 것이 피스톤 스커핑 현상의 원인이다. 라고 말했습니다.

그런데 세타2 GDI 엔진이 아닌 MPI 엔진에도 피스톤 스커핑 현상이 많습니다. 다음이나 네이버 등에 피스톤 스커핑 현상 이라는 키워드 입력하면 쏘나타 트랜스폼이나 NF 쏘나타 등 세타 MPI 엔진들이 입고되어 엔진 오버홀하거나 교체하는 컨텐츠가 적지 않습니다.

제가 들은 바로는 다음과 같습니다. 먼저 세타 엔진은 실린더와 피스톤 표면 클리어런스가 처리가 잘 안되어 있고, 몰리브덴 코팅이 안되어 있다고 합니다. 그리고 세타 엔진은 이전에 출시한 알파나 베타엔진보다 부품 간극을 좁혔다고 합니다.

그런데 제가 7년전 세타2 GDI 엔진 보도자료를 본 바로는 저마찰 코팅이 적용했다고 하는데요. 몰리브덴은 보통 엔진오일과 첨가제 등에 함유됐습니다.

그래서 세타엔진이 탑재된 차종의 경우 몰리브덴이 함유된 엔진첨가제를 주입하거나 엔진오일 교체시 상당히 부드럽고 조용하다는 차주들의 의견이 많더군요. 현대차 순정 엔진오일도 몰리브덴이 많이 함유됐다고 하는데 그건 제가 직접 확인 안해봤으니 잘 모르겠습니다.

그래서 세타 엔진의 경우 모빌1이나 캐스트롤, 쉘 등의 리터당 1-2만원대 이상 고급 엔진오일로 주기적으로 교체해야 하고 예열을 좀더 길게 가져야 합니다.(대략 3-5분 정도) 실제로 피스톤 스커핑은 예열 없이 바로 출발하거나 필요 이상 rpm을 띄워 공회전을 하는 차량들에게 잘 일어나는 증상입니다.

세타 엔진은 부품간 간극이 좁다고 말했는데요. 따라서 신차 출고 후 길들이기를 철저하게 해야 하고, 길들이기 끝날때까지 급 가속 등을 가능한 자제해야 합니다.

길들이기 과정에서 부품이 골고루 마모되어야 나중에 문제 없는데 갑자기 급가속 하면 부품 마모가 균일하지 못해 문제가 생길 수 있죠. 이건 뭐 세타 엔진 뿐만 아니라 다른 국산차와 수입차 모두 해당됩니다.

엔진오일도 길들이기 기간 동안에는 빨리 교체하는 것이 좋고요.

그리고 세타 엔진은 크랭크샤프트에 탑재되는 저널베어링이 2.0하고 2.4하고 부품이 동일한데요. 개인적인 생각이지만 배기량이 큰 만큼 저널베어링도 달라야 하지 않나 생각됩니다. 그리고 저널베어링 내구성도 강하지 않고요(이건 엔진 오버홀을 전문으로 하는 튜닝샾에서도 대부분 같은 생각을 하고 있습니다)

이런 현상을 예방하거나 발생 시기를 늦추려면 엔진오일 교환주기 타엔진보다 좀더 짧게 잡고 교환주기를 넘기지 말아야 한다고 주장하고 있습니다.

다만 위와 같이 관리를 철저히 한다고 해도 피스톤 스커핑을 완벽히 예방하진 않습니다. 실제로 합성유로 꼬박 관리해도 피스톤 스커핑 현상을 호소하는 사례도 있으니까요. 

만에 하나 보증수리나 유상 등으로 새 엔진으로 교체할 경우 처음부터 다시 차를 길들인다 생각하시고  교체 후 1000km까지 3,000rpm 이하로 주행하고 엔진오일 교체 후 그 후 단계적으로 서서히 rpm을 높이면서 주행하면서 길들이기 작업을 해야 한다고 개인적으로 생각하고 있습니다.

그리고 엔진오일 교체할 때마다  몰리브덴 또는 세라믹 엔진코팅제를 주입하면 피스톤 스커핑 예방에 도움이 되지 않을까? 싶습니다.

한때 월드 엔진으로 인정받은 세타 엔진...피스톤 스커핑 흠집을 남기다.

세타 엔진은 베타 엔진에 이어 쏘나타 등 높은 정숙성을 요구하는 중형차에 탑재된 엔진입니다. 현대기아가 독자 개발했고 미쓰비시와 크라이슬러와 라이센스 계약을 맺기도 했죠.

그런 자랑스러운 엔진이 최근 붉어진 피스톤 스커핑 등의 결함 등으로 현대차 이미지에 먹칠을 하게 됐습니다. 

저도 뭐 세타 엔진 탑재된 쏘나타 K5 등의 차량들을 적지 않게 운전해 봤는데요. 비록 NF 쏘나타 트랜스폼 이후 BSM 모듈이 빠지면서 부밍음 등이 유입되긴 하지만 기본적으로 고회전까지 쭉 밀어주는 맛이 좋은 엔진입니다. 

어떻게 보면 튜닝 포텐셜 등은 매우 좋다고 볼 수 있죠. 그리고 현대차 입장에서 세타 엔진이 처음 나왔던 시기는 후발 주자에서 GM, 포드, 토요타 등과 경쟁에서 뒤지지 않기 위해 많은 신경을 쓴 엔진이기도 합니다. 

현대차가 세계 유수의 글로벌 메이커들과 어깨를 나란히할 수 있도록 도약의 발판이 되준 세타 엔진...그러나 피스톤 스커핑 등의 결함으로 현대차 이미지에 먹칠했다고도 볼 수 있겠네요.

이번 포스팅은 여기서 마치겠습니다. 세타 엔진 피스톤 스커핑 제가 들은 건 다음과 같습니다.

알파나 베타 엔진보다 부품 간극이 좁다.

표면 클리어런스가 딱히 좋은 편이 아니다.

피스톤 등 엔진 부품에 몰리브덴이나 세라믹 코팅이 되어 있지 않다.(T-GDI는 부분적으로 되어 있다고 함)

크랭크샤프트에 들어가는 저널베어링이 튼튼하지 않다(2.4, 2.0 엔진 동일한 부품)

오일교환주기를 짧게 잡고 오일 제때 교환해주면 그나마 예방 가능성이 높거나 발생시기를 늦춘다.