지구온난화로 인하여 변덕스러워진 날씨에 혼란스러울 때가 많은 요즘이지만 계절의 변화에 따른 대비는 여전히 우리의 일상에 큰 부분을 차지한다.
겨울이 본격적으로 오기 전 사람들이 건강하게 지내기 위하여 예방접종도 하고 체온을 유지하는데 도움이 되는 보온성이 좋은 옷가지를 장만하거나 집안에 난방장치며 외풍을 막아주는 대비를 하는 것처럼 자동차도 겨울을 건강하게 나기 위해서는 세심한 준비가 필요하다, 자동차는 여러 가지 소재가 복합적으로 적용이 되어 있어서 어떤 것은 여름이건 겨울이건 계절에 상관없이 관리가 필요한 부분도 있고 또 어떤 것은 계절에 맞추어서 꼼꼼한 관리와 함께 경우에 따라서는 교체를 해줘야 하는 것도 있다,
우선 차량이 주행을 하는데 영향을 미치는 부분도 있고 주행에는 영향을 미치지 않지만 필수적으로 교체해야 하는 것도 있다. 차량이 정상적으로 주행을 하기 위해서는 내연기관, 변속시스템, 주행 장치, 제동장치, 조향장치, 각종램프, 냉,난방장치, 등 많은 장치들이 유기적으로 작용을 한다, 그럼 장치별로 겨울을 건강하게 나기 위한 방법을 알아보도록 하겠다.
내연기관
1) 냉각수
내연기관은 사용하는 연료에 따라 냉각장치의 구조와 장치의 구성이 조금씩 다르다,
공통적으로는 내연기관의 온도를 정상적으로 유지하기 위하여 있는 냉각수가 있으며 냉각수의 주성분은 에틸렌글리콜(ethylene glycol)을 물과 섞어 만든 혼합용액으로 보통 부동액이라 부른다. 에틸렌글리콜(HOCH2CH2OH)은 탄소계열의 유기화합물이며 독성이 있어 인체에 흡입되면 안 된다. 최근에는 독성이 약한 프로필렌글리콜(HOCH(CH3)CH2OH)를 사용하는데 에틸렌글리콜은 한개의 탄소에 결합된 H 대신에 CH3가 결합되어 프로필렌글리콜이 되며 에틸렌글리콜보다는 독성이 완화되어 인체에 무해(non-toxic)한 부동액은 프로필렌글리콜 성분이 대부분이다.
위와 같은 성분의 부동액을 겨울철 동파를 방지하기 위하여 수돗물과 희석을 하여 정해진 용량만큼 냉각장치에 주입을 한다. 일반적인 차량의 냉각수 용량은 대략 7리터 전후다 이 냉각수는 일정기간 사용을 하게 되면 내연기관의 온도변화에 따라 냉각수 온도 또한 변화를 하며 시간이 지나면 냉각수 성분이 산성화 되어 냉각라인에 스케일 침전과 심한 경우 녹발생과 더불어 각종 고무제품(러버)에 경화를 일으켜 신축성을 잃게 만들고 이로 인하여 밀봉이 느슨한 부위에서는 냉각수 누출이 일어난다. 냉각수가 부족하거나 냉각라인에 녹이 발생 되면 교체비용은 물론 시간 또한 많이 소요된다.
내연기관의 냉각라인구성은 라디에이터(냉각수순환코어) 워터펌프, 리저버탱크, 냉각팬모터, 각 부위를 연결시키는 호수(러버) 엔진블록, 세이프티 플러그, EGR쿨러, 오일쿨러, 등이 차량에 공통적으로 적용되고 연료특성에 따른 냉각장치의 추가는 아래와 같다.
하이브리드 & 전기자동차
수소자동차
스택, 라디에이터, 리저버탱크, 워터모터,
2)엔진오일
엔진오일의 4대작용
기밀유지: 내연기관의 엔진블록과 피스톤은 압력을 만들기 위한 장치로 일종의 주사기 원리와 유사하다, 이런 장치의 특성상 일정한 간극이 있는데 피스톤크기와 엔진블록 사이즈에 따라 승용차의 경우 대략0.02~0.07정도의 간극이 있으며 이 간극을 피스톤링이 일차 기밀유지를 하고 엔진오일이 2차 윤활과 기밀작용을 한다. 이 기밀이 잘 유지가 되어야 엔진의 출력이 좋은 것이다 그러나 사용하다 보면 이 간극은 마모로 인하여 확대 되는데 엔진오일이 초기 시동 시나 운행 조건에 따라 발생하는 마모를 줄여준다.
청정유지: 엔진오일의 오염은 연소시 발생하는 미연소 가스나 연소 후 발생하는 가스와 엔진으로 공기 흡입시 이물질 등이 엔진오일과 엔진내부에서 혼합이 되면서 오염이 되고 또한 연료연소과정에서 발생하는 일산화탄소, 이산화탄소, 질소산화물, 입자상물질 등이 발생하는데 입자상 물질은 엔진오일의 색을 짙은 브라운이나 검은색으로 변하게 한다. 이런 이유로 오래 사용하거나 기간이 오래된 엔진오일은 슬러지가 발생하고 슬러지가 많아지면 윤활유의 원활한 순환을 방해하게 된다.
방청 및 냉각: 엔진오일의 기능으로 방청 작용과 냉각 작용은 매우 중요하며 엔진 내구성에 큰 영향을 미치게 된다. 방청기능은 엔진의 작용 특성상 온도가 변화가 있고 서로 다른 금속의 차이로 결로 현상이나 수분 유입으로 녹이 발생하는 것을 방지한다. 냉각작용은 엔진냉각수가 하기도 하지만 엔진 연소실의 폭발시 온도가 1500°C도 전후로서 냉각수가 순환되지 않는 엔진내부의 냉각은 엔진오일이 냉각역할을 하는데 냉각을 하지 못하면 금속끼리의 마찰이 심해지고 심한 경우 고착이 될 수 있다.
이외에도 엔진오일이 갖추어야 할 특성은 탄화성이 낮을것, 산화 안전성이 좋을것, 인화점이 높을것, 기포 발생이 적을 것 등이 있다.
변속기
그러나 유압을 형성하는 변속기 오일은 계절 구분이 무의미 하지만 겨울이 오기 전에 자동 변속기 오일량은 점검을 받아서 오일량이 정상적으로 있는지 오일의 상태는 어떤지 확인을 해보는 것이 좋다.
브레이크 시스템
후륜구동 차량
겨울에는 점도지수가 낮은 겨울용 윤활유로 교체하면 구름저항을 조금이라도 줄이는 효과가 있다.
배터리
내연기관이 작동을 하면 발전기는 팬벨트에 의해 구동이 되고 발전기 출력제어는 엔진컨트롤 유닛이 배터리 상태에 따라 적절히 가변하여 제어한다, 따라서 발전기, 구동벨트, 배터리센서, 배터리 보호덥개, 배터리 단자 조임과 부식여부 점검과 함께 꼭 점검이 필요한 것이 차량의 암 전류상태다. 암 전류는 차량의 운행이 끝나고 주차후 전원이 모두 OFF된 상태에서 배터리 소모전류를 확인하는 것으로 차량에는 전원을 모두 OFF 하더라도 상시전원공급이 꼭 필요한 곳이 있기 때문에 일정량의 전기소모가 있다, 대략 30mA 정도로 이 이상 암 전류가 흐른다고 하면 반드시 암 전류 흐르는곳을 점검 받아야 한다. 배터리의 수명은 대략 생산일 기준 3년정도 주행거리는 4~5만 킬로미터, 배터리 수명은 운행조건에 따라 차이가 많이 발생하므로 전문가에게 진단장비로 꼼꼼한 점검을 받기를 권한다.
타이어
타이어를 제조할 때 고무재질과 함께 스틸과 와이어 그리고 고무의 신축성에 영향을 미치는 컴파운드재질을 첨가하게 되는데 이 컴파운드가 어느 정도 비율로 배합되느냐에 따라 타이어가 온도변화에 따라 신축성에 영향을 받는다, 따라서 컴파운드 함량을 높여 부드러운 겨울용 스노타이어는 온도가 내려가도 신축성이 유지되어 지면에 잘 밀착이 되기 때문에 덜 미끄러지는 것이다.
그렇다면 스노타이어를 앞쪽두개, 또는 뒤쪽두개만 교체한다면 어떨까? 물론 교체를 안 한 것보다는 조금이라도 나을수 있지만 이런 방법은 추천하지 않는다. 왜냐면 이렇게 교체 하게 되는 경우 앞, 뒤의 타이어가 지면에 밀착되는 뮤값(접지력)이 다르다는 것 때문이다, 이런 경우 미끄러짐이 서로 다르게 되어 언더스티어 또는 오버스티어 현상을 일으킨다. 따라서 앞,뒤 한 셌트로 교체하는 것이 바람직하다.
디젤 차량의 예열프러그 & PTC 히터
PTC히터는 정특성 서미스터 원리를 이용한 소자로 온도가 낮은 경우 저항이 감소하고 전기가 잘 통하며 열이 발생하고 온도가 특정값 까지 증가하면 저항이 증가하여 전기흐름이 원활하지 않은 특성을 이용한 장치로 디젤엔진의 높은 열효율로 냉간상태 초기 시동시 신속한 난방을 보조하는 역할은 하여 냉난방장치와 함께 실내에 장착이 되어 있으며 작동시 전기소모가 많다, 이 장치도 일정 수명이 있어서 겨울이 오기 전에 한번 점검을 받아 두는 것이 좋다.
와이퍼블레이드 & 워셔액
또한 워셔액은 알코올, 물, 계면활성제, 방청제로 구성되어 있는데 간혹 겨울철에 여름용을 사용하다 심한 경우 워셔액이 얼어서 사용을 못하거나 워셔액 용기가 파손되는 경우도 있으니 워셔액 점검도 빼놓지 말아야 한다. 겨울용은 영하10도 이하에서도 얼지 않는 것으로 교체 하도록 한다. 그전에는 워셔액에 메탄올 성분이 첨가되어 유해성분에 대한 논란이 있었지만 2018년 2월부터 인체에 무해한 에탄올 성분이 첨가된 것을 판매 하도록 법으로 규정하고 있다.
류충효 신한대 기계자동차융합공학과 교수