공회전
1. 개요
空回轉 / Engine idling
자동차를 시동만 걸어두고 운행하지 않는 상태로 엔진을 놔두는 것을 말한다.
2. 상세
엔진 예열 목적 혹은 정차중 차량 내 에어컨이나 히터를 사용하기 위해 공회전 시켜두는 경우가 많다.[1] 하지만 공회전 상태에서는 엔진 내 엔진오일 순환이 원활하지 않으므로 장시간의 공회전은 엔진의 마모를 심화시킬 수 있다.
이륜자동차는 높은 rpm 에서 운전되므로 충분한 예열을 요구한다. 일반적으로 250cc 이상 수냉 엔진의 경우 Temperature Gauge 가 있는데, 아날로그 그래프방식일 경우 중간값(Min 50~60℃), 디지털 게이지의 경우 차종별 가동이 가능한 수준의 온도가 되기 전 까지 '''COLD''' 표시와 함께 경고등이 점등된다. 충분히 예열되기 전 까지 주행하지 말라는 이야기. 일부 브랜드의 차종에선 영하의 온도에서 경고 '''표식''' 이 계기판에 들어오기도 하는데 이것은 엔진 온도와는 무관하다. 외기온도가 낮으니 안전주행하세요 란 의미. 2010년대 디젤엔진 차량의 경우 차량설명서를 읽어보면 과도한 공회전을 지양하라는 권고가 적혀있다. 시동을 걸고 냉각수 계기가 꿈틀대기 시작하면 급가속을 피하고 서행하며 차량의 속도를 서서히 높여 냉각수 계기가 중간수치인 적정온도에 이르면 그 때 본격적으로 가속을 하라는 의미다.
전기차는 내연기관의 시동 버튼 개념으로 전원 버튼이 설치되는 경우가 있지만 내연기관처럼 구동계가 미리 가동되고 있어야 할 이유가 없으므로 공회전이라는 개념이 없다. 전원 버튼을 누르면 전자 제어 장치가 운행 대기 상태가 된다.
하이브리드 자동차도 시동을 켜면 전기차처럼 운행 대기 상태가 되어 모터로 움직이게 되고, 엔진은 어느 정도 속도가 붙어서 모터 출력 범위를 넘어갈 때나 고전압 배터리 잔량이 낮을 경우에 시동이 걸리고 돌아간다. 모터 출력만으로는 구동이 불가능한 48V 마일드 하이브리드 차량은 엔진이 계속 돌아간다.
3. 단속
장시간의 공회전은 배기가스 배출로 인한 대기오염 및 연료 낭비를 이유로 제한되며 경고와 과태료 처분이 이루어진다. 공회전 제한은 지방자치단체의 조례에 따르므로[2] 지자체마다 규정이 상이하다. 서울특별시의 경우 시 전역에서 공회전이 제한되며. 이를 어길 시 5만원의 과태료를 부과한다.
정리하면 다음과 같다.제3조(제한장소 등) ① 공회전을 제한하는 장소(이하 "제한장소"라 한다)는 '''서울특별시 관할구역 전역'''으로 한다.
제4조(제한시간) ① 자동차운전자는 제3조제1항에 따른 제한장소에서 2분을 초과하여 공회전을 하면 아니 된다.
② 제1항의 규정에도 불구하고 대기의 온도가 영상 25℃ 이상이거나 영상 5℃ 미만인 경우에 한정하여 제한시간을 5분 이내로 한다. 다만, 대기의 온도가 0℃이하이거나 영상 30℃이상일 때는 제한규정의 적용을 받지 아니한다.
4. 필요성
4.1. 예열(워밍업)
자동차 구동계의 고장을 줄이고 수명을 늘리기 위해서는 계절에 상관없이 몇분간의 예열이 필요하다는게 일반적인 상식처럼 되어 있지만, 차량 제조사의 공식 입장은 시동 후 10~30초 이내의 공회전 후 출발하라는 것이다.
10~30초의 공회전이 필요한 이유는 시동을 걸고 오일펌프가 작동하여 엔진오일이 엔진 내를 순환하고 윤활되기까지는 10초 정도가 걸리기 때문이다. 밤 동안 세워뒀던 차는 엔진 내부 벽의 엔진오일층이 밤새 중력으로 흘러내려 얇아진 상태이므로 아침에 시동을 걸자마자 10초도 기다리지 않고 곧바로 움직이면 이 때 마모가 많이 발생하게 된다.
짧은 공회전후 바로 출발하라는 이유는, 공회전으로 엔진 온도를 높이는 것이 차를 움직이며 높이는 것보다 엔진 마모가 심하기 때문이다. 공회전 상태에서는 rpm이 낮으므로 엔진오일 압력도 낮고, 크랭크샤프트 회전과 차량 움직임에 의해 엔진 내부에 흩뿌려지는 엔진 오일도 거의 없어 엔진 작동부위의 윤활이 잘 되지 않는다. 게다가 엔진 출력이 최소 상태이므로 온도가 오르는데도 훨씬 긴 시간이 걸려 마모가 더욱 증가한다. 그러므로 무리하지 않고[3] 적당히 운전하며[4] 자연스럽게 엔진 온도를 높이는 것이 엔진 수명에 훨씬 유리하다.
주의할 점은 공회전을 하지 말라는 말은 '''엔진 온도를 공회전으로 높이지 말라는 얘기지 엔진 온도를 높이지 않아도 된다는 말이 아니다.''' 공회전을 하지 말라는 말을 오해해서 시동 걸자마자 밟아도 된다는 것으로 잘못 알아듣고 엔진을 고문하는 사람들이 있는데 그건 엔진 사망만 앞당기게 된다. 모든 내연기관은 정상 작동온도가 있으며(90~110도) 이 온도가 되기 전까지는 고부하 운행을 해서는 안된다. 모든 자동차 매뉴얼에 있는 내용이다.[5] 오토바이 엔진 같은 고회전형 숏스트로크 엔진이나 터보엔진[6] 등은 작동 온도에 더더욱 민감하므로 예열에 주의가 필요하다.
4.2. 후열
후열이란 엔진 시동을 끄기 전에 어느정도 공회전하며 온도를 낮춰주는 것을 말한다. 이 것은 예열 다음가는 논란거리인데, 후열은 터보차져가 달린 터보 엔진만 신경 쓸 문제이고, 실질적으로는 터보 차량도 신경을 쓰지 않아도 된다.
터보차져는 400~1000도에 이르는 배기가스를 직접 이용해 작동되는 부품이기 때문에 작동온도가 상당히 높으며 그 작동속도가 10만 RPM에 이를 정도로 초고속이므로 온도에 매우 민감하다. 고속도로 주행 등 고부하 운행으로 터빈 온도가 엄청 높아진 상태에서 그냥 바로 시동을 꺼버리면 냉각계통도 멈추므로 순환이 멈춘 냉각수와 윤활유가 터빈 내에서 고온에 의해 말라붙어 베어링 등을 고착시켜 버리게 된다.
그러므로 고부하 운행 후에는 몇분간 공회전하며 온도를 낮춰줘야 한다는 것이 운전자들 사이의 상식처럼 되었고, 이 것을 후열이라고 한다. 하지만 이 것은 공회전 예열과 마찬가지로 90년대까지의 상식이다. 당시에는 순정으로 터보가 달려 나오는 엔진 자체가 거의 없었고 [7] 터보가 달린 것은 많은 경우 일명 "깡터보"라고 해서 순정 자연흡기 엔진에다 튜닝으로 터빈만 가져다가 우격다짐으로 끼워넣은 경우였기 때문에 설계 단계에서의 열관리 조치가 없었다. 그러므로 운전자가 직접 후열을 해주며 온도관리를 해주지 않으면 바로 고장이 나는 것이었고 그래서 터보차량은 후열을 해야 한다는 것이 상식처럼 되었었다.
하지만 순정으로 엔진에 터보가 달려나오는 경우는 당연히 이에 대한 대처가 설계단계에서 되어 있다. 현대 기계공학의 총아인 자동차 회사의 자동차 개발 프로세스가 동네 공업사에서 깡터보 달듯 이루어지지 않는 것은 당연하다. 기본적으로 ECU는 시동을 끄더라도 엔진 온도가 높으면 냉각계통을 구동하여 문제가 없을 때까지 냉각시킨다. 이 것은 터빈이 없는 자연흡기 차량도 마찬가지며 터보엔진은 이런 온도관리를 더 철저하게 하도록 만들어져 있다.[8] 그러므로 본인 차에 달린 터보엔진이 순정이라면 후열에는 전혀 신경을 쓰지 않아도 된다.
더구나 일반적인 주행 환경에서는 차를 주차할 즈음에는 후열이 필요 없을 정도로 터빈이 냉각되어 있는 경우가 대부분이다. 예를 들어 장시간 고속도로 주행을 했더라도 고속도로를 빠져나가 목적지까지 시내 도로를 통과하는 10~20분 정도면 낮은 부하상태로 충분히 냉각이 되기 때문에 목적지에 도착하여 바로 시동을 끄더라도 상관없는 경우가 많다. 고속도로 휴게소 같이 고속주행 직후 정차를 해서 냉각이 더 필요한 경우에도 ECU가 알아서 냉각하므로 역시 신경쓰지 않아도 된다.
[1] 시동을 걸지않아도 에어컨을 사용할 수 있는 차량도 있으나 전기차가 아닌 이상 배터리 소모가 심해 금방 방전될 수 있다.[2] 대기환경보전법 제59조[3] 시동걸자마자 냉간상태에서 곧바로 긴 오르막길이나 고속도로를 달리는 것 같은 행동을 피해야 한다.[4] 저속 시내운전 같은[5] 예를 들어 폭스바겐이나 아우디의 가솔린 터보 엔진은 냉각수 온도 60도까지는 엔진에 부하를 주지 말라고 되어 있다.[6] 터빈 임펠러의 작동속도는 10만 RPM을 넘어간다. 엔진은 6천~7천 RPM이 레드존이다[7] 심지어 디젤엔진도 터보가 달리지 않는 경우가 많았다. 지금은 터보없는 디젤엔진은 찾아볼래야 찾아볼 수도 없지만..[8] 고속도로 휴게소나 한여름 대낮의 주차장에서는 시동을 껐는데도 냉각팬이 계속 돌아 시끄러운 차를 종종 볼 수 있다.