워셔액을 엔진오일 주입구에 보충해서 섞이면 발생하는 현상

안녕하세요~! 쮜범이입니다 ^_^

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자동차를 운행하다 보면 꼭 교환해야 하는 오일 종류 소모품이 몇 가지 있다. 엔진오일, 미션오일, 디퍼렌셜 기어오일, 4륜 트랜스퍼 케이스 오일, 브레이크 오일, 냉각수 및 부동액 등으로 구성된다.

 

이 중 가장 많은 횟수로 교환하는 품목이 바로 엔진오일이다. 엔진오일 교환의 경우 엔진오일, 오일필터, 에어클리너를 다 같이 교환하는데 이때 많은 정비 업소에서 서비스 차원에서 보충해주는 것이 바로 '워셔액(Washer Fluid)'이다.

즉, 가장 잦은 비도로 교환 및 보충하는 품목은 바로 엔진오일과 워셔액으로 추려진다. 수입차의 경우 엔진오일이 연소실로 타고 들어가 같이 연소되기 때문에 오너가 직접 보충하는 경우도 생긴다.

 

또한 워셔액은 사용하는 만큼 줄어들기 때문에 오너가 직접 보충하는 경우도 많다. 이러한 이유 때문에 내 차량에 어떤 품목이 어떤 위치에 들어가는지는 정확히 알고 있어야 각각의 품목이 섞이는 것을 방지할 수 있다.

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엔진오일(Engine oil) 주입구

kixx 출처 - 엔진오일 주입구

자동차에 관심이 있는 사람들은 잘 알겠지만 잘 모르는 사람도 많기 때문에 엔진오일 주입구와 워셔액 주입구 정도는 어느 위치에 넣어야 하는지 잘 알아두어야 한다. 자동차 보닛(후드)를 한 번도 열어본 적이 없었다 하더라도 추후 큰 정비비용을 쓰고 싶지 않다면 이번 기회에 잘 알아두는 것이 큰 힘이 될 것이다.

엔진오일 주입구는 보통 실린더 헤드커버에 위치해 있으며 대부분 엔진룸 커버를 탈거하면 쉽게 알 수 있다. 엔진 위쪽 어딘가 주전자 모양이나 오일 점도가 적혀있는 캡을 열고 보충하면 된다.

 

굳이 엔진오일을 보충할 일이 없다고 해도 위급상황에서 사용해야 할 일이 생긴다면 꼭 헷갈려서는 안 된다. 헷갈리게 되면 무조건 골치 아픈 사태가 벌어지기 때문에 미연에 방지하기 위해 이 정도 위치는 꼭 알아두고 있어야 한다.

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워셔액(Wahser Fluid) 주입구

그렇다면 워셔액은 어디로 넣어야 할까? 워셔액은 보통 엔진과는 살짝 동떨어져 있으며 각종 브랜드와 모델별로 위치가 상이하다. 만약 워셔액을 어디에 주입해야할 지 헷갈린다면 엔진룸 커버를 탈거하지 않고 엔진 주변이 아닌 바깥쪽으로 살펴보면 된다.

 

워셔액 탱크는 보통 반투명한 흰색 통으로 생겼고 뚜껑 색깔은 파란색 혹은 까만색을 띠고 있다. 그러나 분수대처럼 생긴 워셔액 로고가 새겨져 있기 때문에 엔진을 제외한 바깥쪽 근처를 살펴보면 쉽게 찾을 수 있다.

워셔액은 에탄올 성분으로 되어있기 때문에 가능하면 열이 덜 받도록 해야 한다. 그래서 엔진 주변이 아닌 바깥쪽에 위치하며 예를 들면 헤드램프 근처, 엔진과 실내를 구분하는 격벽 근처에 있는 경우가 많다.

 

사실 엔진오일 주입구와 워셔액 주입구는 서로 넣는 위치가 극명하게 달라서 헷갈릴 일은 사실상 거의 없다고 봐도 무방하다. 하지만 모든 일에는 예외가 있듯이 위치 구분 정도는 확실히 하라는 뜻이다.

 

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엔진오일과 워셔액의 혼합

엔진오일 주입구와 워셔액 주입구를 확실하게 알아두라는 이유는 바로 독일의 한 운전자 때문이다. 미니를 구입해 타고다니던 독일의 한 운전자는 평소 자동차에 대해 큰 관심이 없을뿐더러 관련 지식이 아무것도 없는 사람이다.

 

평상시처럼 운행하던 운전자는 어느 날 계기판에서 워셔액이 부족하다는 경고등을 보고 자신 있게 엔진오일 주입 캡을 열어 워셔액 2~4L를 당당하게 보충했다.

 

차량의 시동을 걸고 엔진이 잘 돌아가는 것을 확인한 후 몇 분정도 운행을 해보니 문제가 발생했다. 뒤쪽 머플러에서 배기가스가 심하게 나오고 있었고 심지어 엔진룸에서 파란 연기가 올라오는 것을 확인했다.

 

이미 일은 벌어졌고 뭔가 잘못됐음을 느끼고 곧바로 가까운 정비소로 찾아갔다. 점검을 하던 정비사는 증상만 봐서는 특별히 이상 없다고 판단했지만 이러한 현상이 계속 반복되자 엔진을 들어내야겠다고 결정을 내렸다. 보자마자 엔진오일 상태는 거의 꿀(조청)과 같은 상태로 변화되어 있었고 이로 인해 엔진 수리 판단을 받았다.

 

엔진오일이 매우 끈적해진 원인은 바로 워셔액이다. 운전자가 주입했던 워셔액이 뜨거운 엔진열에 달궈진 엔진오일과 피스톤 상하 운동에 의해 거품을 만들어졌고 워셔액 성분에 함유된 알코올이 엔진오일, 연료와 혼합되면서 꿀(조청)과 같이 변화된 것이다.

 

엔진의 분당 회전수는 거의 700~900 RPM이며 운행의 경우 1,300~3,000 RPM까지 회전 운동을 한다. 그러니 거품이 생성되는 속도 또한 엄청난 속도로 퍼져나갔으며 실린더 헤드를 비롯해 엔진오일이 순환되는 모든 라인에 흘러 들어간 상태가 형성돼버린 것이다.

 

이 운전자는 잘못된 지식으로 워셔액을 엔진오일 주입구에 넣어서 단 10분 만에 엔진 하나를 고스란히 하늘로 날려버린 셈이다.

이 운전자의 경험이 주는 교훈은 딱 하나다. 아직도 자동차를 구매하고 한번도 보닛(후드)을 열어보지 않은 사람이 있다면 지금이라도 자동차 설명서를 참고하여 엔진룸을 공부해보길 권장한다. 엔진오일 체크는 어떻게 하고, 워셔액은 어디에 넣으며 각종 오일류 소모품의 교체 시기는 어느 정도에 잡고 있으면 되는지 정도는 꼭 머릿속에 저장하고 운행해야 한다.

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이 글을 접한 네티즌들의 반응

A : 와... 완전 아이스크림 비쥬얼이네요...

B : 엔진오일 주입구에 워셔액을 넣으면 왜 저렇게 되는 건가요?? ㄷㄷㄷ

C : 저도 찾아봤는데 물과 기름은 섞이지 않지만 여기에 알코올을 넣으면 3가지 성분이 섞이다가 에멀전(거품 비슷한 형태)이 형성된다고 합니다. 워셔액은 계면활성제와 물, 알코올로 이루어져 있고 엔진오일은 말 그대로 기름이니 이 3개가 섞이면서 에멀전 형태로 바뀌게 되는 겁니다.

D : 영양크림을 만들었다고 보면 됩니다. 영양크림이 Water in Oil 형태로 만드는데 거기에 둘이 잘 섞이게 만들려고 계면활성제를 넣지만 계면활성제가 자극이 심해서 무한정 때려 넣을 수는 없으니 알코올이나 폴리올 들은 넣는 것입니다. 그러니 거의 오일 떡을 만들었다고 봐야죠...

E : 헐 그럼 저거 어떻게 처리해야 하나요? / 오일이 할 일을 못했을 테니 최소 엔진 오버홀 하거나 엔진 교체 각입니다. 기존의 오일을 드레인 한 후 넣은 건 아니니 시동은 걸렸을지도 모르지만 고온 상태에서 오일 떡이 형성되며 차는 퍼졌겠죠?

 

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엔진오일 에멀전을 겪은 예시

한 운전자 : 일전에 X5의 M54 엔진의 오일 세퍼레이터 관련 질문을 드렸었습니다. 당시 센터의 어드바이저 말로는 세퍼레이터 누유로 문제가 될 수도 있다고 설명했고 실제 세퍼레이터에서 누유가 조금씩 있다고 했습니다.

 

게다가 오일 스틱을 찍어보면 상단에 하얀 아이스크림 같은 에멀전 현상이 나옵니다. 흡수된 수분이 뜨거운 오일과 만나서 에멀전을 만드는 듯합니다. 엔진오일 캡에서도 묻어 나오고 난리도 아닙니다. 그래서 세퍼레이터를 교환하려고 하는데 어드바이저가 별 문제 아닌 거 같으니 그냥 타라고 하네요.

 

오일이 저렇게 되면 추후 문제가 될 거 같아요. 어드바이저 말로는 센터 미케닉에게 말해보니 센터에서 오일 교환하다 보면 저처럼 하얀 아이스크림이 생기는 차가 더러 있다고 그냥 타라고 합니다. 이거 정말 그냥 운행해도 되나요? 그냥 타다가 나중에 리프레시할 때 갈라고 하는데 걱정됩니다.

A : 냉각수랑 엔진오일이 섞이는 문제 같은데요. 수리가 급하게 요망된다고 생각합니다. 엔진오일이 냉각수 쪽으로 나오는 문제는 솔직히 그냥 타면 타도 되겠지만 냉각수가 엔진오일 쪽으로 누수되는 문제는 엔진오일 성능에도 치명적입니다. 정확하진 않지만...

B : 엔진오일에 수분이 섞이는 문제는 사실 어떻게 보면 굉장히 심각하고 어찌 보면 말 그대로 대수롭지 않을 수도 있습니다. 독일차들의 경우 세퍼레이터에서 수분을 걸러주기 때문에 급격한 기온 변화가 생기는 시기나 혹은 가혹 주행 후 어느 정도 생기는 수분들을 걸러주는 기능을 합니다. 그래서 대수롭지 않게 넘기는 경우가 있습니다. 근데 그 정도가 심하다면 이런 주행에서는 문제가 심각해질 수 있습니다.

RPM을 많이 사용하는 가혹 조건의 주행과 외기온이 상대적으로 높아서 오일의 점도가 떨어질 때 순간적으로 유막이 끊어지면 엔진에 심각한 대미지를 초래할 수 있습니다. 물론 경우의 수는 많겠지만 운이 나쁘면 수많은 경우의 수와 수많은 예 중에서 본인 스스로가 그중에 속 할 경우 난감한 상황이 생길 듯합니다.

 

리프레시 기간에 저렴하게 할 수도 있으나 저라면 빠른 수리를 권하고 싶네요. 그리고 센터 가신 김에 세퍼레이터뿐만 아니라 기타 압축 관련도 점검하시고 실린더 헤드 가스켓 부분도 꼼꼼하게 점검해보시기 바랍니다. 냉각수가 흐른 자국이 있는지 여부도 같이 점검하세요.

C : 냉각수 유입은 아니고 지난번 말씀하신 기온차에 의한 수분 흡입 같습니다. 오일 캡에 수분이 맺혀있기도 합니다. 어떻게 보면 큰 문제가 아닐 수도 있습니다. 그래도 조만간 센터 들어가서 실린더 헤드 가스켓과 냉각수 혼합 유무를 검사해야겠네요.

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엔진오일 에멀전의 원인

자동차, 윤활 제품은 탄화수소를 기반으로 이루어진다. 형성된 가연성 혼합물의 연소 시 연소과정에서 가솔린은 물, 알코올, 산, 퍼 옥사이드 등을 함유할 수 있다. 그리고 엔진 작동 중에 이러한 물질은 엔진오일과 혼합된다.

 

이때 엔진오일과 수분이 섞이면서 에멀전이 나타나게 되는데 그 결과 엔진오일 스틱을 확인해보면 뿌옇고 하얗게 거품처럼 올라오는 것을 확인할 수 있고 엔진오일 캡에도 묻어나오는 것을 확인 할 수 있다.

 

1. 장시간 운행하지 않는 차량, 급격한 온도 변화의 차량

엔진오일은 정해진 기간과 키로수 안에 교환해야만 한다. 하지만 자주 운행하지 않는다는 이유로 장시간 세워두는 운전자들이 간혹 있는데 이때 엔진오일에는 자연적으로 증발하면서 생기는 수증기로 인해 수분이 생기게 된다.

 

또한 이런 현상은 겨울에 자주 일어나며 열이 받았다 식었다를 급격한 온도 변화가 일어나게 되면 수분 발생이 더욱 심화된다. 이렇게 되면 엔진 내부에는 엔진오일과 수분이 당연하게 혼합되게 된다.

 

2. 엔진오일 증발가스인 블로바이 가스 컨트롤 시스템의 문제 추가로 엔진오일 세퍼레이터

(Crankcase emission control system & Positive Crankcase Ventilation Valve & Oil separator)

환기 시스템이 막히고 그 기능이 완전하지 않게 되면 그 증발가스가 엔진의 다른 곳으로 포함하게 된다. 즉, 엔진오일 증발가스가 외부로 유출되지 않고 연소실로 유입되어야 하지만 그렇지 못하면 엔진 내부에서 겉돌게 되기 때문에 결국 외부로 나가지 못한 에멀전이 엔진오일 주입 캡에 묻어 나오게 되는 것이다.

 

3. 냉각수 성능 저하, 각종 냉각수 라인 가스켓의 문제

냉각수도 교환하지 않고 오래 사용하게 되면 성능이 저하되면서 각종 부품의 부식 방지 또한 제대로 이행하지 못한다. 그리고 각종 쿨러 라인에 냉각수가 들어가는데 엔진오일과 같은 선상에 있는 가스켓에 크랙이 발생하면 자연스럽게 냉각수와 엔진오일이 섞이게 된다.

 

4. 실린더 헤드의 변형 혹은 가스켓 파손 문제

실린더 헤드 변형이나 실린더 헤드 가스켓 문제로 인해 실린더 블록과 실린더 헤드 사이에 밀봉이 제대로 이루어지지 않으면 압축에도 문제가 생기지만 냉각수도 자연스럽게 엔진 내부로 유입된다.

 

에멀전 의심되거나 냉각수 양이 매번 이유 없이 줄어들게 된다면 아마 가장 큰 문제가 이 녀석이지 않을까 싶다. 가장 오랜 시간이 걸리는 엔진 정비와 가장 값비싼 유형의 정비가 된다.

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에멀전(Emulsion)의 전문 지식

짧게 말하자면 두 액체를 혼합할 때 한쪽 액체가 미세한 입자로 되어 다른 액체 속에 분산해 있는 것이다. 다른 말로 유화액이라고도 하는데 쉽게 말하면 액체 두 개에서 한 액체가 다른 액체에 작은 방울처럼 퍼져있는 용액을 뜻한다.

 

에멀전(emulsion)은 "우유와 같이 된다"라는 의미로 우유과 물과 지방 그리고 여러 성분으로 이루어진 대표적인 유화액인 것에서 유래되었다.

유화액은 섞이지 않는 서로 다른 두 액체에 의해 만들어진다. 용매와 용질에 따라서 다른 종류의 유화액을 형성한다. 물과 기름의 유화액은 '물 안에 기름이 들어간 경우'와 '기름 안에 물이 들어간 경우'가 가능하다.

 

이때 용매의 역할을 하는 액체를 분산의 매개체, 연속상(Continuous Phase)이라 하고 용질의 역할을 하는 액체를 분산상(dispersed phase)이라 한다. '물속 기름'과 '기름 속 물' 두 종류의 유화액은 두 상의 부피비 혹은 유화제의 종류에 따라 분류한다. 일반적으로 밴크로프트 규칙(Bancroft rule)이 적용되어, 유화제가 잘 녹지 않는 상을 연속상으로 하여 분산을 촉진시킨다.

유화액은 연속상과 분산상의 경계에서 빛의 산란이 일어나기 때문에 우리 눈에 뿌옇게 보이게 된다. 산란이 균일하게 일어나는 경우 흰색으로 보인다. 빛의 산란은 입자의 크기가 입사광의 파장의 1/4보다 클 때 발생한다. 가시광선 영역의 빛은 390~750nm의 파장을 갖기 때문에 유화액의 방울 크기가 100nm 이하인 경우 빛은 산란 없이 유화액을 통과한다.

 

분산상의 크기가 100nm 이하인 마이크로 유화액과 나노 유화액은 외형적 비슷한 때문에 혼동하기 쉽다. 마이크로 유화액은 분상상이 계면활성제(surfactants)나 보조제에 의해 가용성이 된 경우 나타난다.

 

유화액이 자발적으로 형성되는 경우는 극히 드물다. 대부분 흔들거나, 젓거나, 균질화 혹은 초음파에 노출시키기 등 외부의 기계적 수단을 통해 에너지를 가함으로써 형성할 수 있다.

물과 기름처럼 서로 용해하지 않는 두 액체를 흔들어서 섞으면 에멜전이 되지만 이것은 일반적으로 불안정하여 방치해두면 다시 두 액상으로 갈라져 원상 복귀되는 경우가 많다. 이것을 안전시키려면 에멀전화제를 가하는 것이 보통이다.

 

물과 기름에서 에멀전이 생기는 경우 물속에 기름이 분산한 O(Oil)/W(Water) 형 에멀전과 기름 속에 물이 분산한 W(Water)/O(Oil) 에멀전이 있다. 이 두 형태를 식별하려면 현미경에 에멀전 한 방울을 떨어뜨리고 물 또는 기름을 한 방울 접촉시켜 자유롭게 섞이면 O/W형, 기름과 쉽게 섞이면 W/O형이라 칭한다.

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유화제(emulsifier, emulgent)

유화제란 유화액의 역학적 안정성을 증가시켜주는 물질을 말한다. '계면활성제(surfactants)'는 잘 알려진 유화제의 한 종류이다. 극성인 친수성 부분과 비극성인 소수성 부분을 동시에 가지고 있는 분자로 이 덕분에 유화제는 물이나 기름 중 하나에만 선택적으로 좋은 용해도를 갖게 된다.

 

물에 용해도가 좋은 유화제는 상대적으로 기름에서 용해도가 낮아지고 이는 '물속의 기름' 유화액을 형성하는 데 도움을 준다. 반대로 기름에도 용해도가 좋고 물에 용해도가 낮은 유화제는 '기름 속의 물' 유화액을 형성하는데 사용한다.

세제는 계면활성제의 한 종류로, 기름과 물 모두와 상호작용이 가능하다. 따라서 현탁액에서 기름과 물방울의 경계면을 안전화시킨다. 이 원리는 기름 자국을 지우기 위해 사용하는 비누에도 적용된다. 약학에서도 다양한 유화제 크림이나 로션 같은 유화액을 만드는 데 사용된다.

예시) 식품에서 흔하게 일상생활에도 적용되어 있음

'물속 기름' 유화액

 

1. 에스프레소의 거품 : 커피 기름이 물 안에 들어간 경우 불안정한 유화액
2. 마요네즈 : 달걀 노른자나 기타 식품 첨가물에 의해 안정화된 유화액
3. 우유 : 유단백질이 유화제로 작용하여 유지방이 물 안에 분산된 유화액

'기름 속 물' 유화액

1. 버터 : 버터 지방에 물이 들어간 유화액

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